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2022 Fiscal Year Research-status Report

カードベース暗号の継続的発展

Research Project

Project/Area Number 21K11881
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

水木 敬明  東北大学, サイバーサイエンスセンター, 准教授 (90323089)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywordsカードベース暗号
Outline of Annual Research Achievements

カードベース暗号の研究分野の継続的な発展のため,前年度に引き続き,交付申請書に記載した研究の目的と実施計画に従い研究を進め,次に列挙する成果を得た。
まず,ANDやXORの秘密計算について,Shinagawa-NuidaのBatching技術を応用して,シャッフル1回で実行できる,追加カードの少ない多入力プロトコルを構成し,国際会議APKC 2022にて成果を公表した。また,8入力以上の対称関数を追加カードなしで秘密計算できることを発見し,国際会議ICTAC 2022において公表した。また,トランプカードを用いた3入力プロトコルを追加カードなしで開発し,国際会議AFRICACRYPT 2022において公表した。また,パズルに対するゼロ知識証明プロトコルの構築として,Usowanに対するものを国際会議TAMC 2022にて公表し,Nurimisakiに対するものを国際会議SSS 2022にて公表し,Topswopsに対するものを国際会議ISPEC 2022にて公表し,国際会議CiE 2021のジャーナル版としてNurikabeとHitoriに加えHeyawakeに対するものを論文誌New Generation Computingに掲載し,Suguruに対するものをそのNP完全性の証明とともに論文誌Information and Computationにジャーナル版として掲載した.また,カードベースの汎用的なソーティングプロトコルを初めて構築し,国際会議IWSEC 2022にて公表した。また,カードベースプロトコルの実行における操作誤りの影響や対策について研究を進展させ,その成果を論文誌Information and Computationに掲載した.また,部分開示という新しい操作方法を考案し,トランプカードの効率的なANDプロトコルを国際会議FAW 2022で公表した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究実績の概要に記した通り,当該年度の1年間で合計11本の論文を学術論文誌や査読付き国際会議で公表することができた(すべてScopus収録)。具体的な数字としては,ElsevierのInformation and Computationに2本,SpringerのNew Generation Computingに1本,Lecture Notes in Computer Science (LNCS) に7本,ACM Conference Proceedingsに1本を掲載している。以上により,本研究課題は順調に進展していると判断した。
なお,初年度には7本のScopus掲載論文を得ているので,2年間を合計すると18本となり,2年間分の直接経費の配分額(120万円+120万円)で単純に割り算をすると,Scopus掲載論文1本あたりのコストは約13万3千円である。

Strategy for Future Research Activity

本年度の成果を踏まえつつ,当初の計画に従い,本研究を推進していく。

Causes of Carryover

次年度使用額は,今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額である。令和5年度請求額とあわせ,次年度に計画している研究の遂行に使用する予定である。

  • Research Products

    (25 results)

All 2023 2022

All Journal Article (11 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 11 results,  Open Access: 11 results) Presentation (14 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Secure Computations Through Checking Suits of Playing Cards2023

    • Author(s)
      Miyahara Daiki、Mizuki Takaaki
    • Journal Title

      FAW 2022, Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 13461 Pages: 110~128

    • DOI

      10.1007/978-3-031-20796-9_9

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Hide a Liar: Card-Based ZKP Protocol for Usowan2023

    • Author(s)
      Robert Leo、Miyahara Daiki、Lafourcade Pascal、Mizuki Takaaki
    • Journal Title

      TAMC 2022, Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 13571 Pages: 201~217

    • DOI

      10.1007/978-3-031-20350-3_17

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Card-Based ZKP for Connectivity: Applications to Nurikabe, Hitori, and Heyawake2022

    • Author(s)
      Robert Leo、Miyahara Daiki、Lafourcade Pascal、Mizuki Takaaki
    • Journal Title

      New Generation Computing

      Volume: 40 Pages: 149~171

    • DOI

      10.1007/s00354-022-00155-5

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Information leakage due to operative errors in card-based protocols2022

    • Author(s)
      Mizuki Takaaki、Komano Yuichi
    • Journal Title

      Information and Computation

      Volume: 285 Pages: 104910~104910

    • DOI

      10.1016/j.ic.2022.104910

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Physical zero-knowledge proof and NP-completeness proof of Suguru puzzle2022

    • Author(s)
      Robert Leo、Miyahara Daiki、Lafourcade Pascal、Libralesso Luc、Mizuki Takaaki
    • Journal Title

      Information and Computation

      Volume: 285 Pages: 104858~104858

    • DOI

      10.1016/j.ic.2021.104858

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Card-based Single-shuffle Protocols for Secure Multiple-input AND and XOR Computations2022

    • Author(s)
      Kuzuma Tomoki、Isuzugawa Raimu、Toyoda Kodai、Miyahara Daiki、Mizuki Takaaki
    • Journal Title

