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公開鍵暗号に対する格子理論に基づく安全性解析とその暗号設計への応用

研究課題

研究課題/領域番号 14J08237
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 情報学基礎理論
研究機関東京大学

研究代表者

高安 敦  東京大学, 新領域創成科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2015年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード格子 / RSA暗号 / 耐量子暗号 / 最短ベクトル問題 / 格子簡約アルゴリズム / 格子暗号 / 安全性解析 / 法付き方程式
研究実績の概要

今年度は、格子理論に基づいて公開鍵暗号の安全性解析を行うという、本研究課題における非常に先進的な成果をあげ、さらに、ここで得た格子理論の知見を暗号設計にも応用するという理想的な目標においても成果をあげることができ、飛躍的に研究が進んで年度であったと言える。本研究課題の主たる内容である公開鍵暗号の安全性解析の研究は、大きく二つのテーマを行った。一つ目は格子理論に基づくRSA暗号の安全性解析であり、二つ目は格子暗号の安全性解析である。
まず、格子理論に基づくRSA暗号の安全性解析について記す。RSA暗号の理論的な安全性を保証するために、特殊な設定、もしくは、その秘密鍵の部分情報が漏洩した際の安全性の格子理論に基づいた解析は、長く続く暗号理論の代表的な研究テーマの一つである。このテーマにおいて、査読付き国際論文誌・査読付き国際会議予稿集に6件の論文が採録され、国際会議で5件の発表を行った。これらの成果は、国内の暗号・セキュリティ分野において権威のある辻井重男セキュリティ論文特別賞を受賞したものや、国際会議ACISPでBest Student Paper Awardを受賞した成果を含む。
次に、格子暗号の安全性解析における成果を紹介する。上記のRSA暗号を含め、現在実用化されている公開鍵暗号方式は、量子計算機が完成すれば大幅に安全性が低下し、実用上利用できなくなることがわかっている。そのため、量子計算機にも耐性のある格子暗号の研究は、近年の暗号研究の主流なテーマとなっている。今年度は、このテーマに対して、理論的な成果ではあるが、最悪時の理論評価を厳密に行った。この成果は国内学会で発表しており、情報セキュリティ研究奨励賞を受賞している。また、類似な文脈において、格子暗号を攻撃するためのより高速なアルゴリズムを開発した成果を、国際会議で発表している。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 6件、 査読あり 11件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 11件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Chinese Academy of Sciences(中国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] General Bounds for Small Inverse Problems and Its Applications to Multi-Prime RSA2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takayasu and Noboru Kunihiro
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: Vol. E100-A, No. 1 ページ: 50-61

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Lattice-based Revocable Identity-based Encryption with Bounded Decryption Key Exposure Resistance2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takayasu and Yohei Watanabe
    • 雑誌名

      Information Security and Privacy

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Small CRT-exponent RSA Revisited2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takayasu, Yao Lu, Liqiang Peng
    • 雑誌名

      Advances in Cryptology EUROCRYPT 2017

      巻: 10211 ページ: 130-159

    • DOI

      10.1007/978-3-319-56614-6_5

    • ISBN
      9783319566139, 9783319566146
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Tool Kit for Partial Key Exposure Attacks on RSA2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takayasu and Noboru Kunihiro
    • 雑誌名

      Topics in Cryptology CT-RSA 2017

      巻: 10159 ページ: 58-73

    • DOI

      10.1007/978-3-319-52153-4_4

    • ISBN
      9783319521527, 9783319521534
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Partial Key Exposure Attacks on CRT-RSA: General Improvement for the Exposed Least Significant Bits2016

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takayasu and Noboru Kunihiro
    • 雑誌名

      Information Security

      巻: 9866 ページ: 35-47

    • DOI

      10.1007/978-3-319-45871-7_3

    • ISBN
      9783319458700, 9783319458717
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Partial Key Exposure Attacks on RSA with Multiple Exponent Pairs2016

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takayasu and Noboru Kunihiro
    • 雑誌名

      Information Security and Privacy

      巻: 9723 ページ: 243-257

    • DOI

      10.1007/978-3-319-40367-0_15

    • ISBN
      9783319403663, 9783319403670
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] General Bounds for Small Inverse Problems and Its Applications to Multi-Prime RSA2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takayasu and Noboru Kunihiro
    • 雑誌名

      Information Security and Cryptology - ICISC 2014 17th International Conference, Seoul, South Korea, December 3-5, 2014, Revised Selected Papers

      巻: 8949 ページ: 3-17

    • DOI

      10.1007/978-3-319-15943-0_1

    • ISBN
      9783319159423, 9783319159430
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 改善された安全性証明を持つGGHLiteパラメータ2015

    • 著者名/発表者名
      高安敦,高島克幸
    • 雑誌名

      暗号と情報セキュリティシンポジウム(SCIS2015)予稿集

      巻: 2D4-2 ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Partial Key Exposure Attacks on CRT-RSA: Better Cryptanalysis to Full Size Encryption Exponents2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takayasu and Noboru Kunihiro
    • 雑誌名

