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軽量ストリーム暗号の構成法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K12698
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 情報セキュリティ
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

五十部 孝典  兵庫県立大学, 応用情報科学研究科, 准教授 (30785465)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018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)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード共通鍵暗号 / ストリーム暗号 / 軽量暗号 / 暗号解析 / 低消費電力 / 暗号・認証等
研究成果の概要

本研究では,軽量ストリーム暗号に対する安全性評価とその技術を用いた新しい軽量ストリーム暗号設計を行った.安全性評価に関しては,軽量ストリーム暗号の構造に特化した新しい解析技術をいくつも開発し,既存の軽量ストリーム暗号の厳密な安全性の見積もりに成功した.また軽量ストリーム暗号に適した構成方法や実装方法についても明らかにした.これらの解析,設計技術をもとに,実際に3つの軽量ストリーム暗号,LILLE, TRIVIUM^2, Triadを設計して提案した.それぞれ軽量実装,低消費電力,安全性に関して既存技術をはるかにしのぐ性能の達成に成功した.特にTriadは高い安全性と優れた性能を持っている.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,未解決問題であった様々な新しい軽量ストリーム暗号の安全性評価手法を開発することに成功した.これにより,構造毎の正確な安全性評価ができ,安全でかつ効率的な構造の設計が可能になった.実際,新しい設計方法に基づく軽量ストリーム暗号アルゴリズムを複数開発した.これは,学術レベルでは軽量ストリーム暗号の理論の発展に寄与し,また産業レベルでは,今後世の中で求められる様々な実装や安全性要求に適応可能な軽量なストリーム暗号の効果的な開発につながる.具体的には,RFIDやセンサー等のリソースの乏しいデバイスに対しても実装可能なストリーム暗号の開発等につながり,その波及効果は非常に大きい.

報告書

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

    (22件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] Ruhr-University Bochum/University of Mannheim(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Technical University of Denmark(デンマーク)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] EPFL(スイス)

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

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] EPFL/University of Lugano/FHNW Institute(Switzerland)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Nanyang Technological University(Singapore)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Theoretical Understanding of Some Conditional and Joint Biases in RC4 Stream Cipher2018

    • 著者名/発表者名
      JHA Sonu、BANIK Subhadeep、ISOBE Takanori、OHIGASHI Toshihiro、SARKAR Santanu
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E101.A 号: 11 ページ: 1869-1879

    • DOI

      10.1587/transfun.E101.A.1869

    • NAID

      130007502923

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 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
  • [雑誌論文] Cryptanalysis of Reduced Kreyvium2018

    • 著者名/発表者名
      WATANABE Yuhei、ISOBE Takanori、MORII Masakatu
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E101.A 号: 9 ページ: 1548-1556

    • DOI

      10.1587/transfun.E101.A.1548

    • NAID

      130007479525

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2018-09-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On Design of Robust Lightweight Stream Cipher with Short Internal State2018

    • 著者名/発表者名
      Subhadeep Banik, Takanori Isobe, Masakatu Morii
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E101.A 号: 1 ページ: 99-109

    • DOI

      10.1587/transfun.E101.A.99

    • NAID

      130006300892

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cube Attacks on Non-Blackbox Polynomials Based on Division Property.2018

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Todo, Takanori Isobe, Yonglin Hao, Willi Meier
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Computers

      巻: 67-12 号: 12 ページ: 1720-1736

    • DOI

      10.1109/tc.2018.2835480

    • 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
  • [雑誌論文] Towards Low Energy Stream Ciphers2018

    • 著者名/発表者名
      Subhadeep Banik, Vasily Mikhalev, Frederik Armknecht, Takanori Isobe, Willi Meier, Andrey Bogdanov, Yuhei Watanabe, Francesco Regazzoni
    • 雑誌名

      IACR Trans. Symmetric Cryptol.

      巻: 2018(2) ページ: 1-19

    • DOI

      10.13154/tosc.v2018.i2.1-19

    • 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
  • [雑誌論文] ShiftRows Alternatives for AES-like Ciphers and Optimal Cell Permutations for Midori and Skinny2018

    • 著者名/発表者名
      Gianira N. Alfarano, Christof Beierle, Takanori Isobe, Stefan Kolbl, Gregor Leander
    • 雑誌名

      IACR Trans. Symmetric Cryptol.

      巻: 2018(2) ページ: 20-47

    • DOI

      10.13154/tosc.v2018.i2.20-47

    • 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
  • [雑誌論文] Several MILP-Aided Attacks Against SNOW 2.02018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Funabiki, Yosuke Todo, Takanori Isobe, Masakatu Morii
    • 雑誌名

      Cryptology and Network Security - 17th International Conference, {CANS} 2018, Naples, Italy, September 30 - October 3, 2018, Proceedings

      巻: 11124 ページ: 394-413

    • DOI

      10.1007/978-3-030-00434-7_20

    • ISBN
      9783030004330, 9783030004347
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fast Correlation Attack Revisited - Cryptanalysis on Full Grain-128a, Grain-128, and Grain-v12018

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Todo, Takanori Isobe, Willi Meier, Kazumaro Aoki, Bin Zhang
    • 雑誌名

      Advances in Cryptology - {CRYPTO} 2018 - 38th Annual International Cryptology Conference, Santa Barbara, CA, USA, August 19-23, 2018, Proceedings, Part {II}

      巻: 10992 ページ: 129-159

    • DOI

      10.1007/978-3-319-96881-0_5

    • ISBN
      9783319968803, 9783319968810
    • 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
  • [雑誌論文] Improved Division Property Based Cube Attacks Exploiting Algebraic Properties of Superpoly2018

    • 著者名/発表者名
      Qingju Wang, Yonglin Hao, Yosuke Todo, Chaoyun Li, Takanori Isobe, Willi Meier
    • 雑誌名

      {Advances in Cryptology - {CRYPTO} 2018 - 38th Annual International Cryptology Conference, Santa Barbara, CA, USA, August 19-23, 2018, Proceedings, Part {I}

      巻: 10991 ページ: 275-305

    • DOI

      10.1007/978-3-319-96884-1_10

    • ISBN
      9783319968834, 9783319968841
    • 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
  • [雑誌論文] Some cryptanalytic results on Lizard2017

    • 著者名/発表者名
      Subhadeep Banik, Takanori Isobe, Tingting Cui and Jian Guo
    • 雑誌名

      IACR Transactions of Symmetric Key Cryptology

      巻: 4 ページ: 82-98

    • DOI

      10.13154/tosc.v2017.i4.82-98

    • 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
  • [学会発表] Inverse Gating for Low Energy Block Ciphers2018

    • 著者名/発表者名
      Subhadeep Banik, Andrey Bogdanov, Francesco Regazzoni, Takanori Isobe, Harunaga Hiwatari, Toru Akishita
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Hardware Oriented Security and Trust (HOST) 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 軽量ストリーム暗号に対するタイムメモリデータトレードオフ攻撃の改良2018

    • 著者名/発表者名
      正木 史明, 渡辺 優平,五十部 孝典
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 一般化Feistel構造における最適なブロックシャッフルの評価2018

    • 著者名/発表者名
      小家 武, 五十部 孝典, 藤堂 洋介, 森井 昌克
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] SNOW 2.0に対する新たな線形近似探索手法と高速相関攻撃への応用2018

    • 著者名/発表者名
      船引 悠生, 藤堂 洋介,五十部 孝典,森井 昌克
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] New Key Recovery Attacks on Minimal Two-Round Even-Mansour Ciphers2017

    • 著者名/発表者名
      Takanori Isobe and Kyoji Shibutani
    • 学会等名
      ASIACRYPT 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cube Attacks on Non-Blackbox Polynomials Based on Division Property2017

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Todo, Takanori Isobe, Yonglin Hao, and Willi Meier
    • 学会等名
      CRYPTO2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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