• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

多変数連立方程式の求解困難性を基にした耐量子暗号の安全性評価

研究課題

研究課題/領域番号 19K20266
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
研究機関九州大学

研究代表者

池松 泰彦  九州大学, マス・フォア・インダストリ研究所, 助教 (40833570)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード耐量子計算機暗号 / 多変数多項式暗号 / MinRank問題 / グレブナー基底 / 暗号理論 / 多変数多項式公開鍵暗号 / 応用数学
研究開始時の研究の概要

量子コンピュータに耐性のある暗号(耐量子暗号)の研究を行う。耐量子暗号の候補として格子暗号・符号暗号などがあるが、その中、多変数多項式公開鍵暗号(MPKC)は、高速な処理性能を有し、署名長が短いという優れた利点を持つ。それだけでなく、いくつかの暗号プロトコル(UOV, HFEv-)は20年間も破られておらず、耐量子暗号の実用化・標準化の有力な候補となっている。しかし、安全性パラメータの設定に必要である詳細かつ正確な安全性解析は十分であるとは言い難い。そこで本研究では、MPKCの安全性を測るグレブナー基底攻撃・ランク攻撃の精密な解析を行う。

研究成果の概要

多変数連立方程式の求解困難性を基にした多変数多項式暗号(MPKC)における安全性解析を行った。特に、グレブナー基底攻撃・ランク攻撃の精密な評価を目指し、NIST PQC標準化計画に関連する方式を含めた様々な多変数多項式暗号の解析を行なった。その結果、いくつかの方式の脆弱性を発見したり、新たな攻撃手法に基づいた安全性評価を提案した。さらに、その過程で得られた結果を用いて、署名方式、ID方式などの提案を行なった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

多変数多項式暗号は連立二次方程式の求解困難性を利用した耐量子計算機暗号の一つであり、量子コンピュータ時代における次世代暗号として必要不可欠な技術となっている。本研究課題で提案した方式や安全性解析手法により、安心・安全な耐量子計算機暗号の実用化に貢献できれば、量子コンピュータ時代の暗号基盤を支える重要な要素となり、社会に与えるインパクトは大きい。

報告書

(6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
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Revisiting the security analysis of SNOVA2024

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiko Ikematsu, Rika Akiyama
    • 雑誌名

      APKC2024

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A survey on small public key signature schemes derived from UOV signature scheme2024

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiko Ikematsu
    • 雑誌名

      Mathematical Foundations for Post-Quantum Cryptography, Mathematics for Industry, Springer

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Revisiting the security analysis of SNOVA2024

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiko Ikematsu, Rika Akiyama
    • 雑誌名

      2024 Symposium on Cryptography and Information Security

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] A New Security Analysis Against MAYO and QR-UOV Using Rectangular MinRank Attack2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Furue, Yasuhiko Ikematsu
    • 雑誌名

      Proceedings of IWSEC 2023

      巻: LNCS 14128 ページ: 101-116

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 韓国PQC標準化計画(KpqC)で提案されたMQ-Signの安全性解析2023

    • 著者名/発表者名
      池松 泰彦, Hyungrok Jo, 安田 貴徳
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: Vol.123, No.129, ISEC2023-31 ページ: 113-118

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] A security analysis on MQ-Sign2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiko Ikematsu, Hyungrok Jo, Takanori Yasuda
    • 雑誌名

      Proceedings of the 24th World Conference on Information Security Applications

      巻: LNCS 14402 ページ: 40-51

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A New Analysis of the Kipnis-Shamir Method Solving the MinRank Problem2023

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Nakamura, Yasuhiko Ikematsu, Yacheng Wang
    • 雑誌名

      IEICE Transaction on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences (Special Section on Cryptography and Information Security)

      巻: E106-A No.3

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recent progress in the security evaluation of multivariate public-key cryptography2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiko Ikematsu, Shuhei Nakamura, Tsuyoshi Takagi
    • 雑誌名

      IET Information Security

      巻: Vol.17, Issue 2 ページ: 210-226

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lattice-Based Public Key Cryptosystems Invoking Linear Mapping Mask2022

    • 著者名/発表者名
      Yuntao Wang, Yasuhiko Ikematsu, Takanori Yasuda
    • 雑誌名

      Proceedings of ProvSec 2022

      巻: LNCS13600 ページ: 88-104

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [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

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 13007 ページ: 235-250

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] New complexity estimation on the Rainbow-Band-Separation attack2021

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Nakamura, Yasuhiko Ikematsu, Yacheng Wang, Tsuyoshi Takagi
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 896 ページ: 1-18

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A New Variant of Unbalanced Oil and Vinegar Using Quotient Ring: QR-UOV2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Furue, Yasuhiko Ikematsu, Yutaro Kiyomura, Tsuyoshi Takagi
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 13093 ページ: 187-217

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Security analysis on an El-Gamal-like multivariate encryption scheme based on a generalization of IP2S problem2021

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

      Symposium on Cryptography and Information Security (SCIS2021)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Public Key Cryptosystems Combining Lattice and Multivariate Polynomial2021

