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機械学習への応用を目指した安全かつ高効率な高機能暗号の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17J05603
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
研究機関東京大学

研究代表者

勝又 秀一  東京大学, 新領域創成科学研究科, 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
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード高機能暗号 / 機械学習 / プライバシーリスク
研究実績の概要

本研究の目的は,機械学習アルゴリズムに潜在するプライバシーリスクの解明,および,機械学習への応用が期待される高機能暗号方式の十分に安全でかつ効率的な構成である.本年度の成果は,六本の査読付き国際会議と一本の論文誌採録である.以下,特筆すべき二件の成果を説明する.
一つ目は,高効率な耐量子性を備えたIDベース暗号の提案である.IDベース暗号とは,高機能暗号の中で最もシンプルかつ基礎的で,より高機能な暗号方式への出発地点となるため,活発に研究が行われている.また,近年は量子計算機の台頭を危惧し,量子計算機をもってしても安全性が破られない耐量子性を備えた暗号方式が注目を浴びている.本研究で提案するIDベース暗号は,STOC'08にGentry-Peikert-Vaikuntanathanが提案した格子に基づく現在もっとも効率的な耐量子IDベース暗号をベースにしており,量子ランダムオラクルモデルにおいて新しい証明を与えたことが最大の貢献である.本成果は,暗号理論分野の三大国際会議の一つであるASIACRYPTに採録された.
二つ目は,ゼロ知識証明を活用しない,初めての耐量子性を備えたグループ署名の提案である.グループ署名とは,自身の匿名性を守りながらグループに参加しているユーザを代表して署名を打てる高機能な署名方式である.それに加え,特別な管理者は署名を非匿化することができるため,不正検知機構も備わっている.従来,グループ署名はゼロ知識証明を経由する構成方法しか知られていなかったが,ゼロ知識証明は耐量子性を持つ数学的道具からの構成方法が知られていなかった.本研究では,ゼロ知識証明を経由しない新しい証明手法を提案し,初めての耐量子性を備えたグループ署名を提案したことが最大の貢献である.本成果は,暗号理論分野の三大国際会議の一つであるEUROCRYPTに採録された.

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

    (24件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 8件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件)

  • [国際共同研究] University of Oxford(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Oxford(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Non-Zero Inner Product Encryption Schemes from Various Assumptions: LWE, DDH and DCR2019

    • 著者名/発表者名
      Shuichi Katsumata, Shota Yamada
    • 雑誌名

      Public Key Cryptography (PKC), Lecture Notes in Computer Science

      巻: 11443

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Lattice-based Revocable (Hierarchical) IBE with Decryption Key Exposure Resistance2019

    • 著者名/発表者名
      Shuichi Katsumata, Takahiro Matsuda, Atsushi Takayasu
    • 雑誌名

      Public Key Cryptography (PKC), Lecture Notes in Computer Science

      巻: 11443

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Group Signatures Without NIZK: From Lattices in the Standard Model2019

    • 著者名/発表者名
      Shuichi Katsumata, Shota Yamada
    • 雑誌名

      EUROCRYPT, Lecture Notes in Computer Science

      巻: 11478

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Designated Verifier/Prover and Preprocessing NIZKs from Diffie-Hellman Assumptions2019

    • 著者名/発表者名
      Shuichi Katsumata, Nishimaki Ryo, Shota Yamada, Takashi Yamakawa
    • 雑誌名

      EUROCRYPT, Lecture Notes in Computer Science

      巻: 11477

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Model Inversion Attacks for Online Prediction Systems: Without Knowledge of Non-Sensitive Attributes2018

    • 著者名/発表者名
      Hidano Seira、Murakami Takao、Katsumata Shuichi、Kiyomoto Shinsaku、Hanaoka Goichiro
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E101.D 号: 11 ページ: 2665-2676

    • DOI

      10.1587/transinf.2017ICP0013

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2018-11-01
    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Tighter Security Proofs for GPV-IBE in the Quantum Random Oracle Model.2018

    • 著者名/発表者名
      Shuichi Katsumata, Takashi Yamakawa, Shota Yamada
    • 雑誌名

      Advances in Cryptology - ASIACRYPT 2018

      巻: 11273 ページ: 252-282

    • DOI

      10.1007/978-3-030-03329-3_9

    • ISBN
      9783030033286, 9783030033293
    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Attribute-Based Signatures for Unbounded Languages from Standard Assumptions2018

    • 著者名/発表者名
      Sakai Yusuke、Katsumata Shuichi、Attrapadung Nuttapong、Hanaoka Goichiro
    • 雑誌名