      Applied Cryptography and Network Security 13th International Conference, ACNS 2015, New York, USA, June 2-5, 2015. Proceedings

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Better Lattice Constructions for Solving Multivariate Linear Equations Modulo Unknown Divisors2014

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takayasu and Noboru Kunihiro
    • 雑誌名

      IEICE TRANSACTIONS

      巻: Vol. E97-A, No. 6 ページ: 1259-1272

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cryptanalysis of RSA with Multiple Small Secret Exponents2014

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takayasu and Noboru Kunihiro
    • 雑誌名

      Information Security and Privacy 19th Australasian Conference, ACISP 2014, Wollongong, NSW, Australia, July 7-9, 2014. Proceedings

      巻: 8544 ページ: 176-191

    • DOI

      10.1007/978-3-319-08344-5_12

    • ISBN
      9783319083438, 9783319083445
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Partial Key Exposure Attacks on RSA: Achieving the Boneh-Durfee Bound2014

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takayasu and Noboru Kunihiro
    • 雑誌名

      Selected Areas in Cryptography -- SAC 2014 21st International Conference, Montreal, QC, Canada, August 14-15, 2014, Revised Selected Papers

      巻: 8781 ページ: 345-362

    • DOI

      10.1007/978-3-319-13051-4_21

    • ISBN
      9783319130507, 9783319130514
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 複数の復号指数を持つRSA暗号の安全性解析2014

    • 著者名/発表者名
      高安敦,國廣昇
    • 雑誌名

      情報セキュリティ研究会予稿集

      巻: ISEC2014 ページ: 1-4

    • NAID

      110009804650

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Lattice-based Revocable Identity-based Encryption with Bounded Decryption Key Exposure Resistance2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takayasu
    • 学会等名
      ACISP 2017
    • 発表場所
      ニュージーランド、オークランド
    • 年月日
      2017-07-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Small CRT-exponent RSA Revisited2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takayasu
    • 学会等名
      Eurocrypt 2017
    • 発表場所
      フランス、パリ
    • 年月日
      2017-04-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 通常同種写像を用いたDH鍵共有の安全性解析2017

    • 著者名/発表者名
      古川悟
    • 学会等名
      情報セキュリティ研究会
    • 発表場所
      東京、港区、東海大学 高輪キャンパス
    • 年月日
      2017-03-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] A Tool Kit for Partial Key Exposure Attacks on RSA2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takayasu
    • 学会等名
      RSA Conference
    • 発表場所
      アメリカ、カリフォルニア、サンフランシスコ
    • 年月日
      2017-02-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Slide簡約基底に対する最短ベクトル探索の最悪時計算量評価2017

    • 著者名/発表者名
      高安敦
    • 学会等名
      2017年暗号と情報セキュリティシンポジウム(SCIS 2017)
    • 発表場所
      沖縄、那覇市、ロワジールホテル
    • 年月日
      2017-01-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Small Secret Exponent Attacks on RSA with Unbalanced Prime Factors2016

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takayasu
    • 学会等名
      ISITA 2016
    • 発表場所
      アメリカ、カリフォルニア、モントレー
    • 年月日
      2016-10-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CRT-RSAを攻撃する格子の新たな構成法2016

    • 著者名/発表者名
      高安敦
    • 学会等名
      2016年コンピュータセキュリティシンポジウム(CSS 2016)
    • 発表場所
      秋田、秋田市、秋田キャッスルホテル
    • 年月日
      2016-10-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Parameter Selections for Approximate GCD Problems2016

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takayasu
    • 学会等名
      IWSEC 2016
    • 発表場所
      東京、千代田区、ソラシティカンファレンスセンター
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Partial Key Exposure Attacks on CRT-RSA: General Improvement for the Exposed Least Significant Bits2016

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takayasu
    • 学会等名
      ISC 2016
    • 発表場所
      アメリカ、ハワイ、ホノルル
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ブロック簡約基底に対する最短ベクトル探索の最悪時計算量評価2016

    • 著者名/発表者名
      高安敦
    • 学会等名
      情報セキュリティ研究会
    • 発表場所
      山口、中市、コミュニティホール
    • 年月日
      2016-07-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Partial Key Exposure Attacks on RSA with Multiple Exponent Pairs2016

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takayasu
    • 学会等名
      ACISP 2016
    • 発表場所
      オーストラリア、メルボルン
    • 年月日
      2016-07-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] How to Generalize RSA Cryptanalyses2016

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takayasu, Noboru Kunihiro
    • 学会等名
      19th International Conference on Practice and Theory in Public-Key Cryptography (PKC 2016)
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2016-03-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Renyiダイバージェンスの次数を最適化した格子暗号のタイトな帰着2016

    • 著者名/発表者名
      高安敦,高島克幸
    • 学会等名
      2016年 暗号と情報セキュリティシンポジウム(SCIS 2016)
    • 発表場所
      ANAクラウンプラザホテル熊本ニュースカイ (熊本市、熊本県)
    • 年月日
      2016-01-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 使用可能領域を有効活用したSieveアルゴリズムの高速化2016

