| 研究課題/領域番号 |
21K21292
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
1001:情報科学、情報工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 北海道科学大学 |
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研究代表者 |
杉尾 信行 北海道科学大学, 工学部, 准教授 (40907846)
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| 研究期間 (年度) |
2021-08-30 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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| キーワード | 積分攻撃 / ＫＡＳＵＭＩ / 暗号解読 / 混合整数線形計画法 / 共通鍵暗号 / KASUMI |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，移動体通信網の世界標準暗号である共通鍵暗号ＫＡＳＵＭＩに対し，積分攻撃に対する安全性を明らかにする．具体的には，混合整数線形計画法（ＭＩＬＰ）を応用した１ビット単位での詳細な積分特性の探索を行い，どの様な積分特性が得られるか解明する．また，得られた積分特性を用いて共通鍵暗号ＫＡＳＵＭＩの積分攻撃に対する安全性を明らかにする事で，移動体通信サービスの安全性評価に貢献する．
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| 研究成果の概要 |
本研究は，移動体通信サービスの標準暗号ＫＡＳＵＭＩに対し，積分攻撃への安全性を明らかにする事を目的とする．
本研究は，Ｓ－ｂｏｘのビット単位分割属性の伝搬特性を解析すると共に，混合整数線形計画法を用いて従来型ビット単位分割属性による積分特性探索を行う手法を新たに開発した．続いて，Ｓ７－ｂｏｘのＭＩＬＰモデルと前述の手法を組合せ，4.5段の積分特性が存在する事を明らかにした．また，得られた積分特性を用いて7段縮小版のＫＡＳＵＭＩが秘密鍵の総当たり攻撃よりも効率的に解読出来る事を示した．ＫＡＳＵＭＩの標準仕様は８段である為，ＫＡＳＵＭＩは積分攻撃に対して安全性を有する事を明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
暗号の安全性が低下すると，通話や通信内容の盗聴や改竄の脅威が現実的となり，日本国民が移動体通信サービスを安全に利用することが困難になる．
本研究成果によって，7段縮小版のＫＡＳＵＭＩが秘密鍵の総当たり攻撃よりも効率的に解読可能であることを示した．ＫＡＳＵＭＩの標準仕様段数は８段である為，ＫＡＳＵＭＩは積分攻撃に対して安全性を有している事が明らかとなり，日本国民が移動体通信サービスを安心して使うことが可能である．また，移動体通信サービスは日本だけでなく，世界中で利用されている為，移動体通信サービスで使用される暗号アルゴリズムの安全性を評価した本研究成果は社会的に大変意義があるものである．
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