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量子情報時代の新暗号基礎:量子状態識別問題の暗号論的性質解明とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 17700007
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 情報学基礎
研究機関東京工業大学

研究代表者

河内 亮周  東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助教 (00397035)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2007年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2005年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワード量子コンピュータ / 暗号・認証等 / 計算量理論 / 量子状態識別問題 / 量子公開鍵暗号系 / 平均時・最悪時計算量の等価性 / グラフ自己同型性判定問題
研究概要

今年度では量子状態識別問題に関す基礎的研究から応用プロトコルまでの研究を行くった。特に基礎研究では隠れ部分群問題と呼ばれる量子アルゴリズム分野において非常に重要な問題を量子状態式別問題に帰着し,その計算量を量子情報理論的手法により特徴付けることに成功した.この成果により,本プロジェクトで以前提案していた量子状態を利用した公開鍵暗号プロトコルの情報理論的観点からの安全性証明を与えることができた.
また新しい量子状態を利用した公開鍵暗号系も構成でき,ある条件下での最適性を証明することができた.このプロトコルもあるモデルの下で情報理論的な安全性を保証することができる.
別の応用プロトコルでは量子アルゴリズムに対しても現在のところ耐性を持っている整数格子問題と呼ばれる計算困難問題に基づいた公開鍵暗号系の改良に成功した.この問題は直接的には量子状態識別問題を利用はしていないが,その古典版である確率分布識別問題を利用しており,量子状態識別問題の研究で得られた知見を応用することができた.

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2008 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Quantum Measurements for Hidden Subgroup Problems with Optimal Sample Complexity2008

    • 著者名/発表者名
      Masato Hayashi, Akinori Kawachi, Hirotada Kobayashi
    • 雑誌名

      Quantum Information and Computation Journal

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-Bit Cryptosystems Based on Lattice Problems2007

    • 著者名/発表者名
      Akinori Kawachi, Keisuke Tanaka, Keita Xagawa
    • 雑誌名

      Lecture Note on Computer Science 4450

      ページ: 315-329

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Progress in Quantum Computational Cryptography2006

    • 著者名/発表者名
      Akinori Kawachi, Takeshi Koshiba
    • 雑誌名

      Journal of Universal Computer Science Vol.12, No.6

      ページ: 691-709

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Quantum Computational Cryptography2006

    • 著者名/発表者名
      Akinori Kawachi, Takeshi Koshiba
    • 雑誌名

      Topics in Applied Physics 102

      ページ: 167-184

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Quantum Hardcore Functions by Complexity-Theoretical Quantum List-Decoding2006

    • 著者名/発表者名
      Akinori Kawachi, Tomoyuki Yamakami
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science 4052

      ページ: 216-227

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Computational Indistinguishability between Quantum States and Its Applications2005

    • 著者名/発表者名
      Akinori Kawachi, Takeshi Koshiba, Harumichi Nishimura, Tomoyuki Yamakami
    • 雑誌名

      Advances in Cryptography - Eurocrypt 2005 LNCS 3494

      ページ: 268-284

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Universal Test for Quantum One-Way Permutations2005

    • 著者名/発表者名
      Akinori Kawachi, Hirotada Kobayashi, Takeshi Koshiba, Raymond H.Putra
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science 345・22

      ページ: 370-385

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Quantum Sampling for Balanced Allocations2005

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Iwama, Akinori Kawachi Shigeru Yamashita
    • 雑誌名

      IEICE transaction on Information and Systems E88-D・1

      ページ: 47-52

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Compact Routing with Stretch Factor of Less Than Three2005

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Iwama, Akinori Kawachi
    • 雑誌名

      IEICE transaction on Information and Systems E88-D・1

      ページ: 39-46

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Quantum Biased Oracles2005

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Iwama, Akinori Kawachi, Shigeru Yamashita
    • 雑誌名

      IPSJ Journal 46・10

      ページ: 2400-2408

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] Linearity vs. Orthogonality2008

    • 著者名/発表者名
      Minato Hagiwara, Akinori Kawachi
    • 学会等名
      Startup Meeting for JST-CNRS
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Gowers一様性による剰余関数と多項式の相関の評価2008

    • 著者名/発表者名
      田中 秀宗, 河内 亮周
    • 学会等名
      冬のLAシンポジウム
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2008-01-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 格子問題に基づく高い安全性をもつ認証方式2008

    • 著者名/発表者名
      草川 恵太, 河内 亮周, 田中 圭介
    • 学会等名
      情報とセキュリティシンポジウム2008
    • 発表場所
      宮崎
    • 年月日
      2008-01-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 量子非対称鍵暗号の最適性について2008

    • 著者名/発表者名
      Christopher Portmann, 河内 亮周
    • 学会等名
      情報とセキュリティシンポジウム2008
    • 発表場所
      宮崎
    • 年月日
      2008-01-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Near-Optimal Quantum Asymmetric-Key Cryptosystem2007

    • 著者名/発表者名
      河内亮周, Christopher Portmann
    • 学会等名
      夏のLAシンポジウム
    • 発表場所
      石川
    • 年月日
      2007-07-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 格子問題に基づく認証および署名方式2007

    • 著者名/発表者名
      草川 恵太, 河内 亮周, 田中 圭介
    • 学会等名
      夏のLAシンポジウム
    • 発表場所
      石川
    • 年月日
      2007-07-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] NP困難問題における最悪時困難性からの平均時困雌性証明への試み2007

    • 著者名/発表者名
      河内 亮周, 渡辺 治
    • 学会等名
      コンピュテーション研究会
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2007-06-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Multi-Bit Cryptosystems Based on Lattice Problems2007

    • 著者名/発表者名
      Akinori Kawachi, Keisuke Tanaka, Keita Xagawa
    • 学会等名
      The International Conference on Theory and Practice of Public-Key Cryptography
    • 発表場所
      中国
    • 年月日
      2007-04-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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