トラスト基盤におけるセキュリティ評価手法の工学的および経済学的研究

• 研究課題/領域番号: 17KT0081
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 特設分野
• 研究分野: 情報社会におけるトラスト
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 松浦 幹太 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00292756)
• 研究期間 (年度): 2017-07-18 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2018年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2017年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
• キーワード: ブロックチェーン / トラスト基盤 / 暗号通貨 / 高機能暗号 / プライバシー保護 / セキュリティ経済学 / 検証証明 / 秘密分散 / 情報セキュリティ / 暗号・認証等

研究成果の概要

トラスト基盤におけるセキュリティ評価手法を工学的および経済学的に検討し、具体的に手法を開発して応用への知見を得るという目的を達成した。とくに、全ての項目にまたがる知見として、工学的なランダムネス発生源を、経済学的なトークンモデルにおける適合確率過程に利用できるだけでなく、ブロックチェーン上で稼働させる場合の検証証明（ブロックチェーンに記録された内容が正当であることを誰かが確かに検証した、という証拠）としても利用できる可能性を見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

工学的研究では、高機能暗号技術に関して、とくに学術的意義の高い成果を得た。すなわち、ブロックチェーン上で実装した時にモデルが整合し、安全性の再評価をせず利用できる道を開いた。実際、主要な国内会議で学生論文賞を受賞し、主要な国際会議に２編採録され、うち１編は最優秀論文賞を受賞した。経済学的研究では、ブロックチェーンの消費電力を削減して社会受容性を高める研究へと発展する知見を得た。実際、社会的意義を第一に目指す後継プロジェクトがスタートしている。

研究成果

• [国際共同研究] マサチューセッツ工科大学(米国)
• [雑誌論文] On private information retrieval supporting range queries (2023)
  • 著者名/発表者名: Hayata Junichiro、Schuldt Jacob C. N.、Hanaoka Goichiro、Matsuura Kanta
  • 雑誌名: International Journal of Information Security 巻: 23 号: 1 ページ: 629-647
  • DOI: 10.1007/s10207-023-00743-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient Oblivious Evaluation Protocol and Conditional Disclosure of Secrets for DFA (2022)
  • 著者名/発表者名: Kittiphop Phalakarn, Nuttapong Attrapadung, Kanta Matsuura
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 巻: 13269 ページ: 605-625
  • DOI: 10.1007/978-3-031-09234-3_30
  • ISBN: 9783031092336, 9783031092343
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coin Transfer Unlinkability Under the Counterparty Adversary Model (2022)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Miyamae, Kanta Matsuura
  • 雑誌名: Ledger 巻: 7 ページ: 17-34
  • DOI: 10.5195/ledger.2022.260
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Equivalence between Non-Malleability against Replayable CCA and Other RCCA-Security Notions (2021)
  • 著者名/発表者名: HAYATA Junichiro、KITAGAWA Fuyuki、SAKAI Yusuke、HANAOKA Goichiro、MATSUURA Kanta
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences 巻: E104.A 号: 1 ページ: 89-103
  • DOI: 10.1587/transfun.2020CIP0015
  • NAID: 130007964796
  • ISSN: 0916-8508, 1745-1337
  • 年月日: 2021-01-01
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolving Homomorphic Secret Sharing for Hierarchical Access Structures (2021)
  • 著者名/発表者名: Phalakarn Kittiphop、Suppakitpaisarn Vorapong、Attrapadung Nuttapong、Matsuura Kanta
  • 雑誌名: IWSEC 2021 (Lecture Notes in Computer Science) 巻: 12835 ページ: 77-96
