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New Paradigm to Construct Public Key Cryptographic Schemes for Lightweight Devices with Provable Security against Quantum Attackers

研究課題

研究課題/領域番号 18K11292
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60070:情報セキュリティ関連
研究機関電気通信大学

研究代表者

SANTOSO BAGUS  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (40571956)

研究分担者 太田 和夫  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 特任教授 (80333491)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードquantum adversaries / encryption / authentication / digital signatures / privacy amplification / BKW Algorithm / Tensor Rank Problem / LPN Problem / Multi-Signature / Zero-Knowledge / post-quantum / identification scheme / MQ polynomials / MinRank problem / encryption scheme / NP-hard / multivariate polynomials / aggregate signatures / Quantum Adversary / Unbounded Adversary / Encryption / Quantum Random Oracle / Binary Structure / Identification Scheme / Secrecy Amplification / Post Encryption / Public key Cryptography / Provable Security / Lightweight Cryptography
研究成果の概要

量子計算機の実現を目指した研究が飛躍的に進歩している.一方で,量子計算機は素因数分解問題や離散対数問題を効率的に解くことができるため,これらの問題の困難性を安全性の要とする標準的な暗号理論の方式にとって,量子計算機は脅威的な存在である.量子計算機の攻撃者を想定した暗号理論方式がいくつか提案されたが,多くの方式は理論的な安全性の保証と実装可能性の面に問題を抱えている. 本研究は純粋なGF(2)表現が可能な方式, 量子計算機にも困難な判定型の計算問題, 情報理論的安全性を軸にこの問題を解決する技術の開発に成功した. 本研究の成果は複数の論文誌にすでに掲載され, 査読付き国際会議に発表された.

研究成果の学術的意義や社会的意義

This project provided cryptographic schemes which are not only ensure security against quantum computers but are also implementable in practice. These schemes will safeguard the interconnected individuals in the next-generation network against the next-generation adversaries with quantum computers.

報告書

(7件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 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

    (51件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (29件) (うち国際共著 16件、 査読あり 17件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] More Efficient Two-Round Multi-Signature Scheme with Provably Secure Parameters for Standardized Elliptic Curves2024

    • 著者名/発表者名
      Kaoru Takemure, Yusuke Sakai, Bagus Santoso, Goichiro Hanaoka, Kazuo Ohta
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E107.A 号: 7 ページ: 966-988

    • DOI

      10.1587/transfun.2023EAP1045

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2024-07-01
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Proposal to Improve the Accuracy of BKW Algorithm2024

    • 著者名/発表者名
      Yuto Ko, Bagus Santoso
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 123 (338) ページ: 62-67

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Revisiting the Soundness of 5-Pass Identification Scheme2024

    • 著者名/発表者名
      Daigo Kuroki, Kaoru Takemure, Bagus Santoso
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 123 (424) ページ: 44-51

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Public-Key Identification Scheme Based on a New NP-Hard Tensor Problem2024

    • 著者名/発表者名
      Akitaka Yokota, Bagus Santoso
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 123 (424) ページ: 94-101

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] More Efficient Two-Round Multi-Signature Scheme with Provably Secure Parameters.2023

    • 著者名/発表者名
      Kaoru Takemure, Yusuke Sakai, Bagus Santoso, Goichiro Hanaoka, Kazuo Ohta
    • 雑誌名

      IACR Cryptology ePrint Archive 2023

      巻: 155 ページ: 1-19

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Framework for Distributed Source Coding with Encryption: a New Strong Converse and More2022

    • 著者名/発表者名
      Yasutada Oohama, Bagus Santoso
    • 雑誌名

      International Symposium on Information Theory and Its Applications (ISITA) 2022

      巻: ISITA ページ: 203-207

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Three-Pass Identification Scheme Based on MinRank Problem with Half Cheating Probability2022

    • 著者名/発表者名
      Bagus Santoso, Yasuhiko Ikematsu, Shuhei Nakamura, Takanori Yasuda
    • 雑誌名

      International Symposium on Information Theory and Its Applications (ISITA) 2022

      巻: ISITA ページ: 59-63

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Framework for Shannon Ciphers under Side-Channel Attacks: a Strong Converse and More2022

