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代表的な耐量子暗号に対する格子理論に基づく安全性解析

研究課題

研究課題/領域番号 17H06571
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 情報セキュリティ
研究機関東京大学

研究代表者

高安 敦  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 助教 (00808082)

研究期間 (年度) 2017-08-25 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード耐量子暗号 / 格子 / learning with errors問題 / 最短ベクトル問題 / 安全性解析 / 格子暗号 / LWE問題 / BKZアルゴリズム / 講師簡約アルゴリズム / 安全性評価 / 格子理論 / 公開鍵暗号 / 暗号 / アルゴリズム
研究成果の概要

来たる量子計算機の完成に備え、耐量子公開鍵暗号の安全性解析を行った。特に、その中でも最も注目されている格子暗号を対象とし、安全性の根拠となる最短ベクトル問題やlearning with errors(LWE)問題の困難性解析を行った。まず、代表的な近似最短ベクトル探索アルゴリズムとして知られるLLLアルゴリズムにおいて、低次元の場合に厳密な最短ベクトルを出力する条件を厳密に整理した。さらに、様々な変形方式のあるLWE問題を包括的に解く枠組みを整理し、その枠組みでの困難性を評価した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで、格子暗号の安全性を見積もるために、Kannanの埋め込み法とBai-Galbraithの埋め込み法の二つが広く用いられてきた。本研究は、格子暗号の安全性を見積もるためのLWE問題の一般的な定式化を捉え、従来よりもLWE問題の計算量解析をより統一的に行えるようになったという意味で学術的意義を持つ。さらに、本研究は、将来量子計算機が実用化された場合の情報社会の安全性を守るための耐量子公開鍵暗号の実用化へ向けて重要な社会的意義を持つ研究となった。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1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
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Explicit Relation between Low-dimensional LLL-reduced Bases and Shortest Vectors2020

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Matsuda、Atsushi Takayasu、Tsuyoshi Takagi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamental of Electronics, Communications, and Computer Sciences

      巻: 印刷中

    • NAID

      130007699564

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimated Cost for Solving Generalized Learning with Errors Problem via Embedding Techniques2018

    • 著者名/発表者名
      Wang Weiyao、Wang Yuntao、Takayasu Atsushi、Takagi Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Advances in Information and Computer Security

      巻: 11049 ページ: 87-103

    • DOI

      10.1007/978-3-319-97916-8_6

    • NAID

      130007887899

    • ISBN
      9783319979151, 9783319979168
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Small CRT-Exponent RSA Revisited2018

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

      Journal of Cryptology

      巻: - 号: 4 ページ: 1337-1382

    • DOI

      10.1007/s00145-018-9282-3

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 少ないサンプル数のLWE問題に対するkannanの埋め込み法の挙動評価2019

    • 著者名/発表者名
      井上晶登
    • 学会等名
      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] Estimated Cost for Solving Generalized Learning with Errors Problem via Embedding Techniques2018

    • 著者名/発表者名
      Weiyao Wang
    • 学会等名
      International Workshop on Security
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A New Embedding Method for Generalized LWE2018

    • 著者名/発表者名
      Weiyao Wang
    • 学会等名
      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] 楕円曲線Hidden Number ProblemのEdwards曲線への拡張2018

    • 著者名/発表者名
      小野澤綜大
    • 学会等名
      日本応用数理学会2018年研究部会連合発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 低次元におけるLLL簡約基底が最短ベクトルを含まない必要十分条件2018

    • 著者名/発表者名
      松田康太郎
    • 学会等名
      日本応用数理学会2018年研究部会連合発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Edwards型楕円曲線におけるHidden Number Problem2018

    • 著者名/発表者名
      小野澤綜大
    • 学会等名
      2018年暗号と情報セキュリティシンポジウム(SCIS 2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Small CRT-exponent RSA Revisited2018

    • 著者名/発表者名
      高安敦
    • 学会等名
      第11回公開鍵暗号の安全な構成とその応用ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Solving RSA and Factoring Problems Using LLL Reduction2018

    • 著者名/発表者名
      高安敦
    • 学会等名
      代数的手法による数理暗号解析
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Small CRT-exponent RSA Revisited2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takayasu
    • 学会等名
      NTT-JFLI-U.Tokyo Workshop on Cryptography
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 楕円曲線ディフィー・ヘルマン鍵共有に対する格子簡約攻撃2017

    • 著者名/発表者名
      小野澤綜大
    • 学会等名
      情報セキュリティ研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-08-25   更新日: 2020-03-30  

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