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信頼された実行環境を用いた関数型暗号の応用研究

研究課題

研究課題/領域番号 22K12034
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
研究機関東海大学

研究代表者

大東 俊博  東海大学, 情報通信学部, 教授 (80508127)

研究分担者 柿崎 淑郎  東海大学, 情報通信学部, 特任准教授 (30516224)
渡邉 英伸  広島大学, 情報メディア教育研究センター, 准教授 (80611631)
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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022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TEE / 関数型暗号 / 属性ベース暗号 / エッジコンピューティング / 形式検証 / 共通鍵暗号 / 情報システム
研究開始時の研究の概要

クラウドコンピューティング時代において,安全性を保ちつつアクセス制御や処理委託が可能な高機能暗号が注目されている.近年,Intel SGXに代表される信頼された実行環境(TEE)の利用を前提にして関数型暗号を実現する研究が発表されており,従来の関数型暗号の課題を解決できる研究成果も得られている.しかしながら,これらの研究では方式の提案および最低限の評価しか行われておらず,実システムにおいて関数型暗号を利用する際の課題についての検討は十分とは言えない.そこで本研究課題では,関数型暗号で利用可能な機能(関数)の制御やそれに使用する秘密鍵を利用者に適切に発行する仕組みについて検討する.

研究実績の概要

クラウドコンピューティング時代において,安全性を保ちつつアクセス制御や処理委託が可能な高機能暗号が注目されている.近年,Intel SGXに代表される信頼された実行環境(TEE)の利用を前提にして関数型暗号を実現する研究が発表されており,従来の関数型暗号の課題を解決できる研究成果も得られている.しかしながら,これらの研究では方式の提案および最低限の評価しか行われておらず,実システムにおいて関数型暗号を利用する際の課題についての検討は十分とは言えない.そこで本研究課題では,関数型暗号で利用可能な機能(関数)の制御やそれに使用する秘密鍵を利用者に適切に発行する仕組みについて検討する.
2023年度は昨年度に引き続き,TEEを用いた関数型暗号で扱う機能(関数)についての理解を深めるために,TEEの一種であるIntel SGXを用いて安全にデータを扱えるアプリケーションを検討を進めた.新たに検討した機能としては,サーバ上でのパスワード評価に関する応用,新生児体重経過記録の管理システムへの応用,グループ署名を用いた匿名認証応用などが挙げられる.
さらに,2022年度から検討しているIntel SGXを用いたセキュアなモジュラー型のエッジコンピューティング基盤の構築研究に関して,性能評価および形式検証による安全性評価を実施している.この方式は,基盤上の単機能のモジュールを関数と見立て,その安全な実行および複数組織対応属性ベース暗号(MA-ABE)を用いた利用権限の確認処理により,TEEを用いた関数型暗号を活用する基盤として活用可能と考えられる.MA-ABEの利用のための属性鍵の発行の仕組みとして,学術認証フェデレーションや学内システムと連携したシステムも試作し,性能評価をしている.
これらの研究成果は情報処理学会論文誌,国際会議AsiaJCIS 2023,東海大学紀要等で公表している.

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

2023年度に予定していた,利用者に対して認証した上で権限に対応する関数鍵を配布するというような認可を与える仕組みについてはIntel SGXを用いたセキュアなモジュラー型のエッジコンピューティング基盤の中で検討できており,学術認証フェデレーションを用いた組織間連携の認可の仕組みについても導入できたため.

今後の研究の推進方策

2024年度は研究成果の公表を中心に行い,実証実験等により社会へのフィードバックを目的とした活動も行う予定である.しかしながら,実証実験には学術認証フェデレーションの利用など所属大学の情報システム組織との調整が必要となることから,理解が得られず実施が困難になった場合には関数型暗号の機能の拡充やシステムの評価などに注力することとする.

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

    (12件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] 複数組織対応属性ベース暗号を用いたファイル共有システムの設計2024

    • 著者名/発表者名
      石橋 拓哉,鈴木 智也,大東 俊博,土田 光,金岡 晃,柿崎 淑郎,相原 玲二
    • 雑誌名

      東海大学紀要情報通信学部

      巻: 16 ページ: 11-20

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] アルゴリズム変換型共通鍵プロキシ再暗号化とその実装2023

    • 著者名/発表者名
      西平 侑磨、鈴木 達也、渡邉 英伸、大東 俊博
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 64 号: 9 ページ: 1241-1254

    • DOI

      10.20729/00227592

    • ISSN
      1882-7764
    • 年月日
      2023-09-15
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 複数組織対応属性ベース暗号を用いたファイル共有システムの実現可能性に関する考察2023

    • 著者名/発表者名
      石橋拓哉, 小林海, 大東俊博, 土田 光, 金岡 晃, 柿崎 淑郎, 相原玲二
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 64 号: 3 ページ: 670-686

    • DOI

      10.20729/00225261

    • ISSN
      1882-7764
    • 年月日
      2023-03-15
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of the Edge Computing Platform based on Modular Architecture using Intel SGX2023

    • 著者名/発表者名
      Nishihira Yuma、Ishibashi Takuya、Kakizaki Yoshio、Ohigashi Toshihiro、Watanabe Hidenobu、Kondo Tohru、Aibara Reiji
    • 雑誌名

      Proceedings of the 18th Asia Joint Conference on Information Security (AsiaJCIS 2023)

      巻: 無し ページ: 59-65

    • DOI

      10.1109/asiajcis60284.2023.00020

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Intel SGXを用いた新生児体重経過記録システムの提案と実装2024

    • 著者名/発表者名
      村瀬 友哉,森澤 辰哉,,西平 侑磨,大東 俊博,柿崎 淑郎
    • 学会等名
      2024年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 匿名FIDO認証の提案とその応用について2024

    • 著者名/発表者名
      尾川 龍一,加藤 大翔,江村 恵太,大東 俊博
    • 学会等名
      2024年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 複数組織対応属性ベース暗号を用いたファイル共有システムの鍵生成処理の実装と評価2024

    • 著者名/発表者名
      小松 蒼樹,鈴木 智也,石橋 拓哉,柿崎 淑郎,大東 俊博,土田 光,金岡 晃,相原 玲二
    • 学会等名
      情報処理学会第86回全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 複数組織対応属性ベース暗号を用いたファイル共有システムのアップロードマネージャーの実装と評価2024

    • 著者名/発表者名
      鈴木 智也,小松 蒼樹,石橋 拓哉,柿崎 淑郎,大東 俊博,土田 光,金岡 晃,相原 玲二
    • 学会等名
      情報処理学会第86回全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Intel SGXを用いた委託型パスワード評価システムの開発2024

    • 著者名/発表者名
      北山 武輝,西平 侑磨,金岡 晃,柿崎 淑郎,大東 俊博
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報通信システムセキュリティ(ICSS)研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Intel SGXを用いたモジュラー型エッジコンピューティング基盤の形式検証2023

    • 著者名/発表者名
      西平 侑磨,木村 隼人,大東 俊博
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報通信システムセキュリティ(ICSS)研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 鍵生成センタに対して安全な格子ベースIBEの実装評価2023

    • 著者名/発表者名
      江間 俊太郎,江村 恵太,大東 俊博
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報通信システムセキュリティ(ICSS)研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Intel SGXを用いたモジュラー型エッジコンピューティング基盤の提案および評価2023

    • 著者名/発表者名
      西平侑磨, 鈴木智也, 石橋拓哉, 柿崎淑郎, 大東俊博, 渡邉英伸, 近堂徹, 相原玲二
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告, 情報通信システムセキュリティ(ICSS)研究会
    • 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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