    • 著者名/発表者名
      Yasutada Oohama, Bagus Santoso
    • 雑誌名

      IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT) 2022

      巻: ISIT ページ: 862-867

    • DOI

      10.1109/isit50566.2022.9834899

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Strong Converse Theorem for Source Encryption under Side-Channel Attacks2022

    • 著者名/発表者名
      Yasutada Oohama, Bagus Santoso
    • 雑誌名

      arXiv: CoRR

      巻: abs/2201.11670 ページ: 1-9

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Three-Pass Identification Scheme Based on MinRank Problem with Half Cheating Probability2022

    • 著者名/発表者名
      Bagus Santoso, Yasuhiko Ikematsu, Shuhei Nakamura, Takanori Yasuda
    • 雑誌名

      arXiv: CoRR

      巻: abs/2205.03255 ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Strong Converse Theorem for Source Encryption under Side-Channel Attacks2022

    • 著者名/発表者名
      Yasutada Oohama, Bagus Santoso
    • 雑誌名

      arXiv, CoRR (2022)

      巻: abs/2201.11670 ページ: 1-9

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Achieving Pairing-Free Aggregate Signatures using Pre-Communication between Signers2021

    • 著者名/発表者名
      K. Takemure, Y. Sakai, B. Santoso, G. Hanaoka, K. Ohta
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E104.A 号: 9 ページ: 1188-1205

    • DOI

      10.1587/transfun.2020DMP0023

    • NAID

      130008081795

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2021-09-01
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Security Analysis on an ElGamal-Like Multivariate Encryption Scheme Based on Isomorphism of Polynomials2021

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiko Ikematsu, Shuhei Nakamura, Bagus Santoso, Takanori Yasuda
    • 雑誌名

      Information Security and Cryptology. Inscrypt 2021. Lecture Notes in Computer Science. Springer,

      巻: 13007 ページ: 235-250

    • DOI

      10.1007/978-3-030-88323-2_12

    • ISBN
      9783030883225, 9783030883232
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Strong Converse for Distributed Source Coding with Encryption Using Correlated Keys2021

    • 著者名/発表者名
      Yasutada Oohama, Bagus Santoso
    • 雑誌名

      2021 IEEE Information Theory Workshop (ITW)

      巻: IEEE 2021 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/itw48936.2021.9611414

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] MinRank Based Three-Pass Identification Scheme with Half Cheating Probability2021

    • 著者名/発表者名
      Bagus Santoso, Yasuhiko Ikematsu, Shuhei Nakamura, Takanori Yasuda
    • 雑誌名

      Proceeding of Computer Security Symposium 2021

      巻: CSS 2021 ページ: 847-854

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Revisiting the IND-CPA Security of LWE Encryption Scheme2021

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Arai, Bagus Santoso, Kaoru Takemure
    • 雑誌名

      IEICE Tech. Rep.

      巻: 120 ページ: 271-276

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Generalization of Isomorphism of Polynomials with Two Secrets and Its Application to Public Key Encryption2020

    • 著者名/発表者名
      Bagus Santoso
    • 雑誌名

      PQCrypto 2020

      巻: LNCS 12100 ページ: 340-359

    • DOI

      10.1007/978-3-030-44223-1_19

    • ISBN
      9783030442224, 9783030442231
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Achieving Pairing-Free Aggregate Signatures using Pre-Communication between Signers2020

    • 著者名/発表者名
      Kaoru Takemure、Yusuke Sakai、Bagus Santoso 、Goichiro Hanaoka 、Kazuo Ohta
    • 雑誌名

      ProvSec 2020

      巻: LNCS 12505 ページ: 65-84

    • DOI

      10.1007/978-3-030-62576-4_4

    • NAID

      130008081795

    • ISBN
      9783030625757, 9783030625764
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Information Theoretic Security for Broadcasting of Two Encrypted Sources under Side-Channel Attacks †2019

    • 著者名/発表者名
      Bagus Santoso, Yasutada Oohama
    • 雑誌名

      Entropy

      巻: 21 号: 8 ページ: 781-781

    • DOI

      10.3390/e21080781

    • 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] Information Theoretic Security for Shannon Cipher System under Side-Channel Attacks †2019