  • DOI: 10.1007/978-3-030-85987-9_5
  • ISBN: 9783030859862, 9783030859879
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aggregate Signature with Traceability of Devices Dynamically Generating Invalid Signatures (2021)
  • 著者名/発表者名: Ryu Ishii, Kyosuke Yamashita, Yusuke Sakai, Takahiro Matsuda, Tadanori Teruya, Goichiro Hanaoka, Kanta Matsuura, Tsutomu Matsumoto
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 巻: 12809 ページ: 378-396
  • DOI: 10.1007/978-3-030-81645-2_22
  • ISBN: 9783030816445, 9783030816452
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simple Black-Box Adversarial Examples Generation with Very Few Queries (2020)
  • 著者名/発表者名: Yuya Senzaki, Satsuya Ohata, Kanta Matsuura
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Information and Systems 巻: E103.D 号: 2 ページ: 212-221
  • DOI: 10.1587/transinf.2019INP0002
  • NAID: 130007793523
  • ISSN: 0916-8532, 1745-1361
  • 年月日: 2020-02-01
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generic Construction of Adaptively Secure Anonymous Key-Policy Attribute-Based Encryption from Public-Key Searchable Encryption (2020)
  • 著者名/発表者名: Junichiro Hayata, Masahito Ishizaka, Yusuke Sakai, Goichiro Hanaoka, Kanta Matsuura
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences 巻: E103.A 号: 1 ページ: 107-113
  • DOI: 10.1587/transfun.2019CIP0014
  • NAID: 130007778799
  • ISSN: 0916-8508, 1745-1337
  • 年月日: 2020-01-01
  • 査読あり
• [雑誌論文] On Private Information Retrieval Supporting Range Queries (2020)
  • 著者名/発表者名: Hayata Junichiro、Schuldt Jacob C. N.、Hanaoka Goichiro、Matsuura Kanta
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 巻: 12309 ページ: 674-694
  • DOI: 10.1007/978-3-030-59013-0_33
  • ISBN: 9783030590123, 9783030590130
  • 査読あり
• [雑誌論文] Token Model and Interpretation Function for Blockchain-Based FinTech Applications (2019)
  • 著者名/発表者名: Kanta Matsuura
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences 巻: E102.A 号: 1 ページ: 3-10
  • DOI: 10.1587/transfun.E102.A.3
  • NAID: 130007541780
  • ISSN: 0916-8508, 1745-1337
  • 年月日: 2019-01-01
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Security Evaluation Methods in Trust Infrastructure Based on Engineering and Economics (2019)
  • 著者名/発表者名: Kanta Matsuura
  • 雑誌名: Impact 巻: 2019 号: 10 ページ: 24-26
  • DOI: 10.21820/23987073.2019.10.24
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Strongly Unforgeable Signature Resilient to Polynomially Hard-to-Invert Leakage under Standard Assumptions (2018)
  • 著者名/発表者名: Masahito Ishizaka, Kanta Matssura
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 巻: 11060 ページ: 422-441
  • DOI: 10.1007/978-3-319-99136-8_23
  • ISBN: 9783319986531, 9783319986548
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identity-Based Encryption Resilient to the Auxiliary Leakage under the Decisional Linear Assumption (2018)
  • 著者名/発表者名: Masahito Ishizaka, Kanta Matssura
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 巻: 11124 ページ: 417-439
  • DOI: 10.1007/978-3-030-00434-7_21
  • ISBN: 9783030004330, 9783030004347
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generic Construction of Adaptively Secure Anonymous Key-Policy Attribute-Based Encryption from Public-Key Searchable Encryption (2018)
  • 著者名/発表者名: Jun'ichiro Hayata, Masahito Ishizaka, Yusuke Sakai, Goichiro Hanaoka, Kanta Matsuura
  • 雑誌名: Proceedings of the 2018 International Symposium on Information Theory and its Applications 巻: - ページ: 739-743
  • NAID: 130007778799
  • 査読あり
• [学会発表] Proof-of-Verificationの実装負荷評価その1: Transactionの署名検証 (2024)
  • 著者名/発表者名: 細井琢朗, 松浦幹太
  • 学会等名: 2024年 電子情報通信学会総合大会
• [学会発表] サイバーセキュリティのための防御者革命 ～サイバー攻撃との果てしない戦いに対する処方箋～ (2024)
  • 著者名/発表者名: 松浦幹太
  • 学会等名: 文藝春秋カンファレンス（サイバーセキュリティ月間）サイバーセキュリティの「脅威」2024
  • 招待講演
• [学会発表] A Refined Classification of Malicious Smart Contract (2023)
  • 著者名/発表者名: Taichi Igarashi, Kanta Matsuura
  • 学会等名: Financial Cryptography and Data Security 2023
  • 国際学会
• [学会発表] バイト列に着目した詐欺トークンコントラクトの検知 (2023)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐太一, 松浦幹太
  • 学会等名: 情報処理学会コンピュータセキュリティシンポジウム2023(CSS2023)
• [学会発表] ブロックチェーンの技術的な家系図と研究開発の現状 (2023)
  • 著者名/発表者名: 松浦幹太
  • 学会等名: エネルギー・資源学会第2回エネルギー政策懇話会
  • 招待講演
• [学会発表] スマートコントラクトにおけるセキュリティに関する調査 (2023)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐太一, 松浦幹太
  • 学会等名: 2023年暗号と情報セキュリティ・シンポジウム(SCIS2023)
• [学会発表] ゼロ知識性の概念を利用したブロックチェーン匿名通貨のプライバシー解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 宮前剛, 松浦幹太
  • 学会等名: 日本セキュリティ・マネジメント学会 第35回全国大会
• [学会発表] サプライチェーン応用におけるブロックチェーン研究の特徴と示唆 (2022)
  • 著者名/発表者名: 松浦幹太
  • 学会等名: JBAサステナビリティワークショップ
  • 招待講演
• [学会発表] Energy-efficient Implementation of Consensus Algorithms by Minimizing the Redundancy of Signature Verification (2022)
  • 著者名/発表者名: Kanta Matsuura
  • 学会等名: 2022 IEEE 1st Global Emerging Technology Blockchain Forum
  • 国際学会
• [学会発表] 対話的追跡機能付き集約署名における署名送信間隔に関する制約と評価 (2022)
  • 著者名/発表者名: 石井龍, 山下恭佑, 宋子豪, 照屋唯紀, 坂井祐介, 花岡悟一郎, 松浦幹太, 松本勉
  • 学会等名: 2022年暗号と情報セキュリティ・シンポジウム(SCIS2022)
• [学会発表] モノの秘匿性を考慮した「モノの電子署名」 (2022)
  • 著者名/発表者名: 林リウヤ, 浅野泰輝, 林田淳一郎, 松田隆宏, 山田翔太, 勝又秀一, 坂井祐介, 照屋唯紀, シュルツ・ヤコブ, アッタラパドゥン・ナッタポン, 花岡悟一郎, 松浦幹太, 松本勉
  • 学会等名: 2022年暗号と情報セキュリティ・シンポジウム
• [学会発表] 「モノの電子署名」の複数物体への拡張 (2022)
  • 著者名/発表者名: 浅野泰輝, 林リウヤ, 林田淳一郎, 松田隆宏, 山田翔太, 勝又秀一, 坂井祐介, 照屋唯紀, シュルツ・ヤコブ, アッタラパドゥン・ナッタポン, 花岡悟一郎, 松浦幹太, 松本勉
  • 学会等名: 2022年暗号と情報セキュリティ・シンポジウム
• [学会発表] ブロックチェーンの消費電力を抑えるProof-of-Verification (2021)
  • 著者名/発表者名: 松浦幹太
  • 学会等名: 4th Workshop Basing Blockchain
• [学会発表] モノの電子署名: 物体に署名するための一検討 (2021)
