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共通鍵暗号技術の古典・量子安全性解析

研究課題

研究課題/領域番号 20K11675
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

岩田 哲  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (90344837)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 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)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード共通鍵暗号 / 安全性解析 / 古典的攻撃 / 量子攻撃
研究開始時の研究の概要

共通鍵暗号技術はデータの暗号化や認証に用いられる基盤技術であり、高い安全性と計算効率を有する方式の開発が望まれている。量子コンピュータの開発が活発に進められている中で、これが実現された際の共通鍵暗号技術の安全性への影響は解明しきれていない。本研究では、ポスト量子コンピュータ時代にも適した共通鍵暗号技術の開発に向け、主要な共通鍵暗号技術として暗号学的置換、ブロック暗号、利用モード等を取り上げ、これらの安全性解析を古典的攻撃と、量子攻撃の両方の観点から行う。

研究成果の概要

本研究は量子コンピュータ時代にも適した共通鍵暗号技術の開発に向け、主要な共通鍵暗号技術を取り上げ、これらの安全性解析を古典的攻撃と、量子攻撃の両方の観点から行うものである。主な成果として、tweakableブロック暗号を構成要素として用いた一般化Feistel暗号の古典的攻撃に対する安全性を解析した。繰り返し回数と安全性との関連を明らかにするとともに、秘密鍵の鍵長と安全性のトレードオフを明らかにした。また、Sum of Even-Mansour擬似ランダム関数、ディスクセクタ暗号Adiantum等の方式に対し、量子攻撃に対する安全性を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

古典的攻撃に対し高い安全性と計算効率を兼ね備えた共通鍵暗号技術の設計は重要な研究課題であり、本研究のブロック暗号の構成に関する成果は、この課題に対する一定の解を与えている。また、量子コンピュータが実現された際の共通鍵暗号技術の安全性への影響は解明しきれていない、という課題があった。本研究の量子安全性、量子攻撃に関する成果は、この課題に対する一定の解を与えている。

報告書

(5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
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Feistel Ciphers Based on a Single Primitive2024

    • 著者名/発表者名
      Kento Tsuji and Tetsu Iwata
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E107.A 号: 8 ページ: 1229-1240

    • DOI

      10.1587/transfun.2024EAP1006

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2024-08-01
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generalized Feistel Structures Based on Tweakable Block Ciphers2022

    • 著者名/発表者名
      Nakaya Kazuki and Iwata Tetsu
    • 雑誌名

      IACR Transactions on Symmetric Cryptology

      巻: 2022(4) ページ: 24-91

    • DOI

      10.46586/tosc.v2022.i4.24-91

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantum attacks on Sum of Even-Mansour pseudorandom functions2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Shinagawa and Tetsu Iwata
    • 雑誌名

      Information Processing Letters

      巻: 173 ページ: 106172-106172

    • DOI

      10.1016/j.ipl.2021.106172

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] On the (im)possibility of improving the round diffusion of generalized Feistel structures2022

    • 著者名/発表者名
      Kyoji Shibutania and Tetsu Iwata
    • 雑誌名

      Information Processing Letters

      巻: 174 ページ: 106197-106197

    • DOI

      10.1016/j.ipl.2021.106197

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Indifferentiability of SKINNY-HASH Internal Functions2021

    • 著者名/発表者名
      Akinori Hosoyamada and Tetsu Iwata
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E104.A 号: 9 ページ: 1156-1162

    • DOI

      10.1587/transfun.2020DMP0005

    • NAID

      130008081873

    • 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 / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Provably Quantum-Secure Tweakable Block Ciphers2021

    • 著者名/発表者名
      Akinori Hosoyamada and Tetsu Iwata
    • 雑誌名

      IACR Transactions on Symmetric Cryptology

      巻: 2021(1) ページ: 337-377

    • DOI

      10.46586/tosc.v2021.i1.337-377

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Beyond-Birthday-Bound Secure Cryptographic Permutations from Ideal Ciphers with Long Keys2020

    • 著者名/発表者名
      Ryota Nakamichi and Tetsu Iwata
    • 雑誌名

      IACR Transactions on Symmetric Cryptology

      巻: 2020(2) ページ: 68-92

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Tweakableブロック暗号を用いたType-2一般化Feistel暗号の安全性の再検討2024

    • 著者名/発表者名
      辻健斗,岩田哲
    • 学会等名
      2024年暗号と情報セキュリティシンポジウム,SCIS 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] EMEに対する古典偽造・平文回復攻撃と量子攻撃への応用2024

