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ハッシュベース電子署名方式の開発および性能限界の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K11162
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分60010:情報学基礎論関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

楫 勇一  名古屋大学, 情報連携推進本部, 教授 (70263431)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードハッシュベース署名 / 耐量子安全性 / Winternitzワンタイム署名 / 強存在的偽造不可能生 / 指紋関数 / 比較不能部分集合 / 電子署名 / Winternitz署名 / ワンタイム署名 / 暗号学的ハッシュ関数 / 安全性証明 / Winternitz署名方式 / 鍵パンクチャ / 情報理論的安全性 / 状態機械複製問題 / ファジング / 情報セキュリティ / ハッシュ関数 / 量子安全性
研究成果の概要

耐量子安全性が期待されるハッシュベース署名方式について,各種方式のベースとなるWinternitzワンタイム署名の安全性要件を詳細に検討した上で,主要な性能指標のすべてにおいてWinternitz方式よりも優れた効率を有する改良方式を開発した.改良方式においては,定数和指紋関数,ゼロサム指紋関数と呼ばれる新しい指紋関数を導入し,署名情報が流用されることを防止している.Winternitz方式のチェックサムを効率よく代替できるようになっており,強存在的偽造不可能性を維持したまま,効率の改善が可能となった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

ハッシュベース暗号は,耐量子安全性を実現する有望な基礎技術であるが,その効率の悪さがしばしば指摘されてきた.本研究では,代表的なハッシュベース暗号として広く使用されているWinternitz方式の効率改善に成功しており,耐量子安全な技術の実用化に大きく貢献することが期待される.また,本研究においては,ハッシュベース署名で使用する指紋関数の値域が備えるべき条件について詳細に検討を行っており,比較不能部分集合の概念を明確に定義している.比較不能部分集合は,情報理論・符号理論的な見地からも興味深い対象であり,関連研究の発展への動機づけを与える可能性がある.

報告書

(5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
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Hash-Based Signature with Constant-Sum Fingerprinting and Partial Construction of Hash Chains2018

    • 著者名/発表者名
      Kaji Yuichi、Paul Cruz Jason、Yatani Yoshio
    • 雑誌名

      15th International Conference on Security and Cryptography

      巻: 1 ページ: 297-304

    • DOI

      10.5220/0006828202970304

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Information leakage through passive timing attacks on ElGamal Elliptic Curve Cryptography2021

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Hirata, Yuichi Kaji
    • 学会等名
      暗号と情報セキュリティシンポジウム 2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] A Real-Time Bluetooth Protocol Fuzzing System2021

    • 著者名/発表者名
      Bo Wang, Ako Suzuki, Yuichi Kaji
    • 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
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Information Leakage through Passive Timing Attacks on RSA Decryption System2020

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Hirata, Yuichi Kaji
    • 学会等名
      Proceedings of 2020 International Symposium on Information Theory and Its Applications
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 遺伝的アルゴリズムを用いたBluetoothファジングの検討2020

    • 著者名/発表者名
      山中隆太郎, 王博, 鈴木亜香, 楫勇一
    • 学会等名
      暗号と情報セキュリティシンポジウム 2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 署名鍵のパンクチャと定数和指紋を利用したハッシュベース署名2020

    • 著者名/発表者名
      柏倉祐吉, 楫勇一
    • 学会等名
      暗号と情報セキュリティシンポジウム 2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] RSA復号プログラムへのタイミング攻撃により得られる秘密鍵の漏洩情報量評価2019

    • 著者名/発表者名
      平田智紀,楫勇一
    • 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
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] BLDAG: Generalization of the Blockchain into Bi-Layered Directed Acyclic Graph2019

    • 著者名/発表者名
      Atsuki Momose, Jason Paul Cruz, Yuichi Kaji
    • 学会等名
      コンピュータセキュリティシンポジウム 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Information leakage through passive timing attacks on RSA decryption system2019

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Hirata, Yuichi Kaji
    • 学会等名
      コンピュータセキュリティシンポジウム 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] The amount of information leakage of decryption keys through timing attacks on RSA decryption system2019

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Hirata, Yuichi Kaji
    • 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
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 署名鍵のパンクチャによるWinternitz OTSの改良2018

    • 著者名/発表者名
      柏倉祐吉,楫勇一
    • 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
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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