  • 著者名/発表者名: 林リウヤ, 浅野泰輝, 林田淳一郎, 松田隆宏, 山田翔太, 勝又秀一, 坂井祐介, 照屋唯紀, シュルツ・ヤコブ, アッタラパドゥン・ナッタポン, 花岡悟一郎, 松浦幹太, 松本勉
  • 学会等名: 情報処理学会コンピュータセキュリティシンポジウム2021
• [学会発表] DXに希望をもたらす情報セキュリティとトラスト基盤 (2021)
  • 著者名/発表者名: 松浦幹太
  • 学会等名: JAPAN Security Summit 2021
  • 招待講演
• [学会発表] On Private Information Retrieval Supporting Multi-dimensional Range Queries (2021)
  • 著者名/発表者名: Junichiro Hayata, Jacob C. N. Schuldt, Goichiro Hanaoka, Kanta Matsuura
  • 学会等名: 2021年暗号と情報セキュリティ・シンポジウム(SCIS2021)
• [学会発表] 動的に不正署名を生成するデバイスを追跡可能な集約署名 (2021)
  • 著者名/発表者名: 石井龍, 照屋唯紀, 坂井祐介, 松田隆宏, 花岡悟一郎, 松浦幹太, 松本勉
  • 学会等名: 2021年暗号と情報セキュリティ・シンポジウム(SCIS2021)
• [学会発表] 内部のバイトコード実行を悪用したスマートコントラクトへの攻撃の早期検知 (2020)
  • 著者名/発表者名: 宮里俊太郎, 松浦幹太
  • 学会等名: 情報処理学会コンピュータセキュリティシンポジウム2020(CSS2020)
• [学会発表] A New Protocol for Fair Addition of a Transaction Fee When Closing a Payment Channel Uncooperatively (2020)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Nagamine, Kanta Matsuura
  • 学会等名: The 24th International Conference on Financial Cryptography and Data Security (FC2020)
  • 国際学会
• [学会発表] 非協力的なペイメントチャネル終了時の公平な手数料追加プロトコル (2020)
  • 著者名/発表者名: 長嶺隆寛, 松浦幹太
  • 学会等名: 2020年暗号と情報セキュリティ・シンポジウム(SCIS2020)
• [学会発表] Approximate Privacy Preserving Top-k Algorithm with Reduced Communication Rounds (2020)
  • 著者名/発表者名: Ke Huang, Satsuya Ohata, Kanta Matsuura
  • 学会等名: 2020年暗号と情報セキュリティ・シンポジウム(SCIS2020)
• [学会発表] A Private Information Retrieval Scheme Supporting Range Queries (2020)
  • 著者名/発表者名: 林田淳一郎, Jacob C. N. Schuldt, 花岡悟一郎, 松浦幹太
  • 学会等名: 2020年暗号と情報セキュリティ・シンポジウム(SCIS2020)
• [学会発表] Proof-of-Verification for Proof-of-Work: Miners Must Verify the Signatures on Bitcoin Transactions (2019)
  • 著者名/発表者名: Kanta Matsuura
  • 学会等名: Scaling Bitcoin Workshop 2019
  • 国際学会
• [学会発表] My Script Engines Know What You Did In The Dark: Converting Engines into Script API Tracers (2019)
  • 著者名/発表者名: Toshinori Usui, Yuto Otsuki, Yuhei Kawakoya, Makoto Iwamura, Jun Miyoshi, Kanta Matsuura
  • 学会等名: The 35th Annual Computer Security Applications Conference (ACSAC 2019)
  • 国際学会
• [学会発表] ビットコインにおける手数料を考慮したオフチェーントランザクションの管理 (2019)
  • 著者名/発表者名: 長嶺隆寛, 松浦幹太
  • 学会等名: 情報処理学会コンピュータセキュリティシンポジウム2019(CSS2019)
• [学会発表] Privacy-Preserving Approximate Nearest Neighbor Search: A Construction and Experimental Results (2019)
  • 著者名/発表者名: Ke Huang, Satsuya Ohata, Kanta Matsuura
  • 学会等名: 情報処理学会コンピュータセキュリティシンポジウム2019(CSS2019)
• [学会発表] On the Consensus Protocols for Public Blockchains (2019)
  • 著者名/発表者名: Miodrag Mihaljevic and Kanta Matsuura
  • 学会等名: Interop Tokyo 2019
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Security Proof of POW-Based Blockchain Revisited: Explicit Formulation and Implications (2019)
  • 著者名/発表者名: Takurou Hosoi, Kanta Matsuura
  • 学会等名: The 23rd International Conference on Financial Cryptography and Data Security
• [学会発表] 公開鍵暗号のReplayable CCA環境下での安全性概念間の等価性について (2019)
  • 著者名/発表者名: 林田淳一郎, 北川冬航, 坂井祐介, 花岡悟一郎, 松浦幹太
  • 学会等名: 電子情報通信学会2019年暗号と情報セキュリティ・シンポジウム(SCIS2019)
• [学会発表] DLIN仮定下で強偽造困難性及び多項式的逆変換困難漏洩耐性を持つ電子署名 (2019)
  • 著者名/発表者名: 石坂理人, 松浦幹太
  • 学会等名: 電子情報通信学会2019年暗号と情報セキュリティ・シンポジウム(SCIS2019)
• [学会発表] Identity/Attribute-Based Signature Resilient to Hard-to-Invert Leakage under Standard Assumptions (2018)
  • 著者名/発表者名: Masahito Ishizaka, Kanta Matsuura
  • 学会等名: 情報処理学会コンピュータセキュリティシンポジウム2018(CSS2018)
• [学会発表] Machine Learning from the Viewpoints of Security Evaluation: Hopes and Open Problems (2018)
  • 著者名/発表者名: Kanta Matsuura
  • 学会等名: LINE and Intertrust Security Summit 2018 Spring
  • 招待講演
• [学会発表] AIセキュリティの長い歴史と最新動向 (2018)
  • 著者名/発表者名: 松浦幹太
  • 学会等名: 第53回ISSスクエア水平ワークショップ
  • 招待講演
• [学会発表] 基盤としてのブロックチェーンとセキュリティ (2018)
  • 著者名/発表者名: 松浦幹太
  • 学会等名: 第４回金融機関におけるブロックチェーンに関するワーキンググループ
  • 招待講演
• [学会発表] AI技術と情報セキュリティ技術の相互依存性について (2018)
  • 著者名/発表者名: 松浦幹太
  • 学会等名: 第8回バイオメトリクスと認識・認証シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 深層学習に対する効率的なAdversarial Examples生成によるブラックボックス攻撃とその対策 (2018)
  • 著者名/発表者名: 先崎佑弥, 大畑幸矢, 松浦幹太
  • 学会等名: 2018年暗号と情報セキュリティ・シンポジウム(SCIS2018)
• [学会発表] 暗号通貨を用いたワンショット型の公平なストレージサービス (2018)
  • 著者名/発表者名: 今田丈雅, 松浦幹太
  • 学会等名: 2018年暗号と情報セキュリティ・シンポジウム(SCIS2018)
• [学会発表] 公開鍵型検索可能暗号を用いた適応的安全な匿名鍵ポリシー型属性ベース暗号の一般的構成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 林田淳一郎, 石坂理人, 坂井祐介, 花岡悟一郎, 松浦幹太
  • 学会等名: 2018年暗号と情報セキュリティ・シンポジウム(SCIS2018)
• [学会発表] POW型ブロックチェーン安全性証明の明示的定式化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 細井琢朗, 松浦幹太
  • 学会等名: 第80回情報処理学会コンピュータセキュリティ研究会
• [学会発表] Defender Movement: Significant Productivity Improvement of Mutually-unknown Defenders by Open Internet-based Collaboration (2017)
  • 著者名/発表者名: Kanta Matsuura
  • 学会等名: 2017 USENIX Summit on Hot Topics in Security
  • 国際学会
• [学会発表] 深層学習におけるAdversarial Trainingによる副作用とその緩和策 (2017)
  • 著者名/発表者名: 先崎佑弥, 大畑幸矢, 松浦幹太
  • 学会等名: コンピュータセキュリティシンポジウム2017(CSS2017)
• [学会発表] Continual Auxiliary Leakageに耐性を持つ適応的安全な述語署名 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石坂理人, 松浦幹太
  • 学会等名: コンピュータセキュリティシンポジウム2017(CSS2017)
• [学会発表] ブロックチェーンと秘密分散法を用いた情報ライフサイクル制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 今田丈雅, 松浦幹太
  • 学会等名: コンピュータセキュリティシンポジウム2017(CSS2017)
• [学会発表] ブロックチェーンと信頼関係のもたらす防御者革命 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松浦幹太
  • 学会等名: 「ブロックチェーンの未来」ワークショップ
• [学会発表] ブロックチェーン応用のモデルと金融工学 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松浦幹太
  • 学会等名: Blockchain EXE #4「ブロックチェーン技術の活用ポイント～既存技術との融合」
  • 招待講演
• [図書] 情報セキュリティ基礎講義 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松浦幹太
  • 総ページ数: 224
  • 出版者: コロナ社
  • ISBN: 9784339019346