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P-進解析による耐量子計算機暗号系の構築

研究課題

研究課題/領域番号 15K04978
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 数学基礎・応用数学
研究機関熊本大学

研究代表者

内藤 幸一郎  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 名誉教授 (10164104)

研究分担者 城本 啓介  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (00343666)
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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードp-進数論 / 格子暗号理論 / 耐量子計算機暗号 / 記号力学系理論 / expander グラフ / Ramanujanグラフ / 擬似乱数生成器 / 符号理論 / 耐量子暗号理論 / ディオファンタス近似
研究成果の概要

本研究では記号力学系理論を利用したp-進カオス解析を行い、生成されたp-進擬似乱数列のランダム性の理論証明と実験検証を行い、さらにその擬似乱数生成列を含むナップザック型行列を利用し、同行列で表されるp-進近似格子を利用した格子暗号系の提案及び、同行列のランダム性を利用して構成される非正則なRamanujanグラフの生成方法の提案を行なった。以上の研究結果及び関連研究結果は学術誌論文18編、学会講演発表論文20編の研究業績成果を得ている。

研究成果の学術的意義や社会的意義

量子計算機の実現が予想される事例が頻繁に報告されている現在、特にランダム性を取り入れ安全性をより高めた暗号研究が早急に必要であるため、本研究で解析されたp-進擬似乱数生成器とそれを利用した格子型暗号系の提案は今後の耐量子計算機暗号研究における重要な基礎研究成果である。さらにまた、極めて高性能な情報拡散伝達性をもつ Ramanujan expanderグラフは情報関連分野における最重要研究課題の一つであるため, 本研究で解析されたより一般的な非正則Ramanujanに関わる研究結果も重要な基礎研究成果である。

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

    (51件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (24件) (うち国際共著 2件、 査読あり 22件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 20件、 招待講演 13件)

  • [雑誌論文] Pseudorandom number generator by p-adic chaos and Ramanujan expander graphs2020

    • 著者名/発表者名
      Koichiro Naito
    • 雑誌名

      Linear and Nonlinear Analysis

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Randomness of p-adic discrete dynamical systems and its applications to cryptosystems2019

    • 著者名/発表者名
      Koichiro Naito
    • 雑誌名

      Proc. 10th International Conference on Nonlinear Anal. Convex Anal. 2017

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simultaneous approximation problems and knapsack cryptosystems with commitment schemes in p-adic numberlands2018

    • 著者名/発表者名
      Shoichi Kamada, Koichiro Naito
    • 雑誌名

      Journal of Nonlinear and Convex Analysis: Proceedings of the fifth Asian Conference on Nonlinear Analysis and Optimization

      巻: 19 ページ: 15871597-15871597

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shortest vector problems of p-adic random lattices and their application to a p-adic knapsack type cryptosystem2018

    • 著者名/発表者名
      Shoichi Kamada, Koichiro Naito
    • 雑誌名

      Journal of Nonlinear and Convex Analysis: Proceedings of the fifth Asian Conference on Nonlinear Analysis and Optimization

      巻: 19 ページ: 15991608-15991608

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On Critical Exponents of Dowling Matroids2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Koga, T. Maruta, K. Shiromoto
    • 雑誌名

      Designs, Codes and Cryptography

      巻: 86 号: 9 ページ: 1947-1962

    • DOI

      10.1007/s10623-017-0431-8

    • NAID

      120006724788

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unpredictability of quasi-periodic dynamical systems with multiple frequencies of a p-adic extremal number and its square2018

    • 著者名/発表者名
      Shoichi Kamada and Koichiro Naito
    • 雑誌名

      Journal of Nonlinear and Convex Analysis

      巻: 18 ページ: 1349-1359

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Randomness of p-adic discrete dynamical systems and its applications to cryptosystems2018

    • 著者名/発表者名
      Koichiro Naito
    • 雑誌名

      Proc. the 10th Anniversary Conference on Nonlinear Analysis and Convex Analysis

      巻: ー

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The shortest vector problems in p-adic lattices and simultaneous approximation problems of p-adic numbers2017

    • 著者名/発表者名
      Hirohito Inoue and Koichiro Naito
    • 雑誌名

      Linear and Nonlinear Analysis

      巻: 3 ページ: 213-224

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simultaneous approximations of p-adic numbers and their applications to cryptography2017

    • 著者名/発表者名
      Hirohito Inoue, Shoichi Kamada and Koichiro Naito
    • 雑誌名

      Linear and Nonlinear Analysis

      巻: 3 ページ: 225-238

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transference principle on simultaneous approximation problems of p-adic numbers and multidimensional p-adic approximation lattices2017

    • 著者名/発表者名
      Hirohito Inoue, Shoichi Kamada and Koichiro Naito
    • 雑誌名

      Linear and Nonlinear Analysis

      巻: 3 ページ: 239-249

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unpredictability of quasi-periodic dynamical systems with multiple frequencies of a p-adic extremal number2017

    • 著者名/発表者名
      Shoichi Kamada and Koichiro Naito
    • 雑誌名

      J. Nonlinear and Convex Analysis

      巻: -

    • 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] Shortest vector problems of p-adic random lattices2017