      APKC '22, ACM Conference Proceedings

      Volume: - Pages: 51-58

    • DOI

      10.1145/3494105.3526236

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Card-Based Secure Sorting Protocol2022

    • Author(s)
      Haga Rikuo、Toyoda Kodai、Shinoda Yuto、Miyahara Daiki、Shinagawa Kazumasa、Hayashi Yuichi、Mizuki Takaaki
    • Journal Title

      IWSEC 2022, Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 13504 Pages: 224~240

    • DOI

      10.1007/978-3-031-15255-9_12

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Card-Minimal Protocols for Symmetric Boolean Functions of More than Seven Inputs2022

    • Author(s)
      Shikata Hayato、Toyoda Kodai、Miyahara Daiki、Mizuki Takaaki
    • Journal Title

      ICTAC 2022, Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 13572 Pages: 388~406

    • DOI

      10.1007/978-3-031-17715-6_25

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Card-Minimal Protocols for Three-Input Functions with Standard Playing Cards2022

    • Author(s)
      Haga Rikuo、Hayashi Yuichi、Miyahara Daiki、Mizuki Takaaki
    • Journal Title

      AFRICACRYPT 2022, Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 13503 Pages: 448~468

    • DOI

      10.1007/978-3-031-17433-9_19

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Card-Based ZKP Protocol for Nurimisaki2022

    • Author(s)
      Robert Leo、Miyahara Daiki、Lafourcade Pascal、Mizuki Takaaki
    • Journal Title

      SSS 2022, Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 13751 Pages: 285~298

    • DOI

      10.1007/978-3-031-21017-4_19

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Physical Zero-Knowledge Proof Protocol for Topswops2022

    • Author(s)
      Komano Yuichi、Mizuki Takaaki
    • Journal Title

      ISPEC 2022, Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 13620 Pages: 537~553

    • DOI

      10.1007/978-3-031-21280-2_30

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 番号付きスリーブを活用した数独のゼロ知識証明2023

    • Author(s)
      田中滉大, 水木敬明
    • Organizer
      暗号と情報セキュリティシンポジウム
  • [Presentation] 4種カードを用いた効率的な対称関数秘密計算2023

    • Author(s)
      四方隼人, 水木敬明
    • Organizer
      暗号と情報セキュリティシンポジウム
  • [Presentation] シャッフル1回の多入力ANDプロトコルのカード枚数削減2023

    • Author(s)
      葛馬知紀, 水木敬明
    • Organizer
      暗号と情報セキュリティシンポジウム
  • [Presentation] カードベースプロトコルの部分開示操作におけるエラーと対策に関する考察2023

    • Author(s)
      五十鈴川頼宗, 水木敬明
    • Organizer
      暗号と情報セキュリティシンポジウム
  • [Presentation] 説明動画再生時間に基づくカードベースプロトコルの評価2023

    • Author(s)
      吉田拓叶, 千田栄幸, 水木敬明
    • Organizer
      暗号と情報セキュリティシンポジウム
  • [Presentation] 両面不透明スリーブを用いた数独のゼロ知識証明2023

    • Author(s)
      田中滉大, 水木敬明
    • Organizer
      情報処理学会全国大会
  • [Presentation] [招待講演]A Card-Minimal Three-Input AND Protocol Using Two Shuffles (COCOON 2021より)2022

    • Author(s)
      五十鈴川頼宗, 豊田航大, 佐々木優, 宮原大輝, 水木敬明
    • Organizer
      電子情報通信学会情報セキュリティ研究会
    • Invited
  • [Presentation] Topswopsの物理的ゼロ知識証明プロトコル2022

    • Author(s)
      駒野雄一, 水木敬明
    • Organizer
      マルチメディア、分散、協調とモバイルシンポジウム
  • [Presentation] 対称関数に対するカードベースプロトコルについて2022

    • Author(s)
      四方隼人, 水木敬明, 宮原大輝
    • Organizer
      LAシンポジウム
  • [Presentation] 多入力ANDプロトコルとシャッフルについて2022

    • Author(s)
      葛馬知紀, 宮原大輝, 水木敬明
    • Organizer
      LAシンポジウム
  • [Presentation] ランダムカット1回の6枚XORプロトコルの不可能性について2022

    • Author(s)
      芳賀陸雄, 林優一, 宮原大輝, 水木敬明
    • Organizer
      情報処理学会コンピュータセキュリティ研究会
  • [Presentation] UNOを用いた数独に対するゼロ知識証明について2022

    • Author(s)
      田中滉大, 水木敬明
    • Organizer
      情報処理学会アルゴリズム研究会
  • [Presentation] Pancakeソーティングに対する物理的ゼロ知識証明2022

    • Author(s)
      駒野雄一, 水木敬明
    • Organizer
      コンピュータセキュリティシンポジウム
  • [Presentation] 4種カード組を用いた対称関数の秘密計算2022

    • Author(s)
      四方隼人, 水木敬明
    • Organizer
      電子情報通信学会情報セキュリティ研究会

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Published: 2023-12-25  

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