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A Study on Combinatorial Traitor Tracing Schemes for Broadcast Encryption

研究課題

研究課題/領域番号 21K13830
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分12030:数学基礎関連
研究機関九州大学

研究代表者

顧 玉杰  九州大学, システム情報科学研究院, 助教 (50898731)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードsecure code / list decoding / probabilistic method / dynamic traitor tracing / fingerprinting / copyright protection / traitor tracing / code rate / decoding algorithm / fingerprinting code / multimedia IPP code / collusion attack / dynamic tracing / Broadcast Encryption / Traitor Tracing / Key Assignment Scheme / Combinatorial Method / Identifying Algorithm
研究開始時の研究の概要

Digital media plays a key role in our daily life. Protection against digital content copyright violation is an important but difficult challenge. The traitor tracing method provides an effective way to resist collusion attacks of illegal key redistribution for broadcast encryption. The objective of this project is to analyze and construct traitor tracing key assignment schemes using combinatorial methods, and to build efficient tracing algorithms by virtue of coding-theoretic techniques.

研究実績の概要

Traitor tracing is a mathematical approach for protecting the copyright of digital content against collusion attacks. This project studies combinatorial secure codes for traitor tracing, with a particular focus on exploring their largest code rate and efficient identification algorithms. The obtained results are as follows: 1) A new unified concept of secure codes with list decoding (SCLDs) is proposed by integrating the idea of list decoding into secure codes with complete traceability; 2) Bounds on the largest code rate of SCLDs are derived via the probabilistic method; 3) A two-step decoding algorithm is established for SCLDs, which outperforms known fingerprinting codes in efficiency; 4) A two-stage dynamic framework is proposed for dynamic traitor tracing; 5) New bounds on the largest code rate of binary multimedia IPP codes are established; 6) Several combinatorial and algebraic constructions are developed for SCLDs.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

The project is being conducted as planned and is progressing smoothly. New results on the largest code rate, explicit constructions, and decoding algorithms for secure codes with list decoding have been established as desired. These results have been summarized for publication in domestic and international conferences and journals.

今後の研究の推進方策

Based on the obtained results, we will further explore the trade-off between the code rate and decoding efficiency of secure codes for traitor tracing using combinatorial and information-theoretical techniques.

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 10件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 7件、 招待講演 6件)

  • [国際共同研究] Technical University of Munich(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Shandong University(中国)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Waterloo(カナダ)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Skoltech(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Shanghai Normal University(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Tel Aviv University(イスラエル)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Secure Codes With List Decoding2024

    • 著者名/発表者名
      Gu Yujie、Vorobyev Ilya、Miao Ying
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Information Theory

      巻: 70 号: 4 ページ: 2430-2442

    • DOI

      10.1109/tit.2023.3301037

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Bounds for Binary Multimedia Codes with the Identifiable Parent Property2023

    • 著者名/発表者名
      Yang Hongna、Gu Yujie、Zhang Yiwei
    • 雑誌名

      Proceedings of 2023 IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT)

      巻: 1 ページ: 2434-2439

    • DOI

      10.1109/isit54713.2023.10206524

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cayley sum graphs and their applications to codebooks2023

    • 著者名/発表者名
      Satake Shohei、Gu Yujie
    • 雑誌名

      Designs, Codes and Cryptography

      巻: 91 号: 4 ページ: 1315-1333

    • DOI

      10.1007/s10623-022-01152-x

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bounds on the Capacity of Private Information Retrieval Over Graphs2023

    • 著者名/発表者名
      Sadeh Bar、Gu Yujie、Tamo Itzhak
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Information Forensics and Security

      巻: 18 ページ: 261-273

    • DOI

      10.1109/tifs.2022.3220034

    • 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] Explicit Non-malleable Codes from Bipartite Graphs2023

    • 著者名/発表者名
      Satake Shohei、Gu Yujie、Sakurai Kouichi
    • 雑誌名

      WAIFI 2022: Arithmetic of Finite Fields

      巻: 13638 ページ: 221-236

    • DOI

      10.1007/978-3-031-22944-2_14

    • ISBN
      9783031229435, 9783031229442
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Secure codes with list decoding2022

    • 著者名/発表者名
      Gu Yujie、Vorobyev Ilya、Miao Ying
    • 雑誌名

      2022 IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT)

      巻: - ページ: 2350-2355

    • DOI

      10.1109/isit50566.2022.9834783

    • 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] On the Information-Theoretic Security of Combinatorial All-or-Nothing Transforms2022

    • 著者名/発表者名
      Gu Yujie、Akao Sonata、Esfahani Navid Nasr、Miao Ying、Sakurai Kouichi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Information Theory

      巻: 68 号: 10 ページ: 6904-6914

    • DOI

      10.1109/tit.2022.3174008

    • 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] Combinatorial secure codes for copyright protection and related problems2022

    • 著者名/発表者名
      Jinping Fan、Yujie Gu、Ying Miao
    • 雑誌名

      SCIENTIA SINICA Mathematica

      巻: 53 号: 2 ページ: 123-123

    • DOI

      10.1360/ssm-2022-0079

    • 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] On the Security Properties of Combinatorial All-or-nothing Transforms2022

