• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

ポスト量子暗号の標準化に向けた安全な暗号パラメータの導出

研究課題

研究課題/領域番号 17K00185
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
研究機関東京大学

研究代表者

高木 剛  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (60404802)

研究分担者 安田 雅哉  立教大学, 理学部, 准教授 (30536313)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード暗号・認証等 / 公開鍵暗号 / ポスト量子暗号 / 格子暗号
研究成果の概要

本研究課題では、ポスト量子暗号(PQC)の標準化に向けた安全な暗号パラメータの導出に関する研究を行なった。特に、格子暗号の安全性の根拠となるLearning With Errors (LWE)問題に対する困難性を評価し、ダルムシュタット工科大が主催する解読チャレンジにおいて、70次元のLWE問題を32.7CPU時間で解読する世界記録を達成した。また、ring-LWE問題の困難性に基づいた効率的な2者間鍵交換方式を構成し、NIST PQC標準化プロジェクトの安全性レベルを達成する暗号パラメータを提案した。更に、格子暗号に対する様々な攻撃法(法切替攻撃、鍵再利用攻撃など)の安全性を評価した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題では、格子暗号に対して堅牢な計算量評価と実計算環境による大規模解読実験を行い、攻撃法の現実的なfeasibilityを評価することにより、128ビット安全性を有する具体的な暗号パラメータの導出を行った。本研究課題により、ポスト量子暗号の安全性検証法を深化させ、その安全な暗号パラメータの選定に貢献できるため学術的かつ実用的な波及効果は大きい。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 6件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 16件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Beijing Jiaotong University/China University of Geosciences(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Cincinnati(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Nanjing Univ Sci &Tech(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Cincinnati(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Institute for Infocomm Research(Singapore)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Studying Lattice Reduction Algorithms Improved by Quick Reordering Technique2021

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

      International Journal of Information Security

      巻: 20 号: 2 ページ: 257-268

    • DOI

      10.1007/s10207-020-00501-y

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Memory-Constrained Implementation of Lattice-based Encryption Scheme on Standard Java Card Platform2021

    • 著者名/発表者名
      Ye Yuan, Kazuhide Fukushima, Junting Xiao, Shinsaku Kiyomoto, Tsuyoshi Takagi
    • 雑誌名

      IET Information Security

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improving Key Mismatch Attack on NewHope with Fewer Queries2020

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Okada, Yuntao Wang, Tsuyoshi Takagi
    • 雑誌名

      Information Security and Privacy (ACISP 2020)

      巻: LNCS 12248 ページ: 505-524

    • DOI

      10.1007/978-3-030-55304-3_26

    • ISBN
      9783030553036, 9783030553043
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Impact of the modulus switching technique on some attacks against learning problems2020

    • 著者名/発表者名
      Le Huy Quoc, Mishra Pradeep Kumar, Nakamura Satoshi, Kinjo Koha, Duong Dung Hoang, Yasuda Masaya
    • 雑誌名

      IET Information Security

      巻: Vol.14 号: 3 ページ: 286-303

    • DOI

      10.1049/iet-ifs.2019.0220

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Explicit Relation between Low-Dimensional LLL-Reduced Bases and Shortest Vectors2019

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

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E102.A 号: 9 ページ: 1091-1100

    • DOI

      10.1587/transfun.E102.A.1091

    • NAID

      130007699564

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2019-09-01
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 格子簡約アルゴリズムを用いた公開鍵暗号の安全性評価2019

    • 著者名/発表者名
      高安 敦, 高木 剛
    • 雑誌名

      応用数理

      巻: 29 号: 1 ページ: 12-19

    • DOI

      10.11540/bjsiam.29.1_12

    • NAID

      130007670555

    • ISSN
      2432-1982
    • 年月日
      2019-03-26
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 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
    • 雑誌名

      17th International Conference on Applied Cryptography and Network Security

      巻: LNCS 11464 ページ: 323-343

    • DOI

      10.1007/978-3-030-21568-2_16

    • ISBN
      9783030215675, 9783030215682
    • 関連する報告書
      2019 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] Batten Down the Hatches: Securing Neighborhood Area Networks of Smart Grid in the Quantum Era2019

    • 著者名/発表者名
      Chi Cheng, Yue Qin, Rongxing Lu, Tao Jiang, Tsuyoshi Takagi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Smart Grid

      巻: Vol.10 号: 6 ページ: 6386-6395

    • DOI

      10.1109/tsg.2019.2903836

    • 関連する報告書
      2019 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] A new polynomial-time variant of LLL with deep insertions for decreasing the squared-sum of Gram-Schmidt lengths2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuda Masaya, Yamaguchi Junpei
    • 雑誌名

      Designs, Codes and Cryptography

      巻: Vol.87 号: 11 ページ: 2489-2505

    • DOI

      10.1007/s10623-019-00634-9

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 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, Tsuyoshi Takagi
    • 雑誌名

      5th International Conference on Information Science and Control Engineering

      巻: ICISCE 2018 ページ: 533-537

    • DOI

      10.1109/icisce.2018.00117

    • 関連する報告書
      2018 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] Improving the BKZ Reduction Algorithm by Quick Reordering Technique2018

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

      23rd Australasian Conference on Information Security and Privacy

      巻: LNCS 10946 ページ: 7871-795

    • DOI

      10.1007/978-3-319-93638-3_47

    • ISBN
      9783319936376, 9783319936383
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Portable Implementation of Postquantum Encryption Schemes and Key Exchange Protocols on JavaScript-Enabled Platforms2018

    • 著者名/発表者名
      Yuan Ye, Xiao Junting, Fukushima Kazuhide, Kiyomoto Shinsaku, Takagi Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Security and Communication Networks

      巻: 2018 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1155/2018/9846168

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Recent Developments in Post-Quantum Cryptography2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Takagi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E101.A 号: 1 ページ: 3-11

    • DOI

      10.1587/transfun.E101.A.3

    • NAID

      130006300896

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 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
  • [雑誌論文] An Experimental Study of Kannan's Embedding Technique for the Search LWE Problem2018

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

      19th International Conference on Information and Communications Security, ICICS 2017

      巻: LNCS 10631

    • 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] An Experimental Study of the BDD Approach for the Search LWE Problem2017

    • 著者名/発表者名
      Rui Xu, Yeo Sze Ling, Kazuhide Fukushima, Tsuyoshi Takagi, Seo Hwajung, Shinsaku Kiyomoto, Henricksen Matt
    • 雑誌名

      The 15th International Conference on Applied Cryptography and Network Security, ACNS 2017

      巻: LNCS 10355 ページ: 253-272

    • DOI

      10.1007/978-3-319-61204-1_13

    • ISBN
      9783319612034, 9783319612041
    • 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 Beauty and the Beasts - The Hard Cases in LLL Reduction2017

    • 著者名/発表者名
      Saed Alsayigh, Jintai Ding, Tsuyoshi Takagi, Yuntao Wang
    • 雑誌名

      12th International Workshop on Security, IWSEC 2017

      巻: LNCS 10418 ページ: 19-35

    • DOI

      10.1007/978-3-319-64200-0_2

    • ISBN
      9783319641997, 9783319642000
    • 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
  • [学会発表] LWR問題に対するBai-Galbraith埋込法の格子に現れる最短ベクトル2021

    • 著者名/発表者名
      上村周作, 福島和英, 清本晋作, 工藤桃成, 高木剛
    • 学会等名
      暗号と情報セキュリティシンポジウム (SCIS 2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 格子暗号SABERに対する鍵不一致攻撃2021

    • 著者名/発表者名
      大住友輝, 上村周作, 工藤桃成, 高木剛
    • 学会等名
      暗号と情報セキュリティシンポジウム (SCIS 2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 耐量子計算機暗号の最新動向2021

    • 著者名/発表者名
      高木 剛
    • 学会等名
      NICTサイバーセキュリティシンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ユニモジュラ行列による格子基底のランダム化について2020

    • 著者名/発表者名
      青木大地, 福島和英, 清本晋作, 高木剛
    • 学会等名
      2020年暗号と情報セキュリティシンポジウム (SCIS2020)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 格子暗号NewHopeに対する鍵不一致攻撃の改良2020

    • 著者名/発表者名
      岡田怜士, 王イントウ, 高木剛
    • 学会等名
      2020年暗号と情報セキュリティシンポジウム (SCIS2020)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Computational Challenge Problems in Post-Quantum Cryptography2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Takagi
    • 学会等名
      The Tenth International Conference on Post-Quantum Cryptography Chongqing University
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Parallel Implementation and Comparison of Lattice-based Digital Signature Schemes using JavaScript2019

    • 著者名/発表者名
      Junting Xiao, Ye Yuan, Tsuyoshi Takagi
    • 学会等名
      2019年暗号と情報セキュリティシンポジウム (SCIS2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [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
      井上晶登, 王イントウ, 高安敦, 高木剛
    • 学会等名
      2019年暗号と情報セキュリティシンポジウム (SCIS2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] SubSieveを用いた最短ベクトル問題の求解実験2019

    • 著者名/発表者名
      青木大地, 福島和英, 清本晋作, 高木剛
    • 学会等名
      2019年暗号と情報セキュリティシンポジウム (SCIS2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 量子コンピュータの時代に安全な次世代暗号の標準化動向2019

    • 著者名/発表者名
      高木剛
    • 学会等名
      Security Days Spring 2019 Tokyo
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Recent Developments in Post-Quantum Cryptography2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Takagi
    • 学会等名
      22nd Workshop on Elliptic Curve Cryptography (ECC 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] モンゴメリリダクションの改良によるNTTの高速化2018

    • 著者名/発表者名
      井上晶登, 齋藤恆和, 金城皓羽, 高木剛
    • 学会等名
      2018年暗号と情報セキュリティシンポジウム, SCIS2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Portable implementation of post-quantum encryption schemes and key exchange protocols on JavaScript-enabled platforms2018

    • 著者名/発表者名
      Ye Yuan, Junting Xiao, Kazuhide Fukushima, Shinsaku Kiyomoto, Tsuyoshi Takagi", SCIS2018, 3A4-4, 2018.
    • 学会等名
      2018年暗号と情報セキュリティシンポジウム, SCIS2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Efficient Implementation of discrete Gaussian sampling for Lattice-based Cryptography using JavaScript2017

    • 著者名/発表者名
      Junting Xiao, Ye Yuan,Kazuhide Fukushima,Shinsaku Kiyomoto, Tsuyoshi Takagi
    • 学会等名
      コンピュータセキュリティシンポジウム, CSS2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 暗号と量子コンピュータ ―耐量子計算機暗号入門―2019

    • 著者名/発表者名
      高木 剛
    • 総ページ数
      232
    • 出版者
      オーム社
    • ISBN
      9784274224102
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 東京大学大学院情報理工学系研究科数理情報学専攻数理情報第1研究室

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-02-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi