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計算内在暗号化技術の計算モデル

研究課題

研究課題/領域番号 17K12640
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 情報学基礎理論
研究機関三重大学 (2019-2021)
大阪大学 (2017-2018)

研究代表者

河内 亮周  三重大学, 工学研究科, 教授 (00397035)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード秘匿計算 / コミットメントスキーム / 耐量子計算機暗号 / 通信複雑度 / 乱数複雑度 / 秘密計算 / 秘密同時通信 / 条件付き秘密開示 / 秘密同時通信プロトコル / 条件付き秘密開示プロトコル / 符号ベース公開鍵暗号 / 通信計算量 / 事前共有乱数長 / 確率解析 / 乱択符号化 / 秘匿計算プロトコル / 耐量子安全性 / 情報理論的安全性 / 暗号文の準同型演算 / 誤り訂正符号ベース暗号 / ブール型有限ダイナミカルシステム / 難読化器 / 確率的論理回路 / 汎用標本器 / 階層型IDベース公開鍵暗号 / 暗号理論 / 計算モデル
研究成果の概要

本研究では計算プロセスが内在する暗号化技術に親和性の高い計算モデルを解析し,効率的でかつ高機能な暗号プロトコル設計へ応用することを目的に研究を進めた.研究成果として,行列ベクトル積に人為ノイズを乗せる計算モデルにおける公開鍵暗号のエラー解析技術や同モデル上での公開鍵暗号の代数的性質を利用して参加者の持つデータのプライバシーを保護しながら計算を行う秘匿計算,さらに同モデル上でのコミットメントスキームという電子封筒,等の技術の開発を行い,その幅広い応用を示した.さらにその研究で得た知見でより高度な安全性を達成しつつ通信回数が一度だけの高効率の秘匿計算プロトコルの計算資源の解析技術を得た.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で主に用いたモデルは人為ノイズを加えられた行列ベクトル積という従来の暗号理論で広く用いられてきた整数論に基づくものと異なる数学的構造を持っている.この構造は今後暗号プロトコルの脅威となる量子計算機の攻撃に対する耐性を持ちながら単純で高速な計算が期待できる特徴を持っており,量子計算機の脅威が顕在化する将来の情報通信における安全な情報セキュリティ技術の確立に資する成果であると言える.

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] A Commitment Scheme with Output Locality-3 Fit for the IoT Device2021

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Miyaji, Yuntao Wang, Akinori Kawachi, and Atsuko Miyaji
    • 雑誌名

      Security and Communication Networks

      巻: 2021 号: Article ID 2949513 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1155/2021/2949513

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hamming Weight of Product of Random Sparse Polynomials2020

    • 著者名/発表者名
      Akinori Kawachi
    • 雑誌名

      IEICE Proceeding Series

      巻: 65 ページ: 368-371

    • DOI

      10.34385/proc.65.C01-7

    • NAID

      230000012658

    • ISSN
      2188-5079
    • 年月日
      2020-10-18
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Query Complexity of Unitary Operator Discrimination2019

    • 著者名/発表者名
      KAWACHI Akinori、KAWANO Kenichi、LE GALL Francois、TAMAKI Suguru
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E102.D 号: 3 ページ: 483-491

    • DOI

      10.1587/transinf.2018FCP0012

    • NAID

      130007606941

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2019-03-01
    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Generalized predecessor existence problems for Boolean finite dynamical systems on directed graphs2019

    • 著者名/発表者名
      Kawachi Akinori、Ogihara Mitsunori、Uchizawa Kei
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 762 ページ: 25-40

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2018.08.026

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 秘密同時通信における近年の進展について2022

    • 著者名/発表者名
      河内 亮周
    • 学会等名
      研究集会「量子暗号理論と耐量子暗号」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 秘密同時通信と条件付き秘密開示に対する乱数複雑度2022