    • 著者名/発表者名
      Bagus Santoso, Yasutada Oohama
    • 雑誌名

      Entropy

      巻: 21 号: 5 ページ: 469-469

    • DOI

      10.3390/e21050469

    • 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] Secrecy Amplification of Distributed Encrypted Sources with Correlated Keys using Post-Encryption-Compression2019

    • 著者名/発表者名
      Bagus Santoso and Yasutada Oohama
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Information Forensics and Security

      巻: 印刷中 号: 11 ページ: 3042-3056

    • DOI

      10.1109/tifs.2019.2907464

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A New Identification Scheme based on Syndrome Decoding Problem with Provable Security against Quantum Adversaries2019

    • 著者名/発表者名
      Bagus Santoso, Chunhua Su
    • 雑誌名

      J. UCS

      巻: 25 ページ: 294-307

    • 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 Family of Isomorphism of Polynomials and Its Application to Public Key Encryption Scheme2019

    • 著者名/発表者名
      Bagus Santoso
    • 雑誌名

      IEICE Technical Report

      巻: 118, No. 478 ページ: 33-38

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 任意の環におけるイデアル格子問題に基づいた本人確認方式2019

    • 著者名/発表者名
      竹牟禮 薫, バグス サントソ
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 118, No.478 ページ: 39-44

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Entanglement Between Hash Encodings and Signatures from ID Schemes with Non-binary Challenges: A Case Study on Lightweight Code-Based Signatures2018

    • 著者名/発表者名
      Bagus Santoso, Taiyo Yamaguchi and Tomoyuki Ohkubo
    • 雑誌名

      Information Security Practice and Experience - 14th International Conference, ISPEC 2018, Tokyo, Japan, September 25-27, 2018, Proceedings. Proceedings.

      巻: LNCS 11125 ページ: 248-262

    • DOI

      10.1007/978-3-319-99807-7_15

    • ISBN
      9783319998060, 9783319998077
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A New Three-Pass Code-based Zero-Knowledge Identification Scheme with Cheating Probability of Exactly Half2018

    • 著者名/発表者名
      Bagus Santoso and Taiyo Yamaguchi
    • 雑誌名

      International Symposium on Information Theory and Its Applications, ISITA 2018

      巻: - ページ: 394-398

    • DOI

      10.23919/isita.2018.8664299

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Post Encryption Compression with Affine Encoders for Secrecy Amplification in Distributed Source Encryption with Correlated Keys2018

    • 著者名/発表者名
      Bagus Santoso and Yasutada Oohama
    • 雑誌名

      International Symposium on Information Theory and Its Applications, ISITA 2018

      巻: - ページ: 737-741

    • DOI

      10.23919/isita.2018.8664297

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Information Theoretical Analysis of Side-Channel Attacks to the Shannon Cipher System2018

    • 著者名/発表者名
      Yasutada Oohama and Bagus Santoso
    • 雑誌名

      2018 IEEE International Symposium on Information Theory, ISIT 2018, Vail, CO, USA, June 17-22, 2018

      巻: - ページ: 581-585

    • DOI

      10.1109/isit.2018.8437666

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Extension of Easy-to-Understand Structure for Chosen-Ciphertext-Attack Security from Decisional Diffie-Hellman Assumption2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ueda and Bagus Santoso
    • 雑誌名

      IEICE Technical Report

      巻: 118, No. 212 ページ: 43-50

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 部分ラテン方陣完成問題に基づいたカードベース対話証明プロトコル2024

    • 著者名/発表者名
      谷口太一 バグス サントソ
    • 学会等名
      2024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
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 新たなNP困難な Morphism of Polynomials 問題に基づいた本人確認方式2023

    • 著者名/発表者名
      横田 明卓,竹牟禮 薫, Bagus Santoso
    • 学会等名
      Symposium on Cryptography and Information Security (SCIS) 2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 帰着ロスを考慮したパラメタの下でより効率的な2ラウンド多重署名方式2023

    • 著者名/発表者名
      Kaoru Takemure, Yusuke Sakai, Bagus Santoso, Goichiro Hanaoka, Kazuo Ohta
    • 学会等名
      Symposium on Cryptography and Information Security (SCIS) 2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] New Post-Quantum Digital Signature Scheme based on MinRank Problem2022

