Security Analysis of Post-quantum Public Key Cryptography by Utilizing Quantum Algorithms

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K20267
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 60070:Information security-related
• Research Institution: The University of Tokyo (2019, 2021-2023); National Institute of Information and Communications Technology (2020)
• Principal Investigator: Takayasu Atsushi 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 准教授 (00808082)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 耐量子計算機暗号 / 量子アルゴリズム / 符号暗号 / 格子暗号

Outline of Final Research Achievements

The main topic of this project is quantum security analysis of post-quantum crytographic algorithms. We obtain several results that relate to the topic.
The main result is the faster quantum information set decoding algorithm to break code-based cryptography when the number of qubits is bounded. This result was presented at the peer-reviewed international conference ACISP 2023. This is an impressive achievement that is consistent with the theme of this project and has been internationally recognized.
We have also achieved results on quantum attacks on public-key cryptographyand attacks on quantum computer cryptography, which are important results in advancing the main theme of this project as a peripheral field.

Free Research Field

暗号理論

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

耐量子計算機暗号は今後必須とされる暗号技術であり、世界的にその実用化に向けた研究が活発に行われており、来る量子時代に安全な情報社会を維持する社会的意義の大きな研究である。
学術的には、主結果である扱える量子ビット数が制限されたときの符号暗号への量子攻撃の高速化には大きな意義がある。量子コンピュータは物理的な実現が困難であるとされており、大きな量子ビットすうを扱うのは困難であると考えられており、このような状況で符号暗号の量子安全性解析を行なった初の研究である。
その他の成果に関しても、査読付き国際会議等での発表されている画期的なものである。