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ブロックチェーンにおけるプライバシーを保護した認証の提案とその実装

研究課題

研究課題/領域番号 22K12027
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60070:情報セキュリティ関連
研究機関広島大学

研究代表者

中西 透  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (50304332)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードプライバシー保護 / 認証 / ブロックチェーン / プライバシー / 匿名認証
研究開始時の研究の概要

オープンに情報管理するブロックチェーンでは,ユーザのプライバシー保護が問題となるため,匿名認証技術が近年盛んに研究されている.本研究では,パーミッションド型ブロックチェーンおよびパーミションレス型ブロックチェーンそれぞれに対応した匿名認証を実現するために,それらの実用化に際して必要となる機能をもつ効率的な方式を提案し,実装によりその実用性を評価する. さらに,そのベースとなる匿名認証技術やゼロ知識証明技術の検討も行う.

研究実績の概要

ブロックチェーンでは,オープンに情報にアクセスできるため,ユーザのプライバシー保護が問題となる.そこで,IDを秘匿しながら正規ユーザかを確認できる 匿名認証技術が近年盛んに研究されている.ブロックチェーンは,パーミッションレス型とパーミッションド型に分かれる.パーミッションレス型では,参加ノードがオープンであり誰でもが参加できる.一方,パーミッションド型では,参加者が許可された者のみに限定される.本研究では,パーミッションド型ブロックチェーンに対応した匿名認証方式に対して,その実用化において必要となるユーザ失効法を実現する.また,パーミッションレス型ブロックチェーンに対応した効率的なブラックリスト型失効法,および匿名ユーザの信頼性が計測可能な匿名評価システムに対して効率化した方式を提案する.さらに,ブロックチェーンにおける匿名認証の応用についても検討する.
本年度は,パーミッションレス型において,ユーザ数に対してlogオーダーの署名サイズとなるDualRingと呼ばれるリング署名をベースとしてブラックリスト型失効を実現した匿名認証方式について,安全性の定式化および安全性証明を行なった.また,匿名評価システムに対しても,信頼できる公開パラメータ生成を必要としない方式について,DualRingをベースとすることによりlogオーダーの認証データサイズとなる方式の構築を行ない,プロトタイプ実装による評価を行った.
匿名認証の応用として,有向グラフに対する署名を効率的にゼロ知識する方式を構築して,プロトタイプ実装により大規模なグラフにも対応できることを示した.さらに,発行者名を秘匿可能な匿名認証方式に対して,発行者の属性情報を認証できる手法や効率的な失効法も構築した.これら方式は,パーミッションド型における属性ベース匿名認証への応用が検討できる.

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

パーミッションレス型匿名認証に対するブラックリスト型失効法については,方式の構築,効率評価に加えて,安全性の定式化と証明まで行なっており,その論文がIEICE英文論文誌(A)に採録されている.
また,匿名評価システムについても,DualRingをベースとして効率化を行っており,その性能がプロトタイプ実装により確認できている.
さらに,ブロックチェーンにおける匿名認証の応用についても,新しい属性ベース方式の構築ができている.
以上のことから,順調に研究が進行しているといえる.

今後の研究の推進方策

パーミッションレス型匿名認証について,信頼できる公開パラメータ生成を必要としない方式の検討を進めるとともに,それを発展させて,パーミッションレス型での属性ベースの匿名認証をDualRingをベースとして効率化した方式の検討を進めたい.
これらの実装評価とともに,零知識証明などの要素技術や属性ベース匿名認証への応用も含めて最新研究をレビューし,比較検討も進めていきたい.

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] University of Asia Pacific(バングラデシュ)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Short DL-Based Blacklistable Ring Signatures from DualRing2024

    • 著者名/発表者名
      NAKANISHI Toru、IRIBOSHI Atsuki、IMAI Katsunobu
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E107.A 号: 3 ページ: 464-475

    • DOI

      10.1587/transfun.2023TAP0008

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2024-03-01
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Efficient Revocable Delegatable Anonymous Credential System Using an Accumulator2022

    • 著者名/発表者名
      Nasima Begum, Toru Nakanishi
    • 雑誌名

      Journal of Information Processing

      巻: 30 号: 0 ページ: 706-717

    • DOI

      10.2197/ipsjjip.30.706

    • ISSN
      1882-6652
    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] Zero-Knowledge Proofs of Connectivity for Labeled Directed Graphs Using Bilinear-Map Accumulator2023

    • 著者名/発表者名
      Takuma Yoshioka, Toru Nakanishi, and Teruaki Kitasuka
    • 学会等名
      CANDAR 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 発行元を秘匿可能な属性ベース匿名認証における発行元属性検証機能の追加2023

    • 著者名/発表者名
      濱田 裕太, 中西 透, 北須賀 輝明
    • 学会等名
      コンピュータセキュリティシンポジウム2023 (CSS2023)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Short DL-based Blacklistable Ring Signatures from DualRing2022

    • 著者名/発表者名
      Toru Nakanishi, Atsuki Iriboshi, Katsunobu Imai
    • 学会等名
      CANDAR 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非中央集権的ブラックリスト型匿名認証システムにおけるDualRingを用いた認証データサイズの削減2022

    • 著者名/発表者名
      入星敦輝,中西透,今井克暢
    • 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] 信頼できる鍵生成を必要としない非中央集権型匿名評価システムの提案2022

    • 著者名/発表者名
      吾郷佳昭, 中西透 , 今井勝喜
    • 学会等名
      コンピュータセキュリティシンポジウム2022(CSS2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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