2022 Fiscal Year Annual Research Report
Cryptanalysis and Design of Lightweight Symmetric-key Cryptography and Its Application to IoT
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19H02141
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
五十部 孝典 兵庫県立大学, 情報科学研究科, 准教授 (30785465)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ブロック暗号 / ハッシュ関数 / 認証暗号 / 差分攻撃 / 代数攻撃 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
4年目は、モバイルデバイス等で高速に処理可能な共通鍵暗号の設計を実施した。具体的にはソフトウェアで高速に処理可能なSIMD（Single Instruction/Multiple Data）命令で実行可能な構成について検討した。特に、暗号演算に特化しているAES-NIと呼ばれる演算とXORのみからなる究極に高速化可能な構成について検討した。具体的な成果としては、Areionと呼ばれる暗号学的置換を設計した。Areionは前述の通り、AES-NIとXOR命令のみから構成されており、安全性と実装性能の観点で最適な構造や組み合わせをとっている。最適な組み合わせの探索は、数理ソルバーを用いた自動安全性評価ツールを作成し、数百万の候補の中から最適なものを選択した。この暗号学的置換からハッシュ関数や認証暗号へ拡張可能であり、いずれもモバイルやラップトップ環境では世界最速を達成する性能を持っている。これらをまとめた結果は、暗号実装のトップ会議CHESに採録されている。
また設計と同時に、暗号の解析技術の開発も実施した。代表的な成果としては、5G標準のストリーム暗号ZUCに対する差分攻撃、プライバシー保護技術フレンドリ暗号RastaやLowMCへの代数攻撃、RoccaやAEGIS等の認証暗号に対する安全性評価が挙げられる。これらの結果は、暗号分野のトップ会議ASIACRYPT, FSEに採録されるなど学術的に高い評価を得た。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(14 results)
