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確率的性能評価に基づく超高速な格子基底簡約アルゴリズム設計法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 18K18054
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分60070:情報セキュリティ関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

照屋 唯紀  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究員 (20636972)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード格子暗号 / 格子基底簡約 / 統計 / パラメトリック推定 / Gram-Charlier A型級数展開 / 暗号技術 / 格子
研究成果の概要

サンプリングアルゴリズムの動作がランダムネス仮定で説明できるか調査した.SVP Challengeなどの格子を使用して実験を行なった範囲では,説明できることがわかった.この得られた結果に基づき,効率的なアルゴリズムを構築するための道具として,ランダムネス仮定を利用してサンプリングアルゴリズムの性能を確率的に推定する方法を構築した.これは入力からGram-Charlier級数展開を利用して出力される格子ベクトルの長さの確率分布を推定できる.そしてこの方法の推定誤差を理論的に解析し,SVP Challenge格子を用いた数値実験により実際に精度良く推定できることを確認した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

格子暗号は耐量子計算機暗号の有力候補である.その安全性は格子問題の困難性が根拠である.代表的な格子問題である最短ベクトル問題は,格子の次元数の増加に対して求解困難性が指数関数的に増大する.しかし,次元数を大きくし過ぎると実用性が喪失する.よって,可能な限り高速な求解法を構築し,その性能を精密に推定することで,安全性と効率性のバランスが取れた次元数を明らかにする必要がある.本研究では,高速な求解法を構築するための部品である格子のサンプリングアルゴリズムの性能を確率的に高精度および高効率に推定する新しい方法を構築した.これにより,安全かつ実用的な格子暗号の実現に一定の貢献ができたと考えられる.

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (1件)

すべて 2019

すべて 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Efficient Estimation of Number of Short Lattice Vectors in Search Space under Randomness Assumption2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshitatsu Matsuda, Tadanori Teruya, Kenji Kashiwabara
    • 学会等名
      The 6th ACM ASIA Public-Key Cryptography Workshop (APKC 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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