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格子暗号の大規模解読実験による安全性解析

研究課題

研究課題/領域番号 17J01987
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 情報セキュリティ
研究機関九州大学

研究代表者

王 贇トウ  九州大学, 大学院数理学府, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード次世代暗号 / 安全性解析 / 暗号方式提案 / 世界記録 / アルゴリズムの改良 / 高速実装 / 格子ベース暗号 / 理論的安全性証明 / 格子暗号 / 簡約アルゴリズム / Learning With Errors / 次世代暗号標準化
研究実績の概要

本研究では,次世代公開鍵暗号方式として注目されている格子暗号の大規模解読実験による安全性の解析を行い,格子アルゴリズムの改良と格子暗号方式安全性評価に関する研究業績が挙げられる.まずは,報告者の改良した格子アルゴリズムLLLを用いて,格子暗号解読で最も使われている格子アルゴリズムBKZを高速実装で最大50%の時間短縮で改良した.本研究結果は査読付国際会議ACISP2018に採録された.また,格子暗号におけるLWEベース暗号を実用化するために,最適なパラメータの評価は最も重要な課題となっている.報告者は従来研究で提案したProgressive BKZアルゴリズムと埋込手法を用いて,LWE問題の理論的困難性を評価したと共に,実験的に“LWE Challenge”インスタンスまでの世界記録を達成した.本研究結果をまとめた論文が査読付国際会議ICICS2017に採録され,フルバーションが電子情報通信学会論文誌に受理された.また,LWE問題に対するhalf-twisted埋込と呼ばれる新しい解析手法を提案し,査読付国際会議IWSEC2018に採録され,最優秀学生論文賞を受賞した.さらに,報告者は海外研究者と共同研究して格子ベース鍵交換方式を提案した.2012年にアメリカの暗号研究者Dingらより世界初のLWEベース鍵交換方式を提案した.しかし,元の方式は安全性証明には不備があり,かつ最適なパラメータは選出できなかったため,実用には至ってない.報告者は本鍵交換方式の証明可能安全性を示し,実用的パラメータを選出した.本研究結果をまとめた論文が査読付国際会議ACNS 2019に採録された.その他,格子問題のGACDの困難性を評価した論文は査読付国際会議ICISCE2018に採録された.以上,報告者はDC2の研究計画通りに実行し,暗号業界に貢献できる優れた研究業績を残したと考えられる.

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (8件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 10件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Cincinnati(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] 北京交通大学/南京理工大学(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Technical University of Darmstadt(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Korean Institute for Advanced Study(韓国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] シンシナティ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] 高等科学院(KIAS)(韓国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] 北京交通大学(中国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] ダルムシュタット工科大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Hardness Evaluation for Search LWE Problem Using Progressive BKZ Simulator2018

    • 著者名/発表者名
      Yuntao Wang, Yoshinori Aono, Tsuyoshi Takagi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E101.A 号: 12 ページ: 2162-2170

    • DOI

      10.1587/transfun.E101.A.2162

    • NAID

      130007539089

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2018-12-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] One Sample Ring-LWE with Rounding and its Application to Key Exchange2019

    • 著者名/発表者名
      Jintai Ding, Xinwei Gao, Tsuyoshi Takagi, Yuntao Wang
    • 学会等名
      Applied Cryptography and Network Security - 17th International Conference, ACNS 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Analysis for Linear Algebraic Attack on a Variant of Indeterminate Equation Public-Key Cryptosystems2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiko Ikematsu, Yuntao Wang, Koichiro Akiyama, Tsuyoshi Takagi
    • 学会等名
      the 36th Symposium on Cryptography and Information Security, SCIS2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 不定方程式暗号のバリエーションに対する鍵復元攻撃に関する考察2019

    • 著者名/発表者名
      Koichiro Akiyama, Yasuhiko Ikematsu, Yuntao Wang, Tsuyoshi Takagi
    • 学会等名
      the 36th Symposium on Cryptography and Information Security, SCIS2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [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
      Akito Inoue, Yuntao Wang, Atsushi Takayasu, Tsuyoshi Takagi
    • 学会等名
      the 36th Symposium on Cryptography and Information Security, SCIS2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Recent Progress in Lattice-based Cryptography2019

    • 著者名/発表者名
      Yuntao Wang
    • 学会等名
      The 11th Workshop among Asia Information Security Labs, WAIS2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improving the BKZ Reduction Algorithm by Quick Reordering Technique2018

    • 著者名/発表者名
      Yuntao Wang, Tsuyoshi Takagi
    • 学会等名
      Information Security and Privacy - 23rd Australasian Conference, ACISP 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Studying the Bounds on Required Samples Numbers for Solving the General Approximate Common Divisors Problem2018

    • 著者名/発表者名
      Xiaoling Yu, Yuntao Wang, Chungen Xu, Tsuyoshi Takagi
    • 学会等名
      2018 5th International Conference on Information Science and Control Engineering (ICISCE)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [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, Yuntao Wang, Atsushi Takayasu, Tsuyoshi Takagi
    • 学会等名
      Advances in Information and Computer Security - 13th International Workshop on Security, IWSEC 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Revisiting the Sparsification Technique in Kannan’s Embedding Attack on LWE2018

    • 著者名/発表者名
      Yuntao Wang, Thomas Wunderer
    • 学会等名
      Information Security Practice and Experience - 14th International Conference, ISPEC 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Security Evaluation for Ding Key Exchange2018

    • 著者名/発表者名
      Yuntao Wang, Xinwei Gao, Jintai Ding and Tsuyoshi Takagi
    • 学会等名
      the 35th Symposium on Cryptography and Information Security (SCIS2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Ding Key Exchange -- A Proposal to NIST PQC Competition2018

    • 著者名/発表者名
      Jintai Ding, Tsuyoshi Takagi, Xinwei Gao and Yuntao Wang
    • 学会等名
      the 35th Symposium on Cryptography and Information Security (SCIS2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Security Evaluation of Lattice-based Cryptography based on Progressive BKZ2018

    • 著者名/発表者名
      Yuntao Wang
    • 学会等名
      CREST・さきがけ数学関連領域合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Improving the BKZ Reduction Algorithm by Quick Reordering Technique2018

    • 著者名/発表者名
      Yuntao Wang and Tsuyoshi Takagi
    • 学会等名
      23rd Australasian Conference on Information Security and Privacy (ACISP2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Experimental Study of Kannan's Embedding Technique for the Search LWE Problem2017

    • 著者名/発表者名
      Yuntao Wang, Yoshinori Aono and Tsuyoshi Takagi
    • 学会等名
      the 2017 International Conference on Information and Communications Security (ICICS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Beauty and the Beasts --The Hard Cases in LLL Reduction2017

    • 著者名/発表者名
      Saed Alsayigh, Jintai Ding, Tsuyoshi Takagi and Yuntao Wang
    • 学会等名
      the 12th International Workshop on Security (IWSEC 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Symmetric Structures Derive Hard Cases in Lattice Reduction World2017

    • 著者名/発表者名
      Yuntao Wang
    • 学会等名
      Forum Math-for-Industry 2017 (FMfI2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 東京大学数理情報第1研究室 発表論文リスト

    • URL

      http://crypto.mist.i.u-tokyo.ac.jp/publications/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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