    • 著者名/発表者名
      Yuntao Wang, Yasuhiko Ikematsu, Takanori Yasuda
    • 雑誌名

      Symposium on Cryptography and Information Security (SCIS2021)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Revisiting the Minrank Problem on Multivariate Cryptography2020

    • 著者名/発表者名
      Yacheng Wang, Yasuhiko Ikematsu, Shuhei Nakamura, Tsuyoshi Takagi
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 12583 ページ: 291-307

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hybrid Meet-in-the-Middle Attacks for the Isogeny Path-Finding Problem2020

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiko Ikematsu, Ryoya Fukasaku, Momonari Kudo, Masaya Yasuda, Katsuyuki Takashima, Kazuhiro Yokoyama
    • 雑誌名

      Proceedings of the 7th ACM Workshop on ASIA Public-Key Cryptography

      巻: - ページ: 36-44

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cryptanalysis of Giophantus(TM) Schemes against Hybrid Attack2020

    • 著者名/発表者名
      Yuntao Wang, Yasuhiko Ikematsu, Koichi Akiyama, Tsuyoshi Takagi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 7th ACM Workshop on ASIA Public-Key Cryptography

      巻: - ページ: 28-35

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Structual Attack on Bloch-Anti-Circulant UOV at SAC 20192020

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Furue, Koha Kinjo, Yasuhiko Ikematsu, Yacheng Wang, Tsuyoshi Takagi
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 12100 ページ: 323-339

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Revisiting the security analysis of SNOVA2024

    • 著者名/発表者名
      池松泰彦
    • 学会等名
      2024 Symposium on Cryptography and Information Security (SCIS2024)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Revisiting the security analysis against 2F method2023

    • 著者名/発表者名
      池松泰彦
    • 学会等名
      第 19 回日本応用数理学会研 究部会連合発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 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
    • 学会等名
      ISITA 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] A study of the Kipnis-Shamir approach against the Rainbow signature scheme2022

    • 著者名/発表者名
      池松泰彦
    • 学会等名
      Symposium on Cryptography and Information Security (SCIS2022)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Rainbow署名方式に付随するMinRank問題について2022

    • 著者名/発表者名
      池松泰彦
    • 学会等名
      日本応用数理学会第18回研究部会連合発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 多変数多項式暗号の最近の進展について2021

    • 著者名/発表者名
      池松泰彦
    • 学会等名
      金沢暗号理論勉強会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Security Analysis on an ElGamal-like Multivariate Encryption Scheme Based on Isomorphism of Polynomials2021

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiko Ikematsu
    • 学会等名
      Inscrypt2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A study on randomness used in signature generation of UOV2021

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiko Ikematsu
    • 学会等名
      The 7th International Conference on Mathematics and Computing (ICMC2021)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Security analysis on an El-Gamal-like multivariate encryption scheme based on a generalization of IP2S problem2021

    • 著者名/発表者名
      池松 泰彦
    • 学会等名
      Symposium on Cryptography and Information Security (SCIS2021)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 耐量子計算機暗号におけるグレブナー基底攻撃の計算量評価について2020

    • 著者名/発表者名
      池松 泰彦
    • 学会等名
      日本数式処理学会第29回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] A Vulnerability on an Efficient Signature Generation Using Precomputation for UOV2020

    • 著者名/発表者名
      池松 泰彦
    • 学会等名
      コンピュータセキュリティシンポジウム2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Hybrid meet-in-the-middle attacks for the isogeny path-finding problem2020

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiko Ikematsu
    • 学会等名
      The 7th ACM ASIA Public-Key Cryptography Workshop (APKC 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 同種写像パス探索問題に対する中間一致攻撃のハイブリッド手法2020

    • 著者名/発表者名
      池松泰彦
    • 学会等名
      Symposium on Cryptography and Information Security (SCIS2020)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Hybrid meet-in-the-middle attacks for the isogeny path-finding problem2020

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiko Ikematsu
    • 学会等名
      The 12th Workshop among Asian Information Security Labs (WAIS 2020)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] On the First Fall Degrees of Small Field Type MPKCs2020

    • 著者名/発表者名
      中村周平、池松泰彦、王亜成
    • 学会等名
      Symposium on Cryptography and Information Security (SCIS2020)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Cryptanalysis of Giophantus(TM) Schemes against Hybrid Attack2020

    • 著者名/発表者名
      Yuntao Wang、Yasuhiko Ikematsu、Koichiro Akiyama、Tsuyoshi Takagi
    • 学会等名
      Symposium on Cryptography and Information Security (SCIS2020)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] A Structural Attack on Block-Anti-Circulant UOV at SAC 20192020

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Furue、Koha Kinjo、Yasuhiko Ikematsu、Yacheng Wang、Tsuyoshi Takagi
    • 学会等名
      Symposium on Cryptography and Information Security (SCIS2020)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] A Hybrid Method for Solving the Minrank Problem2019

    • 著者名/発表者名
      Yacheng Wang, Yasuhiko Ikematsu, Shunhei Nakamura, Tsuyoshi Takagi
    • 学会等名
      コンピュータセキュリティシンポジウム2019 (CSS2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-11-20  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi