2021 Fiscal Year Annual Research Report
A new look at security proofs of cryptographic primitives from logic
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18K19780
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
岩本 貢 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (50377016)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2022-03-31
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| Keywords | 暗号理論 / 安全性証明 / 論理学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の発端は，論理的に分かり易いマルチパーティ計算プロトコルの実現手法として，秘匿操作に基づくカードベース暗号を提案したことであった．特に，昨年度に国際論文誌に掲載された多数決プロトコルはその典型的な例である．本年度は，秘匿操作を用いたｎ入力多数決プロトコル，および，しきい値関数を計算するプロトコルについて，論文投稿の準備を進めた．最終的に，２つの論文が国際論文誌に掲載された．概要は以下の通りである．
［ｎ入力多数決プロトコル］既に国際会議で提案した４枚のカードで３入力多数決をする方法を拡張し，秘匿操作，通信回数，カード枚数すべてがO(ｎ)で実現できる方法をはじめて提案した．提案手法のアイデアは，カードを裏返す操作と秘匿操作を許すことで暗号プロトコルの秘匿性を実現しつつ，出力に用いるカードが正しく配置されるようにした点にある．このように，暗号プロトコルの安全性と復号の正当性を論理的かつ簡単に理解するために，秘匿置換を用いたカードベース暗号は有用な技術であることが分かる．なお，秘匿置換を行うことで，プロトコルがsemi-honest安全性しか満たさなかった問題を解決する方法も与えている．
［しきい値関数を計算するプロトコル］秘匿置換を用いるメリットの一つは，カード枚数を大きく削減できることにある．従来のシャッフルベースのプロトコルではカードが少なくとも２ｎ枚必要であったが，ほぼ半分のカード枚数でしきい値計算をするプロトコルを提案した．このプロトコルも多数決プロトコルと同様に，安全性と復号の正当性を論理的かつ簡単に理解することができる．
その他に，カードを用いることで安全性証明が論理的で分かり易い秘匿共通集合プロトコルをはじめて提案した．また，一様で閉じたシャッフルの効率的な実装を行った．これらの成果は本研究終了後も継続する予定である．
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