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計算代数手法による正標数の特殊な代数曲線に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K21026
補助金の研究課題番号 18H05836 (2018)
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金 (2019)
補助金 (2018)
審査区分 0201:代数学、幾何学、解析学、応用数学およびその関連分野
研究機関神戸市立工業高等専門学校

研究代表者

工藤 桃成  神戸市立工業高等専門学校, その他部局等, 講師 (10824708)

研究期間 (年度) 2018-08-24 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード代数幾何学 / 計算代数幾何 / 代数曲線 / 超特別曲線 / 最大曲線 / 正標数 / Hasse-Witt行列 / フロベニウス射 / フロベニウス写像 / コホモロジー群 / 超特異曲線 / 同種写像 / 計算代数 / 数式処理
研究開始時の研究の概要

数学とその応用分野において,曲線は古くから研究されてきた重要な研究対象であり,その中でも特に代数曲線は,主に代数幾何学・整数論と呼ばれる分野で研究されている図形である.
本研究では,特殊な代数曲線の探索・決定を目的としており,理論と計算の融合的なアプローチによって解決を目指している.
本研究で得られる特殊な代数曲線は,暗号・符号理論への応用可能性を併せ持ち,将来的には情報通信などへの応用が期待される.

研究成果の概要

代数曲線は主に代数幾何学・整数論の分野で古くから研究されている図形であり,暗号・符号理論などを含む情報通信分野への応用可能性が期待されている.
本研究では,そのような曲線の中でも超特別曲線・最大曲線に関する幾つかの問題に対し,理論と計算の融合的なアプローチによる研究を行い,解決に至った.特に,種数や標数と呼ばれるパラメータを具体的に決めたとき,これらの曲線の存在・非存在を明らかにすると共に,存在する場合にこれらの曲線をすべて求めることに成功した.
また,本研究の暗号理論への応用として,超特別(超特異)楕円曲線間の同種写像を高速に計算する手法を開発し,同種写像を利用した暗号の安全性評価にも貢献した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,超特別曲線・最大曲線と呼ばれる代数曲線について,種数と呼ばれるパラメータを固定したときに,上記曲線の存在・非存在性や数え上げに関する幾つかの問題の解決に取り組んだ.
本研究とその成果の学術的意義としては,先行研究では種数3以下の場合に多くの結果が得られていたのに対し,本研究では,これまで困難とされてきた種数4以上の場合を主に考察し結果が得られたという点で新規性が非常に高い.また,本研究では計算代数の手法を駆使している点で独自性が高い.
社会的意義としては,本研究で得られた曲線は暗号・符号理論において具体パラメータとして活用されうるという点で,情報通信分野などへの応用価値が期待される.

報告書

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

    (18件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Automorphism groups of superspecial curves of genus 4 over F112020

    • 著者名/発表者名
      Kudo Momonari、Harashita Shushi、Senda Hayato
    • 雑誌名

      Journal of Pure and Applied Algebra

      巻: 224 号: 9 ページ: 106339-106339

    • DOI

      10.1016/j.jpaa.2020.106339

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computational approach to enumerate non-hyperelliptic superspecial curves of genus 42020

    • 著者名/発表者名
      Kudo Momonari、Harashita Shushi
    • 雑誌名

      Tokyo Journal of Mathematics

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superspecial trigonal curves of genus 52020

    • 著者名/発表者名
      Kudo Momonari、Harashita Shushi
    • 雑誌名

      Experimental Mathematics

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the existence of superspecial and maximal nonhyperelliptic curves of genera four and five2019

    • 著者名/発表者名
      Kudo Momonari
    • 雑誌名

      Communications in Algebra

      巻: 47 号: 12 ページ: 5020-5038

    • DOI

      10.1080/00927872.2019.1609013

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superspecial Hyperelliptic Curves of Genus 4 over Small Finite Fields2018

    • 著者名/発表者名
      Kudo Momonari、Harashita Shushi
    • 雑誌名

      L. Budaghyan, F. Rodriguez-Henriquez (eds), Arithmetic of Finite Fields, WAIFI 2018, Lecture Notes in Computer Science

      巻: 11321 ページ: 58-73

    • DOI

      10.1007/978-3-030-05153-2_3

    • ISBN
      9783030051525, 9783030051532
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Computing representation matrices for the Frobenius on cohomology groups2019

    • 著者名/発表者名
      Kudo Momonari
    • 学会等名
      Effective Methods in Algebraic Geometry (MEGA2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Algebraic approaches for solving isogeny problems of prime power degrees2019

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Takahashi, Momonari Kudo, Yasuhiko Ikematsu, Masaya Yasuda, Kazuhiro Yokoyama
    • 学会等名
      MathCrypt 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Computational approaches to superspecial curves of genera 4 and 5 over finite fields2019

    • 著者名/発表者名
      Kudo Momonari
    • 学会等名
      Supersingular Abelian Varieties and Related Arithmetic
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 代数多様体のコホモロジー群へのフロベニウス作用を計算するアルゴリズム2019

    • 著者名/発表者名
      工藤桃成
    • 学会等名
      日本数式処理学会第28回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 同種写像問題に対する代数的求解法の解析と計算量評価2019

    • 著者名/発表者名
      高橋康、工藤桃成、池松泰彦、安田雅哉、横山和弘
    • 学会等名
      日本応用数理学会2019年年会「数論アルゴリズムとその応用」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Superspecial curves of genera four and five2019

    • 著者名/発表者名
      工藤桃成
    • 学会等名
      第6回代数幾何学研究集会-宇部-
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Superspecial trigonal curves of genus five2019

    • 著者名/発表者名
      工藤桃成、原下秀士
    • 学会等名
      日本数学会2019年年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Superspecial Hyperelliptic Curves of Genus 4 over Small Finite Fields2018

    • 著者名/発表者名
      Kudo Momonari、Harashita Shushi
    • 学会等名
      International Workshop on the Arithmetic of Finite Fields (WAIFI2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Superspecial Trigonal Curves of Genus 52018

    • 著者名/発表者名
      工藤桃成、原下秀士
    • 学会等名
      日本応用数理学会2018年年会 「数論アルゴリズムとその応用」(JANT) セッション
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] Automorphisms of superspecial curves

    • URL

      https://sites.google.com/view/m-kudo-official-website/english/code/kudo-harashita-senda-comp

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] Computation of the Frobenius on cohomology groups

    • URL

      https://sites.google.com/view/m-kudo-official-website/english/code/comp_frobenius

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] Data base of superspecial curves of genus 4

    • URL

      http://www2.math.kyushu-u.ac.jp/~m-kudo/Ssp-curves-genus-4.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] Computation for superspecial trigonal curves

    • URL

      http://www2.math.kyushu-u.ac.jp/~m-kudo/kudo-harasita-comp-trigonal.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-08-27   更新日: 2024-03-26  

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