2022 Fiscal Year Research-status Report
Design and analysis of secure multiparty computation protocols in more realistic network models
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21K11887
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
河内 亮周 三重大学, 工学研究科, 教授 (00397035)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 秘密計算プロトコル / 対話通信パターン / チェーンネットワーク / ツリーネットワーク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度の活動では，2021年度の研究調査によって明らかになったHaleviらの研究(ITCS 2016)による対話通信パターンを持つ秘密計算プロトコルという柔軟なネットワーク構造に対応可能な秘密計算のフレームワークに着目し，研究を進めた．対話通信パターンはネットワークにおける各ネットワーク参加者が送受信するメッセージの依存関係を有向グラフで表現することで，各ネットワーク参加者がどの参加者と通信が可能・不可能であるかを表現することができるモデルである．本年度の研究の結果，Haleviらのチェーン型の対話通信パターン，つまりネットワーク参加者が隣の参加者一人のみへメッセージを送信し，最後の参加者が関数の値を評価する直線グラフ構造のネットワークに対する秘密計算プロトコルで効率を改善した秘密計算プロトコルを構成し，その安全性を解析した．さらにその秘密計算プロトコルを拡張し，ツリー型の対話通信パターン，つまりネットワーク参加者に親子関係が定まっており，子が自分の親のみにメッセージを送信でき，根にあたる参加者が関数の値を評価する木構造のネットワークに対する秘密計算プロトコルの構成を行い，その安全性解析を行った．一般のトポロジ上のネットワークルーティングは通常そのトポロジを表現するグラフ上で全域木を構成し，その上で通信を行うことが多いため，木構造に対応する秘密計算プロトコルは高い汎用性を持つプロトコルと考えられる．また秘密計算プロトコルの基本構成要素となる乱択符号化の効率化について，基本的な代数構造である二元体上の演算について既存の効率を改善する構造を提案し，その理論的解析を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度のネットワークトポロジを想定した秘密計算プロトコルの既存研究の調査に基づいてチェーン型ネットワークトポロジに対する効率的な秘密計算プロトコルの構成とその理論的解析を与え，さらにとその拡張であるツリー型ネットワークトポロジに対する秘密計算プロトコルの構成とその理論的解析を与えるという具体的な成果を得ており，想定していた程度の進捗を得ていると考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初，チェーン型・ツリー型の対話通信パターンの秘密計算プロトコルは対称関数という自然な関数クラスについての構成として検討していたが，学会での発表後に問題点を指摘され，実際にはアーベルプログラムと呼ばれる少し弱い関数クラスに対するプロトコルにしかなっていないことが明らかになった．そのためより汎用的な関数クラスに対応できるプロトコルに改良していく必要があり，次年度はその改良を進める予定である．
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