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2014 Fiscal Year Research-status Report

楕円曲線暗号のグレブナ基底による安全性解析

Research Project

Project/Area Number 25540047
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

高木 剛  九州大学, マス・フォア・インダストリ研究所, 教授 (60404802)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords暗号・認証等 / 公開鍵暗号 / 楕円曲線暗号 / 離散対数問題 / グレブナ基底
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、楕円曲線暗号に対する新たな攻撃法として、有限体上の多変数多項式の求解問題の解法アルゴリズムを考察している。この問題の難しさは、変数の個数n、多項式の個数m、有限体の位数qなどにより変化する。我々は、PQCrypto2013において、変数の個数nと方程式の個数mが関係式n≧m(m+3)/2を満たし、更に有限体の標数が偶数の場合に、多項式時間で動作する効率的なアルゴリズムを提案した。今年度は、この方式の適用範囲を拡大し、標数が奇数である場合でも検索法の多層木構造化により、多項式時間で解くことが可能なアルゴリズムを構築した。本成果は、2014年10月にトロントで開催された国際会議PQCrypto2014において発表した。また、昨年度までに研究会や国際会議で発表した論文4編をジャーナル論文化した(電子情報通信学会英文論文誌2編、情報処理学会論文誌など)。特に、国際会議IWSEC 2013において発表した楕円曲線暗号のFPPR攻撃に対する安全評価の論文は、大規模な計算機実験により安全性解析を詳細に考察したFull Paperとして、Pacific Journal of Mathematics for Industryにおいて発表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

今年度は、査読付き国際会議1編(PQCrypto 2014)に加えて、昨年度の成果をジャーナル論文誌に4編(電子情報通信学会英文論文誌2編、情報処理学会論文誌、Pacific Journal of Mathematics for Industry)掲載することができ、当初の計画以上に研究が進展している。

Strategy for Future Research Activity

楕円曲線暗号に対する多変数多項式を用いたFPPR攻撃法の安全性評価の研究を継続する。特に、FPPR法の計算量と使用メモリ量を削減する手法を考察する予定である。攻撃で利用する高次のSemaev多項式は、大量のメモリを必要とするために計算が容易ではない。今後は、高次のSemaev多項式を低次の多変数多項式の終結式として表現する高速化法を検討する。

Causes of Carryover

平成26年度は、当初に予定していた国際会議への参加発表を行わなかった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

平成27度は本研究課題の最終年度であり、研究成果を研究会や国際会議において発表する予定をしている。また、多変数多項式の効率的な解法を専門とする研究者を海外から招聘する予定である。

  • Research Products

    (9 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Improvement of FPPR method to solve ECDLP2015

    • Author(s)
      Yun-Ju Huang, Christophe Petit, Naoyuki Shinohara, Tsuyoshi Takagi
    • Journal Title

      Pacific Journal of Mathematics for Industry

      Volume: 7-1 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1186/s40736-015-0012-6

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Polynomial-Time Algorithm for Solving a Class of Underdetermined Multivariate Quadratic Equations over Fields of Odd Characteristics2014

    • Author(s)
      Chen-Mou Cheng, Yasufumi Hashimoto, Hiroyuki Miura, Tsuyoshi Takagi
    • Journal Title

      6th International Workshop on Post-Quantum Cryptography, PQCrypto 2014

      Volume: LNCS 8772 Pages: 40-58

    • DOI

      10.1007/978-3-319-11659-4_3

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Web Workersを用いた多変数公開鍵暗号Rainbowの並列実装2014

    • Author(s)
      鷲見拓哉, 石黒司, 清本晋作, 三宅優, 小林透, 高木剛
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌

      Volume: Vol.55, No.9 Pages: 2061-2071

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Improved Attacks on Multi-Prime RSA with Small Prime Difference2014

    • Author(s)
      Hui Zhang, Tsuyoshi Takagi
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Fundamentals on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      Volume: Vol.E97-A, No.7 Pages: 1533-1541

    • DOI

      10.1587/transfun.E97.A.1533

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Extended Algorithm for Solving Underdefined Multivariate Quadratic Equations2014

    • Author(s)
      Hiroyuki Miura, Yasufumi Hashimoto, Tsuyoshi Takagi,
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Fundamentals on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      Volume: Vol.E97-A, No.6 Pages: 1418-1425

    • DOI

      10.1587/transfun.E97.A.1418

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 多変数多項式暗号の安全性評価2015

    • Author(s)
      高木 剛
    • Organizer
      第6回暗号フロンティア研究会
    • Place of Presentation
      北陸先端科学技術大学院大学
    • Year and Date
      2015-03-18 – 2015-03-18
    • Invited
  • [Presentation] Matsumoto-Imai中間写像のTame分解に関する考察2015

    • Author(s)
      矢城信吾、高木剛
    • Organizer
      2015年暗号と情報セキュリティシンポジウム, SCIS2015
    • Place of Presentation
      リーガロイヤルホテル小倉
    • Year and Date
      2015-01-20 – 2015-01-23
  • [Presentation] MQ challenge: hardness evaluation of solving multivariate quadratic problems2015

    • Author(s)
      Tsuyoshi Takagi
    • Organizer
      DIMACS Workshop on The Mathematics of Post-Quantum Cryptography
    • Place of Presentation
      Rutgers University
    • Year and Date
      2015-01-12 – 2015-01-16
    • Invited
  • [Remarks] 九州大学マス・フォア・インダストリ研究所 高木研究室

    • URL

      http://imi.kyushu-u.ac.jp/~takagi/

URL: 

Published: 2016-06-03  

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