    • 著者名/発表者名
      Bagus Santoso, Yasuhiko Ikematsu, Shuhei Nakamura, Takanori Yasuda
    • 学会等名
      2022 Symposium on Cryptography and Information Security (SCIS 2022)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] MinRank Based Three-Pass Identification Scheme with Half Cheating Probability2021

    • 著者名/発表者名
      Bagus Santoso, Yasuhiko Ikematsu, Shuhei Nakamura, Takanori Yasuda
    • 学会等名
      Computer Security Symposium 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] An Introduction to Provable Secure Post-Quantum Cryptography2020

    • 著者名/発表者名
      Bagus Santoso
    • 学会等名
      IEICE (QIT)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Shannonワンタイムパッド暗号に置ける秘匿性の必要十分条件の再考察2020

    • 著者名/発表者名
      Issei Wada、Bagus Santoso
    • 学会等名
      2020 暗号と情報セキュリティシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 事前通信モデルにおけるペアリングを用いない集約署名2020

    • 著者名/発表者名
      竹牟禮 薫、坂井 祐介、Bagus Santoso、花岡 悟一郎、太田 和夫
    • 学会等名
      2020 Symposium on Cryptography and Information Security
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 単純な構造をもった公開鍵暗号方式の単純化2020

    • 著者名/発表者名
      上田 大輔、Bagus Santoso
    • 学会等名
      2020 暗号と情報セキュリティシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Measuring Security of Symmetric Encryption Schemes Against On-the-Fly Side-Channel Key-Recovery Attacks2019

    • 著者名/発表者名
      Bagus Santoso, Yasutada Oohama, Chunhua Su
    • 学会等名
      Network and System Security - NSS 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Secure Broadcasting of Two Encrypted Sources under Side-Channel Attacks2019

    • 著者名/発表者名
      Bagus Santoso, Yasutada Oohama
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Information Theory, ISIT 2019,
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Post-Quantum Cryptography for Internet of Things (IoT): Next Generation Cryptography for Next Generation Network2019

    • 著者名/発表者名
      Bagus Santoso
    • 学会等名
      ECTI-UEC-AI2019
    • 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] Quantum Communications, Quantum Computers and Cryptography2019

    • 著者名/発表者名
      Bagus Santoso
    • 学会等名
      The 14th Honjo International Scholarship Foundation (HISF) Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A New Family of Isomorphism of Polynomials and Its Applications to Public Key Encryption Scheme2019

    • 著者名/発表者名
      Bagus Santoso
    • 学会等名
      2019 Symposium on Cryptography and Information Security
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Another Look at One-More Discrete Logarithm Problem in Generic Model2019

    • 著者名/発表者名
      Bagus Santoso and Kazuo Ohata
    • 学会等名
      2019 Symposium on Cryptography and Information Security
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 符号ベース暗号方式と多変数多項式ベース暗号方式を組み合わせた暗号方式の構築法2019

    • 著者名/発表者名
      大久保 智之, バグス サントソ
    • 学会等名
      2019 Symposium on Cryptography and Information Security
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 任意の環におけるイデアル格子問題に基づいた本人確認方式2019

    • 著者名/発表者名
      竹牟禮 薫, バグス サントソ, 荒井 嵩博
    • 学会等名
      2019 Symposium on Cryptography and Information Security
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Code-based Identification Scheme with Security against Quantum Adversaries under Fully Concurrent Active Attacks2018

    • 著者名/発表者名
      Bagus Santoso
    • 学会等名
      Symposium on Information Theory and Its Applications (SITA) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Quantum Communications, Quantum Computers and Cryptography2018

    • 著者名/発表者名
      Bagus Santoso
    • 学会等名
      14th Honjo International Foundation Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] BAGUS SANTOSO

    • URL

      https://researchers.uec.ac.jp/search/detail?systemId=10274c35334f2657520e17560c007669&lang=ja

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] BAGUS SANTOSO

    • URL

      http://kjk.office.uec.ac.jp/Profiles/71/0007002/profile.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] BAGUS SANTOSO

    • URL

      http://kjk.office.uec.ac.jp/Profiles/71/0007002/prof_e.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2025-01-30  

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