    • 著者名/発表者名
      栗原昂汰,岩田哲
    • 学会等名
      2024年暗号と情報セキュリティシンポジウム,SCIS 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Tweakableブロック暗号を用いたType-1, Type-2一般化Feistel構造に対する識別攻撃2023

    • 著者名/発表者名
      辻健斗,岩田哲
    • 学会等名
      電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] CMCに対する量子偽造・平文回復攻撃2023

    • 著者名/発表者名
      栗原昂汰,岩田哲
    • 学会等名
      電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Feistel Ciphers Based on a Single Primitive2023

    • 著者名/発表者名
      Kento Tsuji and Tetsu Iwata
    • 学会等名
      IMACC 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 単一のIdeal Cipherを用いた暗号学的置換の安全性2023

    • 著者名/発表者名
      辻健斗,岩田哲
    • 学会等名
      2023年暗号と情報セキュリティシンポジウム,SCIS 2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] XCBv2の部分鍵を利用した量子偽造・平文回復攻撃2023

    • 著者名/発表者名
      栗原昂汰,岩田哲
    • 学会等名
      2023年暗号と情報セキュリティシンポジウム,SCIS 2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Tweakableブロック暗号を用いたType-2 Feistel暗号の改良2023

    • 著者名/発表者名
      中家一輝,岩田哲
    • 学会等名
      2023年暗号と情報セキュリティシンポジウム,SCIS 2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Sub-Block Dividingを用いたType-2一般化Feistel構造に対するMILPによるActive S-box数解析2023

    • 著者名/発表者名
      岡﨑雅哉,岩田哲
    • 学会等名
      電子情報通信学会ISEC研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Tweakableブロック暗号を用いた6ブロックのType-2 Feistel暗号の改良2022

    • 著者名/発表者名
      中家一輝,岩田哲
    • 学会等名
      電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] カウンタと単一鍵のtweakableブロック暗号を用いたブロック暗号の安全性2022

    • 著者名/発表者名
      辻健斗,岩田哲
    • 学会等名
      電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Google Adiantumに対するShorのアルゴリズムを用いた量子線形化攻撃2022

    • 著者名/発表者名
      栗原昂汰,岩田哲
    • 学会等名
      電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 複数SP層からなるF関数を用いたType-2一般化Feistel構造のMILPによるActive S-box数解析2022

    • 著者名/発表者名
      岡﨑雅哉,岩田哲
    • 学会等名
      電子情報通信学会ISEC研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Google Adiantumに対する量子攻撃2022

    • 著者名/発表者名
      栗原 昂汰,岩田 哲
    • 学会等名
      2022年暗号と情報セキュリティシンポジウム,SCIS 2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 単一鍵のTweakableブロック暗号を用いたブロック暗号の安全性2022

    • 著者名/発表者名
      辻 健斗,岩田 哲
    • 学会等名
      2022年暗号と情報セキュリティシンポジウム,SCIS 2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] PMACrx:ベクトル入力をサポートする高安全なメッセージ認証コード2022

    • 著者名/発表者名
      笠原 颯登,岩田 哲
    • 学会等名
      2022年暗号と情報セキュリティシンポジウム,SCIS 2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] On Tight Quantum Security of HMAC and NMAC in the Quantum Random Oracle Model2021

    • 著者名/発表者名
      Akinori Hosoyamada and Tetsu Iwata
    • 学会等名
      CRYPTO 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ForkSkinnyに対するMILPを用いた差分パス探索2021

    • 著者名/発表者名
      岡崎 雅哉,佐々木 悠,岩田 哲
    • 学会等名
      電子情報通信学会ISEC研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Tweakableブロック暗号を用いた4ブロックのType-2 Feistel暗号2021

    • 著者名/発表者名
      中家一輝,岩田哲
    • 学会等名
      電子情報通信学会ISEC研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Quantum Security of Feistel Ciphers2020

    • 著者名/発表者名
      Tetsu Iwata
    • 学会等名
      ProvSec 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Google Adiantumに対する識別,偽造,平文回復攻撃2020

    • 著者名/発表者名
      土生亮,岩田哲
    • 学会等名
      電子情報通信学会ISEC研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Sum of Even-Mansour擬似ランダム関数に対する量子攻撃2020

    • 著者名/発表者名
      品川和生,岩田哲
    • 学会等名
      電子情報通信学会ISEC研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Sum of Even-Mansour擬似ランダム関数の一般化と量子攻撃耐性評価2020

    • 著者名/発表者名
      品川和生,岩田哲
    • 学会等名
      電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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