    • 著者名/発表者名
      宮崎結香,谷垣友喜,高安敦,國廣昇
    • 学会等名
      2016年 暗号と情報セキュリティシンポジウム(SCIS 2016)
    • 発表場所
      ANAクラウンプラザホテル熊本ニュースカイ (熊本市、熊本県)
    • 年月日
      2016-01-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 最小サンプルでLWE問題を解くためのBKWアルゴリズム2016

    • 著者名/発表者名
      上中谷健,國廣昇,高安敦
    • 学会等名
      2016年 暗号と情報セキュリティシンポジウム(SCIS 2016)
    • 発表場所
      ANAクラウンプラザホテル熊本ニュースカイ (熊本市、熊本県)
    • 年月日
      2016-01-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Tighter Security for Efficient Lattice Cryptography via the Renyi Divergence of Optimized Orders2015

    • 著者名/発表者名
      Katsuyuki Takashima, Atsushi Takayasu
    • 学会等名
      Provable Security - 9th International Conference (ProvSec 2015)
    • 発表場所
      Kanazawa Tokyu Hotel (Kanazawa city, Ishikawa)
    • 年月日
      2015-11-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 近似GCD問題のパラメータ解析2015

    • 著者名/発表者名
      高安敦,國廣昇
    • 学会等名
      2015年 コンピュータセキュリティシンポジウム(CSS 2015)
    • 発表場所
      長崎ブリックホール (長崎市、長崎県)
    • 年月日
      2015-10-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 低ノイズLPN問題におけるBKWアルゴリズムの解析2015

    • 著者名/発表者名
      上中谷健,國廣昇,高安敦
    • 学会等名
      2015年 コンピュータセキュリティシンポジウム(CSS 2015)
    • 発表場所
      長崎ブリックホール (長崎市、長崎県)
    • 年月日
      2015-10-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Faster LLL Reduction to Break the Security of Fully Homomorphic Encryption and Multilinear Map over the Integers2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takayasu, Noboru Kunihiro
    • 学会等名
      10th International Workshop on Security (IWSEC 2015)
    • 発表場所
      Todaiji Cultural Center (Nara city, Nara)
    • 年月日
      2015-08-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Partial Key Exposure Attacks on CRT-RSA: Better Cryptanalysis to Full Size Encryption Exponents2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takayasu
    • 学会等名
      Applied Cryptography and Network Security 13th International Conference, ACNS 2015
    • 発表場所
      New York, USA
    • 年月日
      2015-06-02 – 2015-06-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Partial Key Exposure Attacks on CRT-RSA: Better Cryptanalysis to Full Size Encryption Exponents2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takayasu, Noboru Kunihiro
    • 学会等名
      13th International Conference on Applied Cryptography and Network Security
    • 発表場所
      New York, America
    • 年月日
      2015-06-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 改善された安全性証明を持つGGHLiteパラメータ2015

    • 著者名/発表者名
      高安敦
    • 学会等名
      暗号と情報セキュリティシンポジウム
    • 発表場所
      リーガロイヤルホテル小倉 (北九州市、福岡県)
    • 年月日
      2015-01-20 – 2015-01-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] General Bounds for Small Inverse Problems and Its Applications to Multi-Prime RSA2014

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takayasu
    • 学会等名
      Information Security and Cryptology - ICISC 2014 17th International Conference
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2014-12-03 – 2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Improved Algorithms for Partial Key Exposure Attacks on RSA2014

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takayasu
    • 学会等名
      IWSEC 2014, 9th International Workshop on Security
    • 発表場所
      Hirosaki University (Hirosaki, Aomori)
    • 年月日
      2014-08-27 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Partial Key Exposure Attacks on RSA: Achieving Boneh-Durfee's Bound2014

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takayasu
    • 学会等名
      Selected Areas in Cryptography -- SAC 2014 21st International Conference
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      2014-08-14 – 2014-08-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Cryptanalysis of RSA with Multiple Small Secret Exponents2014

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takayasu
    • 学会等名
      Information Security and Privacy 19th Australasian Conference, ACISP 2014
    • 発表場所
      Wollongong, Australia
    • 年月日
      2014-07-07 – 2014-07-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 複数の復号指数を持つRSA暗号の安全性解析2014

    • 著者名/発表者名
      高安敦
    • 学会等名
      情報セキュリティ研究会
    • 発表場所
      サン・リフレ函館 (函館市、北海道)
    • 年月日
      2014-07-03 – 2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Partial Key Exposure Attacks on RSA When Most Significant Bits of d Known2014

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takayasu
    • 学会等名
      9th ACM Symposium on Information, Computer and Communications Security, ASIA CCS 2014
    • 発表場所
      Kyoto Garden Palace (Kyoto, Kamigyo-ku)
    • 年月日
      2014-06-04 – 2014-06-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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