      ASIACRYPT, Lecture Notes in Computer Science

      巻: 11273 ページ: 493-522

    • DOI

      10.1007/978-3-030-03329-3_17

    • ISBN
      9783030033286, 9783030033293
    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Attribute-Based Signatures for Unbounded Circuits in the ROM and Efficient Instantiations from Lattices2018

    • 著者名/発表者名
      Ali El Kaafarani and Shuichi Katsumata
    • 雑誌名

      Public Key Cryptography (PKC), Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10770 ページ: 89-119

    • DOI

      10.1007/978-3-319-76581-5_4

    • ISBN
      9783319765808, 9783319765815
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Constructing Subspace Membership Encryption through Inner Product Encryption2017

    • 著者名/発表者名
      Shuichi Katsumata and Noboru Kunihiro
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E100.A 号: 9 ページ: 1804-1815

    • DOI

      10.1587/transfun.E100.A.1804

    • NAID

      130006038283

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the Untapped Potential of Encoding Predicates by Arithmetic Circuits and Their Applications2017

    • 著者名/発表者名
      Shuichi Katsumata
    • 雑誌名

      ASIACRYPT, Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10626 ページ: 95-125

    • DOI

      10.1007/978-3-319-70700-6_4

    • ISBN
      9783319706993, 9783319707006
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Tighter Security Proofs for GPV-IBE in the Quantum Random Oracle Model2018

    • 著者名/発表者名
      Katsumata Shuichi、Yamada Shota、Yamakawa Takashi
    • 学会等名
      24th International Conference on the Theory and Applications of Cryptology and Information Security ASIACRYPT 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Attribute-Based Signatures for Unbounded Languages from Standard Assumptions2018

    • 著者名/発表者名
      Sakai Yusuke、Katsumata Shuichi、Attrapadung Nuttapong、Hanaoka Goichiro
    • 学会等名
      24th International Conference on the Theory and Applications of Cryptology and Information Security ASIACRYPT 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 鍵生成センタに対して安全なIDべース暗号2018

    • 著者名/発表者名
      江村恵太、勝又秀一、渡邉洋平
    • 学会等名
      2019年暗号と情報セキュリティシンポジウム (SCIS2019)、滋賀
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 準同型署名の弱安全性から強安全性への効率的な変換2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤宗一郎、勝又秀一、國廣昇
    • 学会等名
      2019年暗号と情報セキュリティシンポジウム (SCIS2019)、滋賀
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Attribute-based Signatures for Unbounded Circuits in the ROM and Efficient Instantiations from Lattices2018

    • 著者名/発表者名
      Ali El Kaafarani and Shuichi Katsumata
    • 学会等名
      21st International Conference on Practice and Theory of Public-Key Cryptography (PKC) 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Anonymous Reputation Systems Achieving Full Dynamicity from Lattices2018

    • 著者名/発表者名
      Ali El Kaafarani, Shuichi Katsumata and Ravital Solomon
    • 学会等名
      21st International Conference of Financial Cryptography and Data Security (FC) 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On the Untapped Potential of Encoding Predicates by Arithmetic Circuits and Their Applications2017

    • 著者名/発表者名
      Shuichi Katsumata
    • 学会等名
      23rd International Conference on the Theory and Applications of Cryptology and Information Security ASIACRYPT 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Model Inversion Attacks for Prediction Systems: Without Knowledge of Non-Sensitive Attributes2017

    • 著者名/発表者名
      Seira Hidano, Takao Murakami, Shuichi Katsumata, Shinsaku Kiyomoto and Goichiro Hanaoka
    • 学会等名
      Privacy, Security and Trust (PST)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 述語の効率的な回路への埋込によるコンパクトな検証可能擬似乱数可能関数2017

    • 著者名/発表者名
      勝又秀一
    • 学会等名
      2017年コンピュータセキュリティシンポジウム(CSS2017),山形
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 協調フィルタリングに対するModel Inversion1攻撃の提案2017

    • 著者名/発表者名
      披田野清良,村上隆夫,勝又秀一,清本晋作,花岡悟一郎
    • 学会等名
      2017年コンピュータセキュリティシンポジウム(CSS2017),山形
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 復号鍵漏洩耐性を持つ鍵失効機能付きIDベース暗号の一般的な構成2017

    • 著者名/発表者名
      高安敦,勝又秀一,松田隆宏
    • 学会等名
      2017年コンピュータセキュリティシンポジウム(CSS2017),山形
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 標準的仮定に基づくMulti-key IDベース完全準同型暗号の構成2017

    • 著者名/発表者名
      近藤佑樹,勝又秀一,國廣昇
    • 学会等名
      2018年暗号と情報セキュリティシンポジウム (SCIS2018),秋田
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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