    • 著者名/発表者名
      Shoichi Kamada and Koichiro Naito
    • 雑誌名

      Proceedings of NAO-Asia2016

      巻: -

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simultaneous approximation problems and knapsack cryptosystems with commitment schemes in p-adic numberlands2017

    • 著者名/発表者名
      Shoichi Kamada and Koichiro Naito
    • 雑誌名

      Proceedings of NAO-Asia2016

      巻: -

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simultaneous Approximation Problems of p-Adic Numbers and p-Adic Knapsack Cryptosystems - Alice in p-Adic Numberland -2016

    • 著者名/発表者名
      Hirohito Inoue, Shoichi Kamada and Koichiro Naito
    • 雑誌名

      P-Adic Numbers, Ultrametric Analysis, and Applications

      巻: 8 号: 4 ページ: 312-324

    • DOI

      10.1134/s207004661604004x

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Transference principle on simultaneous approximation problems of p-adic numbers and construction of lattice based cryptosystems2016

    • 著者名/発表者名
      Hirohito Inoue, Shoichi Kamada and Koichiro Naito
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 2011 ページ: 57-63

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] On the Covering Dimension of a Linear Code2016

    • 著者名/発表者名
      Thomas Britz and Keisuke Shiromoto
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Information Theory

      巻: 62 ページ: 2694-2701

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A generalization of Kung’s theorem2016

    • 著者名/発表者名
      Trygve Johnsen, Keisuke Shiromoto, Hugues Verdure
    • 雑誌名

      Designs, Codes and Cryptography

      巻: - 号: 1 ページ: 169-178

    • DOI

      10.1007/s10623-015-0139-6

    • 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 / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The shortest vector problems in p-adic lattices and simultaneous approximation problems of p-adic numbers2016

    • 著者名/発表者名
      Hirohito Inoue, Koichiro Naito
    • 雑誌名

      Proc. of ICM Satellite Conf. 2014: the 4th Asian Conf. on Nonlinear Anal. and Optim.

      巻: 4

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simultaneous approximations of p-adic numbers and their applications to cryptography2016

    • 著者名/発表者名
      Hirohito Inoue, Shoichi Kamada, Koichiro Naito
    • 雑誌名

      Proc. of ICM Satellite Conf. 2014: the 4th Asian Conf. on Nonlinear Anal. and Optim.

      巻: 4

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transference principle on simultaneous approximation problems of p-adic numbers and multidimensional p-adic approximation lattices2016

    • 著者名/発表者名
      Hirohito Inoue, Shoichi Kamada, Koichiro Naito
    • 雑誌名

      Proc. of ICM Satellite Conf. 2014: the 4th Asian Conf. on Nonlinear Anal. and Optim.

      巻: 4

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Entropy and recurrent dimensions of discrete dynamical systems given by p-adic expansions2015

    • 著者名/発表者名
      Hirohito Inoue, Koichiro Naito
    • 雑誌名

      P-Adic Numbers, Ultrametric Analysis, and Applications

      巻: 7 号: 2 ページ: 157-167

    • DOI

      10.1134/s2070046615020077

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simultaneous rational approximations of a p-adic number and its powers by p-adic approximation lattices2015

    • 著者名/発表者名
      Hirohito Inoue, Koichiro Naito
    • 雑誌名

      Proc. of the 8th International Conf. on Nonlinear Anal. and Convex Anal.

      巻: 8 ページ: 155-166

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lattice reduction algorithms and their cryptographic applications2015

    • 著者名/発表者名
      Hirohito Inoue, Koichiro Naito, Yuma Yamada
    • 雑誌名

      Proc. of the 8th International Conf. on Nonlinear Anal. and Convex Anal.

      巻: 8 ページ: 167-176

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The shortest vector problems in p-adic approximation lattices and their applications to cryptography2015

    • 著者名/発表者名
      Hirohito Inoue, Koichiro Naito
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録 1963 「非線形解析学と凸解析学の研究」

      巻: 1963 ページ: 16-23

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Critical Problem for Binary Matroids2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Shiromoto
    • 学会等名
      The 17th Japan-Korea Workshop on Algebra and Combinatorics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Critical Problem for Binary Matroids2019

    • 著者名/発表者名
      城本 啓介
    • 学会等名
      研究集会「組合せ論的符号理論」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Pseudorandom number generator by p-adic chaos and Ramanujan expander graphs2018

    • 著者名/発表者名
      Koichiro Naito
    • 学会等名
      The 6th Asian Conference on Nonlinear Analysis and Optimization
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Critical Problem for Binary Matroids2018

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Shiromoto
    • 学会等名
      Monash Univ. Discrete Maths Research Group Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Codes with Rank Metric and Matroids2018

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Shiromoto
    • 学会等名
      The Japanese Conference on Combinatorics and its Applications (JCCA 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Critical Problem for matroids and Code2018

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Shiromoto
    • 学会等名
      Discrete Structures and Algorithms Seminar in University of Melbourne
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Unpredictability and randomness of p-adic symbolic dynamical systems2017

    • 著者名/発表者名
      Koichiro Naito
    • 学会等名
      The 10th Anniversary Conference on Nonlinear Analysis and Convex Analysis
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Randomness of p-adic discrete dynamical systems and its applications to cryptosystem2017

    • 著者名/発表者名
      Koichiro Naito
    • 学会等名
      The 10th Anniversary Conference on Nonlinear Analysis and Convex Analysis
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Matroids and Codes with Rank Metric2017

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Shiromoto
    • 学会等名
      5th International Combinatorics Conference (5ICC) 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Codes with Rank-Metric and Matroids2017

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Shiromoto
    • 学会等名
      Japanese Conference on Combinatorics and its Applications (JCCA2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 符号とマトロイドの極値問題について2017

    • 著者名/発表者名
      城本啓介
    • 学会等名
      愛媛大学数学科談話会(第45回代数セミナー 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Compact knapsack problems and p-adic lattices2017

    • 著者名/発表者名
      Shoichi Kamada and Koichiro Naito
    • 学会等名
      Workshop「数論とエルゴード理論2017」
    • 発表場所
      金沢大学サテライト・プラザ
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Critical problem for matroids and codes2017

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Shiromoto
    • 学会等名
      Discrete Mathematics Research Group meeting
    • 発表場所
      Monash University, Melbourne, Australia
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 符号理論的マトロイド理論へのいざない2017

    • 著者名/発表者名
      城本 啓介
    • 学会等名
      筑波大学組合せ論・情報理論セミナー
    • 発表場所
      筑波大学、茨城
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Critical problem in coding theory2016

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Shiromoto
    • 学会等名
      The 4th Japan-Taiwan Conference on Combinatorics and its Applications
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2016-03-05
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simultaneous approximation problems of p-adic numbers and their application to lattice based cryptosystems2016

    • 著者名/発表者名
      Shoichi Kamada, Hirohito Inoue, Koichiro Naito
    • 学会等名
      日本数学会九州支部会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2016-02-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Complexity and recurrency of p-adic dynamical systems and its application2016

    • 著者名/発表者名
      Hirohito Inoue, Koichiro Naito
    • 学会等名
      日本数学会九州支部会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2016-02-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Multi-dimensional p-adic approximation lattices and their applications to knapsack cryptosystems2016

    • 著者名/発表者名
      Shoichi Kamada, Hirohito Inoue, Koichiro Naito
    • 学会等名
      Workshop「数論とエルゴード理論2016」
    • 発表場所
      金沢大学サテライト・プラザ
    • 年月日
      2016-02-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Construction of lattice based cryptosystems by simultaneous approximation problems in p-adic numberlands2016

    • 著者名/発表者名
      Shoichi Kamada and Koichiro Naito
    • 学会等名
      International Workshop on Nonlinear Analysis and Convex Analysis
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Shortest vector problems on the random p-adic lattices given by powers of a p-adic number and their applications to p-adic knapsack type cryptosystem2016

    • 著者名/発表者名
      Shoichi Kamada and Koichiro Naito
    • 学会等名
      The 6th Asian Conf. on Nonlinear Analysis and Optimization 2016
    • 発表場所
      Toki Messe, Niigata
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Simultaneous approximation problems and knapsack cryptosystems with commitment schemes in p-adic numberlands2016

    • 著者名/発表者名
      Shoichi Kamada and Koichiro Naito
    • 学会等名
      The 6th Asian Conf. on Nonlinear Analysis and Optimization 2016
    • 発表場所
      Toki Messe, Niigata
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simultaneous approximation problems and knapsack cryptosystems in p-adic numberlands2016

    • 著者名/発表者名
      Hirohito Inoue, Shoichi Kamada, Koichiro Naito and Keisuke Shiromoto
    • 学会等名
      Numeration 2016
    • 発表場所
      Czech Technical University, Prague
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On the covering number of matroids2016

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Shiromoto
    • 学会等名
      The 40th Australasian Conference on Combinatorial Mathematics and Combinatorial Computing (40ACCMCC)
    • 発表場所
      University of Newcastle, Newcastle, Australia
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Codes from complete bipartite graphs and 3-regular graphs2015

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Shiromoto, Shunpei Yamaguchi
    • 学会等名
      39th Australasian Conference on Combinatorial Mathematics and Combinatorial Computing
    • 発表場所
      University of Queensland, Australia
    • 年月日
      2015-12-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Critical exponents of Dowling matroids2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Koga, Keisuke Shiromoto
    • 学会等名
      39th Australasian Conference on Combinatorial Mathematics and Combinatorial Computing
    • 発表場所
      University of Queensland, Australia
    • 年月日
      2015-12-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transference principle on simultaneous approximation problems of p-adic numbers and construction of lattice based cryptosystems2015

    • 著者名/発表者名
      Shoichi Kamada, Hirohito Inoue, Koichiro Naito
    • 学会等名
      International Workshop on Nonlinear Analysis and Convex Analysis
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2015-09-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] On covering dimension of linear codes and matroids2015

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Shiromoto
    • 学会等名
      25th British Combinatorial Conference
    • 発表場所
      University of Warwick, UK
    • 年月日
      2015-07-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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