非可換構造を用いた多変数多項式公開鍵暗号の設計と解析

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24740078
• Research Institution: Institute of Systems, Information Technologies and Nanotechnologies
• Principal Investigator: 安田 貴徳 公益財団法人九州先端科学技術研究所, その他部局等, 研究員 (00464602)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 公開鍵暗号 / ポスト量子暗号 / 多変数多項式公開鍵暗号

Outline of Annual Research Achievements

多変数多項式公開鍵暗号は量子コンピュータに耐性を持つと期待されているだけでなく、処理効率も良い暗号であり、次世代暗号の候補の一つと見られている。しかし、鍵長がRSA暗号などに比べて大きいことが問題であり、ICカードのような低資源デバイスへの実装の弊害になりかねない。本研究課題の目的は多変数多項式公開鍵暗号の鍵長を安全性を下げることなく、軽減することである。そしてその手段として非可換環を利用するというものである。平成26年度の研究では、前年度までに提案していた2つの鍵長削減方式を併用する研究を行った。併用すると鍵長削減効果が上乗せされ、鍵長の約80%を削減することができた。さらに、安全性を解析し、既存攻撃に対する攻撃計算量を低下させないことを理論的、実験的に証明した。また、署名生成の処理効率が良くなり、コストを約60%削減することができた。ジャーナル論文誌JoWUAとJISISに論文を投稿し、計2本の論文が採録された。査読付き国際会議AsiaARES2014、Cander2014に論文を投稿し、計2本の論文が採録された。また、国内研究集会において、5件の発表を行った。

Research Products

• [Journal Article] Efficient variant of Rainbow using sparse secret keys (2014)
  • Author(s): Takanori Yasuda, Tsuyoshi Takagi, and Kouichi Sakurai
  • Journal Title: Journal of Wireless Mobile Networks, Ubiquitous Computing, and Dependable Applications Volume: 5 (3) Pages: 3-13
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Fast Evaluation of Multivariate Quadratic Polynomials over GF(2^32) using Grahpics Processing Units (2014)
  • Author(s): Satoshi Tanaka, Takanori Yasuda, and Kouichi Sakurai
  • Journal Title: Journal of Internet Services and Information Security Volume: 4 (3) Pages: 1-20
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Efficient variant of Rainbow without triangular matrix representation (2014)
  • Author(s): Takanori Yasuda, Tsuyoshi Takagi, and Kouichi Sakurai
  • Journal Title: Springer Lecture Notes in Computer Sciences Volume: 8407 Pages: 532-541
  • DOI: 10.1007/978-3-642-55032-4_55
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Parallelization of QUAD stream cipher using linear recurring sequences on graphics processing units (2014)
  • Author(s): Satoshi Tanaka, Chen-Mou Cheng, Takanori Yasuda, and Kouichi Sakurai
  • Journal Title: The Second IEEE International Symposium on Computing and Networking Volume: 1 Pages: 543-548
  • DOI: 10.1109/CANDAR.2014.85
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] MQチャレンジ ～多変数多項式暗号の安全性評価～ (2015)
  • Author(s): Takanori Yasuda, Xavier Dahan, Yun-Ju Huang, Tsuyoshi Takagi, and Kouichi Sakurai
  • Organizer: 応用数理学会2015年研究部会連合発表会
  • Place of Presentation: 中央大学
  • Year and Date: 2015-03-06 – 2015-03-06
• [Presentation] PQCrypto 2014参加報告 (2015)
  • Author(s): 安田貴徳
  • Organizer: 第32回情報とセキュリティシンポジウム
  • Place of Presentation: 北九州市
  • Year and Date: 2015-01-22 – 2015-01-22
• [Presentation] MQ Challenge: Hardness Evaluation of Solving Multivariate Quadratic Problems (2015)
  • Author(s): Takanori Yasuda, Xavier Dahan, Yun-Ju Huang, Tsuyoshi Takagi, and Kouichi Sakurai
  • Organizer: 第32回情報とセキュリティシンポジウム
  • Place of Presentation: 北九州市
  • Year and Date: 2015-01-22 – 2015-01-22
• [Presentation] Multivariate Quadratic Challenge (2014)
  • Author(s): Takanori Yasuda, Xavier Dahan, Yun-Ju Huang, Tsuyoshi Takagi, and Kouichi Sakurai
  • Organizer: ETSI 2nd Quantum Safe Workshop
  • Place of Presentation: Ottawa, Canada
  • Year and Date: 2014-10-06 – 2014-10-06
• [Presentation] 疎な秘密鍵を用いた多変数多項式署名方式 (2014)
  • Author(s): 安田貴徳, 高木剛, 櫻井幸一
  • Organizer: 日本応用数理学会2014年度年会JANT オーガナイズド・セッション「数論アルゴリズムとその応用」
  • Place of Presentation: 政策研究大学院大学
  • Year and Date: 2014-09-04 – 2014-09-04
• [Remarks] ISIT webページ内 安田貴徳のページ
  • URL: http://www.isit.or.jp/lab2/member/takanoriyasuda_japanese/