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共通鍵暗号アルゴリズムの安全性評価の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K00193
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 情報セキュリティ
研究機関東京理科大学

研究代表者

五十嵐 保隆  東京理科大学, 理工学部電気電子情報工学科, 講師 (80434025)

研究協力者 金子 敏信  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2017年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2016年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
キーワード暗号解析 / 暗号解読 / 共通鍵暗号 / ブロック暗号 / ブロック暗号アルゴリズム / 差分解読 / 高階差分 / 零相関線形解読 / 積分攻撃 / 暗号・認証等
研究成果の概要

共通鍵ブロック暗号MISTY1に対する先行研究として積分特性の探索を効率的に行う手法であるDivision属性が新たに提案され, 世界で初めてフルラウンドのMISTY1が全数探索法よりも効率的に解読可能である事が示されている背景がある.本研究では,この手法 をブロック暗号KASUMIに適用して積分特性探索を行い,5段特性を新たに発見した.また,この5段特性と確率2^{-18}で発生する弱 鍵条件を組み合わせる事で,7段の KASUMIが2^{63}個の選択平文と2^{63.3}回の暗号化計算量で攻撃可能である事を明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では1ビット単位の平文と暗号文の関連を精密に分析し、今までに知られていない暗号の弱点となる特性を計算機探索や理論解析により導出するという特色・独創性がある。その結果として安全性評価の信頼性が高まることとなる。それと同時に様々な暗号方式に対しても本研究の解析手法が適用できる可能性も広がり、暗号解読技術の発展にも寄与できることが期待される。このように本研究成果は独創性や革新性が認められると確信する。また本研究は高度情報化社会における安全に貢献するという意義をもち、安全性評価の研究分野の進展に対する貢献や学術的波及効果が十分に期待でき科学技術・産業など社会に与えるインパクト・貢献も期待できる。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 5件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] 超軽量ブロック暗号QTL-64の不能差分攻撃耐性評価2019

    • 著者名/発表者名
      金子泰志、五十嵐保隆、金子敏信
    • 雑誌名

      2019年 暗号と情報セキュリティシンポジウム 予稿集

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 鍵スケジュール部を解析したブロック暗号FeW-80に対する高階差分攻撃2019

    • 著者名/発表者名
      芝山直喜、五十嵐保隆、金子敏信
    • 雑誌名

      2019年 暗号と情報セキュリティシンポジウム 予稿集

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] A New Higher Order Differential of FeW2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Shibayama, Yasutaka Igarashi, Toshinobu Kaneko
    • 雑誌名

      2018 Sixth International Symposium on Computing and Networking Workshops

      巻: - ページ: 466-471

    • DOI

      10.1109/candarw.2018.00090

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Integral Cryptanalysis of Reduced-round KASUMI2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki SUGIO, Yasutaka IGARASHI, Toshinobu KANEKO
    • 雑誌名

      Proceedings of 2018 International Symposium on Information Theory and Its Applications

      巻: - ページ: 447-451

    • DOI

      10.23919/isita.2018.8664404

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MILP-Aided Bit-Based Division Property for M6 and M82018

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Sasaki, Yasutaka Igarashi, and Toshinobu Kaneko
    • 雑誌名

      Advanced Science Letters

      巻: 24 号: 3 ページ: 1571-1574

    • DOI

      10.1166/asl.2018.11111

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] The peculiar third-order differential characteristics of Midori64 block cipher(II)2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Takahashi; Yasutaka Igarashi; Toshinobu Kaneko
    • 雑誌名

      Proc. of 2017 International Conference on Recent Advances in Signal Processing, Telecommunications & Computing

      巻: - ページ: 199-204

    • DOI

      10.1109/sigtelcom.2017.7849822

    • 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] The 12th-order Differential Attack on the 10-Round Variants of Midori64 Block Cipher2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Takahashi, Yasutaka Igarashi, Toshinobu Kaneko
    • 雑誌名

      Proc. of The 31st IEEE International Conference on Advanced Information Networking and Applications

      巻: 印刷中

    • 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] New Integral Characteristics of KASUMI Derived by Division Property2016

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Sugio, Yasutaka Igarashi, Toshinobu Kaneko, Kenichi Higuchi
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10144 ページ: 267-279

    • DOI

      10.1007/978-3-319-56549-1_23

    • ISBN
      9783319565484, 9783319565491
    • 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] Integral Characteristics of MISTY2 Derived by Division Property2016

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki SUGIO, Yasutaka IGARASHI, and Toshinobu KANEKO
    • 雑誌名

