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漏洩情報の量に基づくセキュリティ解析を可能とする情報量指標の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K00017
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 情報学基礎理論
研究機関名古屋大学 (2016-2018)
奈良先端科学技術大学院大学 (2015)

研究代表者

楫 勇一  名古屋大学, 情報連携統括本部, 教授 (70263431)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード情報セキュリティ / 情報理論的安全性 / 量的情報流評価 / 情報理論 / エントロピー / RSA暗号 / サイドチャネル攻撃 / タイミング攻撃 / 安全性証明 / 復号アルゴリズム / ハッシュベース署名 / ブロックチェーン技術 / ハッシュベース電子署名 / データ認証 / 指紋関数 / ブロックチェーン / 多項分布 / 限界式 / 匿名プロトコル
研究成果の概要

情報システムの副次的出力(実行時間等)から漏洩する情報を定量的に測ることは,サイドチャネル攻撃等のリスク評価の精密化に不可欠である.この問題に対処するため,本研究では2つの課題に取り組んだ.最初の課題は,サイドチャネル攻撃のモデルにおいて頻出する多項分布のエントロピーを精密に評価する限界式を導出することであり,非漸近的なパラメータについても有効で漸近的に収束する限界式の導出に成功した.2つ目の課題は,実用的なプログラムから漏洩する情報量の具体的計算手段の確率であり,RSA復号アルゴリズムを対象に,情報量計算のベースとなる公式を導出した.また,関連する周辺分野についても多くの知見を得た.

研究成果の学術的意義や社会的意義

悪意を持った攻撃者は,プログラムの実行時間等,誰もが観測できる情報を手がかりに,システム内部に隠された秘密情報を推測しようと試みる可能性がある.本研究では,そのような「意図せずシステムから漏洩する情報」の量を数値として測るための技術について検討を行った.最初の大きな研究成果は,既存研究で知られていなかった数学的な公式を導出したことである.これにより,漏洩情報量を正確に見積もることが可能となった.二つ目の大きな成果は,実用的なプログラムの具体的な分析手法を開発したことである.これにより,漏洩情報量の量的評価に関する研究が,より一層実用的なものとなった.

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Hash-Based Signature with Constant-Sum Fingerprinting and Partial Construction of Hash Chains2018

    • 著者名/発表者名
      Kaji Yuichi、Paul Cruz Jason、Yatani Yoshio
    • 雑誌名

      15th International Conference on Security and Cryptography

      巻: 1 ページ: 297-304

    • DOI

      10.5220/0006828202970304

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] RBAC-SC: Role-Based Access Control Using Smart Contract2018

    • 著者名/発表者名
      Cruz Jason Paul、Kaji Yuichi、Yanai Naoto
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 6 ページ: 12240-12251

    • DOI

      10.1109/access.2018.2812844

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] E-voting System Based on the Bitcoin Protocol and Blind Signatures2017

    • 著者名/発表者名
      Jason Paul Cruz, Yuichi Kaji
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌(トランザクション)数理モデル化と応用

      巻: 10 ページ: 14-22

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] On the Computational Complexity of the Linear Solvability of Information Flow Problems with Hierarchy Constraint2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Takeda, Yuichi Kaji, Minoru Ito
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E99.A 号: 12 ページ: 2211-2217

    • DOI

      10.1587/transfun.E99.A.2211

    • NAID

      130005170503

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The Bitcoin Network as Platform for Trans-Organizational Attribute Authentication2016

    • 著者名/発表者名
      Jason Paul Cruz, Yuichi Kaji
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌(トランザクション)数理モデル化と応用

      巻: 9 ページ: 41-48

    • NAID

      120006659706

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書 2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 動的なセグメントを用いたフラッシュ符号の構成2015

    • 著者名/発表者名
      熊谷一騎,楫勇一
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌 A

      巻: 8 ページ: 398-401

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance Evaluation of Index-Less Indexed Flash Codes for Non-Uniform Write Operations2015

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kaji
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌(トランザクション)数理モデル化と応用

      巻: 8 ページ: 1-6

    • NAID

      130005064057

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] The amount of information leakage of decryption keys through timing attacks on RSA decryption system2019

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Hirata, Yuichi Kaji
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報セキュリティ研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 署名鍵のパンクチャによるWinternitz OTSの改良2018

    • 著者名/発表者名
      柏倉祐吉,楫勇一
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報セキュリティ研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Converging Bounds of the Entropy of Multinomial Distributions2016

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kaji
    • 学会等名
      2016 International Symposium on Information Theory and Its Applications
    • 発表場所
      Monterey, CA
    • 年月日
      2016-10-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Constant-Sum Fingerprinting for Winternitz One-Time Signature2016

    • 著者名/発表者名
      Jason Paul Cruz, Yoshio Yatani, Yuichi Kaji
    • 学会等名
      2016 International Symposium on Information Theory and Its Applications
    • 発表場所
      Monterey, CA
    • 年月日
      2016-10-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of Winternitz One Time Signature2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Yatani, Jason Paul Cruz, Yuichi Kaji
    • 学会等名
      2016 International Symposium on Information Theory and Its Applications (poster session)
    • 発表場所
      Monterey, CA
    • 年月日
      2016-10-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 改良型Winternitz one time署名の提案と安全性評価2016

    • 著者名/発表者名
      弥谷圭朗・ジェイソン ポール クルーズ・楫勇一
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報セキュリティ研究会
    • 発表場所
      山口県山口市
    • 年月日
      2016-07-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] E-voting System Based on the Bitcoin Protocol and Blind Signatures2016

    • 著者名/発表者名
      Jason Paul Cruz, Yuichi Kaji
    • 学会等名
      2016 暗号と情報セキュリティシンポジウム
    • 発表場所
      ANAクラウンプラザホテル熊本ニュースカイ(熊本県熊本市)
    • 年月日
      2016-01-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Converging Bounds of the Entropy of Multinomial Distributions2015

    • 著者名/発表者名
      Yuichi KAJI
    • 学会等名
      第38回情報理論とその応用シンポジウム
    • 発表場所
      下電ホテル(岡山県倉敷市)
    • 年月日
      2015-11-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] On the Computational Complexity of the Solvability of Information Flow Problem with Hierarchy Constraint2015

    • 著者名/発表者名
      Yuki Takeda, Yuichi Kaji, Minoru Ito
    • 学会等名
      53rd Annual Allerton Conference on Communication, Control, and Computing
    • 発表場所
      Monticello, IL, USA
    • 年月日
      2015-09-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bounds on the Entropy of Multinomial Distribution2015

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kaji
    • 学会等名
      2015 IEEE International Symposium on Information Theory
    • 発表場所
      Hong Kong, China
    • 年月日
      2015-06-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Bitcoin Network as Platform for Trans-Organizational Attribute Authentication2015

    • 著者名/発表者名
      Jason Paul Cruz, Yuichi Kaji
    • 学会等名
      The Third International Conference on Building and Exploring Web Based Environments
    • 発表場所
      Rome, Italy
    • 年月日
      2015-05-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 階層制約のある情報フロー問題に関する計算理論的考察2015

    • 著者名/発表者名
      武田友希,楫勇一,伊藤実
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報理論研究会
    • 発表場所
      京都市国際交流会館(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-05-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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