    • 著者名/発表者名
      Gu Yujie、Akao Sonata、Esfahani Navid Nasr、Miao Ying、Sakurai Kouichi
    • 雑誌名

      2022 IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT)

      巻: - ページ: 1447-1452

    • DOI

      10.1109/isit50566.2022.9834366

    • 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] Secure codes with two-stage traitor tracing2022

    • 著者名/発表者名
      Yujie Gu
    • 雑誌名

      暗号と情報セキュリティシンポジウム 予稿集

      巻: - ページ: 1-3

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Signature codes for weighted binary adder channel and multimedia fingerprinting2021

    • 著者名/発表者名
      Fan Jinping; Gu Yujie; Hachimori Masahiro; Ying Miao
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Information Theory

      巻: 67 号: 1 ページ: 200-216

    • DOI

      10.1109/tit.2020.3033445

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strongly separable matrices for nonadaptive combinatorial group testing2021

    • 著者名/発表者名
      Fan Jinping; Fu Hung-Lin; Gu Yujie; Miao Ying; Shigeno Maiko
    • 雑誌名

      DISCRETE APPLIED MATHEMATICS

      巻: 291 ページ: 180-187

    • DOI

      10.1016/j.dam.2020.11.022

    • 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] On Compressed Sensing Matrices Breaking the Square-Root Bottleneck2021

    • 著者名/発表者名
      Satake Shohei、Gu Yujie
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE Information Theory Workshop

      巻: - ページ: 416-420

    • DOI

      10.1109/itw46852.2021.9457623

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bounds on the Capacity of PIR over Graphs2021

    • 著者名/発表者名
      Sadeh Bar、Gu Yujie、Tamo Itzhak
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE International Symposium on Information Theory

      巻: - ページ: 1913-1918

    • DOI

      10.1109/isit45174.2021.9518086

    • 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] On the Non-Adaptive Zero-Error Capacity of the Discrete Memoryless Two-Way Channel2021

    • 著者名/発表者名
      Gu Yujie、Shayevitz Ofer
    • 雑誌名

      Entropy

      巻: 23 号: 11 ページ: 1518-1518

    • DOI

      10.3390/e23111518

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] Combinatorial secure codes for traitor tracing2023

    • 著者名/発表者名
      Yujie Gu
    • 学会等名
      The ninth Canadian Discrete and Algorithmic Mathematics Conference (CanaDAM)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 著作権保護のための組合せ論2023

    • 著者名/発表者名
      顧玉杰
    • 学会等名
      実験計画法と関連する組合せ構造および統計教育
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Bounds for Binary Multimedia Codes with the Identifiable Parent Property2023

    • 著者名/発表者名
      Yang Hongna、Gu Yujie、Zhang Yiwei
    • 学会等名
      2023 IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Secure codes with list decoding2022

    • 著者名/発表者名
      Yujie Gu
    • 学会等名
      電子情報通信学会 研究会 IT EMM
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On the security properties of combinatorial all-or-nothing transforms2022

    • 著者名/発表者名
      Yujie Gu, Sonata Akao, Navid Nasr Esfahani, Ying Miao, Kouichi Sakurai
    • 学会等名
      2022 IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Secure codes with list decoding2022

    • 著者名/発表者名
      Yujie Gu, Ilya Vorobyev, and Ying Miao
    • 学会等名
      2022 IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Private Information Retrieval Meets Graph Based Replication Systems2022

    • 著者名/発表者名
      Yujie Gu
    • 学会等名
      名古屋組合せ論セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Private information retrieval over graphs2022

    • 著者名/発表者名
      Yujie Gu
    • 学会等名
      第21回情報科学技術フォーラム (FIT2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Privacy Protection in Information Retrieval via Graph Edge Colorings2022

    • 著者名/発表者名
      Yujie Gu
    • 学会等名
      Data Science Institute, Shandong University
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A mathematical study of copyright protection2022

    • 著者名/発表者名
      Yujie Gu
    • 学会等名
      Asian Deans' Forum 2022 - The Rising Stars Women in Engineering Workshop
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 組み合わせ AONT の安全性に関するエントロピー解析2022

    • 著者名/発表者名
      赤尾 奏名汰, 顧 玉杰, 櫻井 幸一
    • 学会等名
      暗号と情報セキュリティシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Secure codes with two-stage traitor tracing2022

    • 著者名/発表者名
      顧 玉杰
    • 学会等名
      暗号と情報セキュリティシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] On compressed sensing matrices breaking the square-root bottleneck2021

    • 著者名/発表者名
      Shohei Satake and Yujie Gu
    • 学会等名
      IEEE Information Theory Workshop
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bounds on the capacity of PIR over graphs2021

    • 著者名/発表者名
      Bar Sadeh, Yujie Gu, and Itzhak Tamo
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Information Theory
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] グラフ理論に基づく頑健性符号の構成2021

    • 著者名/発表者名
      佐竹 翔平, 顧 玉杰, 櫻井 幸一
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 悉無律を満たす組み合わせ変換の情報理論的安全性に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      赤尾 奏名汰, 顧 玉杰, 櫻井 幸一
    • 学会等名
      第44回情報理論とその応用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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