    • 著者名/発表者名
      河内 亮周, 吉田 真紀
    • 学会等名
      2021年度冬のLAシンポジウム, [11],pp.(11-1)-(11-31)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Recent Progress in Private Simultaneous Messages Protocols2021

    • 著者名/発表者名
      Akinori Kawachi
    • 学会等名
      The 2021 IEEE Information Theory Workshop (ITW 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 量子攻撃者に対する安全性証明技術の進展2021

    • 著者名/発表者名
      河内 亮周
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会企画セッション「量子計算と暗号の進展」, ADI-1-2
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 量子秘密同時メッセージプロトコルの通信計算量2021

    • 著者名/発表者名
      河内 亮周, 西村 治道
    • 学会等名
      2020年度冬のLAシンポジウム, [9]
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 秘密同時メッセージと条件付き秘密開示に対する乱数長下界2021

    • 著者名/発表者名
      河内 亮周, 吉田 真紀
    • 学会等名
      情報セキュリティシンポジウム(SCIS), 3A2-3
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 量子攻撃者に対する安全性概念2020

    • 著者名/発表者名
      河内 亮周
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会企画セッション「量子計算と暗号の発展」, ADI-1-2
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Private Simultaneous Messages および Conditional Disclosure of Secrets に関する情報理論的下界2020

    • 著者名/発表者名
      河内 亮周, 吉田 真紀
    • 学会等名
      2019年度冬のLAシンポジウム, [3]
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 符号ベース公開鍵暗号HQCにおける復号誤り確率の理論的解析2020

    • 著者名/発表者名
      河内 亮周
    • 学会等名
      暗号と情報セキュリティシンポジウム(SCIS), 2A1-5
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 定数4出力局所性を持つコミットメント方式2020

    • 著者名/発表者名
      宮地 秀至, 河内 亮周, 宮地 充子
    • 学会等名
      暗号と情報セキュリティシンポジウム(SCIS), 1A2-4
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] String commitment schemes with low output locality2019

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Miyaji, Akinori Kawachi, and Atsuko Miyaji
    • 学会等名
      AsiaJCIS 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 解の個数を限定した充足可能性問題の計算困難性2019

    • 著者名/発表者名
      堀内 弘武, 森本 尚之, 山田 俊行, 河内 亮周
    • 学会等名
      電子情報通信学会コンピュテーション研究会, IEICE-COMP2019-34
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 疎なランダム多項式の積のハミング重み2019

    • 著者名/発表者名
      河内 亮周
    • 学会等名
      2019年度夏のLAシンポジウム, [9]
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 準巡回符号に基づく二者間秘匿大小比較プロトコル2019

    • 著者名/発表者名
      祁 儀穎, 河内 亮周, 宮地 充子
    • 学会等名
      電気情報通信学会情報セキュリティ研究会IEICE-ISEC2018-110
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 準巡回シンドローム復号問題に基づく線形関数秘匿計算2018

    • 著者名/発表者名
      祁 儀穎, 河内 亮周, 宮地 充子
    • 学会等名
      コンピュータセキュリティシンポジウム2018 4A2-3
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 最悪時入力標本器に対する確率的回路の識別不可能性難読化器2018

    • 著者名/発表者名
      田端 芳樹,河内 亮周
    • 学会等名
      2018年暗号と情報セキュリティシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ユニバーサルサンプラを用いた階層型IDベース暗号方式の評価2018

    • 著者名/発表者名
      大塚 俊輔,河内 亮周,宮地 充子
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報通信システムセキュリティ研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] On Indistinguishability Obfuscation of Probabilistic Circuits for Worst-case-input Subexponentially Indistinguishable Samplers2017

    • 著者名/発表者名
      Akinori Kawachi and Yoshiki Tabata
    • 学会等名
      The 12th International Workshop on Security
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ユニバーサルサンプラを用いた階層型IDベース暗号方式の提案2017

    • 著者名/発表者名
      大塚 俊輔,宮地 充子,河内 亮周
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報セキュリティ研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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