      Proc. of 2016 International Symposium on Information Theory and Its Applications

      巻: - ページ: 151-155

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 軽量ブロック暗号GIFTに対する高階差分特性調査2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤亮・五十嵐保隆
    • 学会等名
      電子情報通信学会東京支部学生会研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 超軽量ブロック暗号QTL-64の不能差分攻撃耐性評価2019

    • 著者名/発表者名
      金子泰志、五十嵐保隆、金子敏信
    • 学会等名
      2019年 暗号と情報セキュリティシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 鍵スケジュール部を解析したブロック暗号FeW-80に対する高階差分攻撃2019

    • 著者名/発表者名
      芝山直喜、五十嵐保隆、金子敏信
    • 学会等名
      2019年 暗号と情報セキュリティシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ランダムパルス発生器Atomic Pulse Generatorの確率密度モデルと適合度検定2018

    • 著者名/発表者名
      近藤龍一,五十嵐保隆,金子敏信
    • 学会等名
      平成30年 電気関係学会関西連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A New Higher Order Differential of FeW2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Shibayama, Yasutaka Igarashi, Toshinobu Kaneko
    • 学会等名
      2018 Sixth International Symposium on Computing and Networking Workshops
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Integral Cryptanalysis of Reduced-round KASUMI2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki SUGIO, Yasutaka IGARASHI, Toshinobu KANEKO
    • 学会等名
      2018 International Symposium on Information Theory and Its Applications
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ブロック暗号Fewの新しい高階差分特性2018

    • 著者名/発表者名
      芝山直喜, 五十嵐保隆, 金子敏信
    • 学会等名
      2018年 暗号と情報セキュリティシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 6.5段の"超軽量"ブロック暗号QTL-128に対する零相関線形攻撃2018

    • 著者名/発表者名
      林浩成, 五十嵐保隆, 金子敏信
    • 学会等名
      2018年 暗号と情報セキュリティシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] MILPによるブロック暗号HIGHTの差分マルチパスの解析2018

    • 著者名/発表者名
      工藤昌士, 五十嵐保隆, 金子敏信
    • 学会等名
      2018年 暗号と情報セキュリティシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 共通鍵ブロック暗号アルゴリズムKASUMIの積分攻撃2017

    • 著者名/発表者名
      杉尾信行, 五十嵐保隆, 金子敏信
    • 学会等名
      2017年暗号と情報セキュリティシンポジウム
    • 発表場所
      ロワジールホテル 那覇
    • 年月日
      2017-01-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ブロック暗号Piccoloの高階差分特性2017

    • 著者名/発表者名
      芝山直喜、五十嵐保隆、金子敏信
    • 学会等名
      2017年暗号と情報セキュリティシンポジウム
    • 発表場所
      ロワジールホテル 那覇
    • 年月日
      2017-01-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ブロック暗号Fewの高階差分特性2017

    • 著者名/発表者名
      芝山直喜, 五十嵐保隆, 金子敏信
    • 学会等名
      情報理論研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 軽量型ブロック暗号Halkaの差分パス解析2017

    • 著者名/発表者名
      中澤俊, 五十嵐保隆, 金子敏信
    • 学会等名
      コンピュータセキュリティシンポジウム 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ブロック暗号SHipherの選択平文解読と既知平文解読2017

    • 著者名/発表者名
      藤山雄輔, 五十嵐保隆, 金子敏信
    • 学会等名
      コンピュータセキュリティシンポジウム 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ブロック暗号Midori64の特異な3階差分特性(II)2016

    • 著者名/発表者名
      高橋勇介、五十嵐保隆、金子敏信
    • 学会等名
      コンピュータセキュリティシンポジウム 2016
    • 発表場所
      秋田キャッスルホテル
    • 年月日
      2016-10-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ブロック暗号Midori64の特異な3階差分特性2016

    • 著者名/発表者名
      高橋勇介・五十嵐保隆・金子敏信
    • 学会等名
      2016年電子情報通信ソサイエティ大会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ブロック暗号QARMA64の飽和特性2016

    • 著者名/発表者名
      佐々木理・高橋勇介・五十嵐保隆・金子敏信
    • 学会等名
      2016年電子情報通信ソサイエティ大会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 五十嵐 保隆 | 論文・著書・学会発表・特許 | 東京理科大学

    • URL

      https://www.tus.ac.jp/fac_grad/p/achievement.php?4d2c

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 東京理科大学 研究者情報データベース RIDAI

    • URL

      https://ridai.admin.tus.ac.jp/ridai/doc/ro/RIROA01.php

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 五十嵐 保隆 - 東京理科大学 研究者情報データベース

    • URL

      http://www.tus.ac.jp/ridai/doc/ji/RIJIA01Detail.php?&kin=nav&diu=4d2c

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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