カードベース暗号の発展

• 研究課題/領域番号: 26330001
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 情報学基礎理論
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 水木 敬明 東北大学, サイバーサイエンスセンター, 准教授 (90323089)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014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: カードベース暗号 / 暗号系

研究成果の概要

カードベース暗号とは，トランプカードのような物理的なカード組を用いて，秘密計算等の暗号機能を実現するものである。本研究の主要な成果は，様々な効率的なカードベース暗号プロトコルを構築したこと，プロトコルに必要なカード枚数の下界を与えたこと，いくつかのシャッフルの実装方法を提案したこと，カードベース暗号を教育へ応用したこと等であり，これらを通してカードベース暗号の研究分野の発展を牽引した。

研究成果

• [雑誌論文] Computational Model of Card-Based Cryptographic Protocols and Its Applications (2017)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Mizuki and Hiroki Shizuya
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences 巻: E100.A 号: 1 ページ: 3-11
  • DOI: 10.1587/transfun.E100.A.3
  • NAID: 130005180847
  • ISSN: 0916-8508, 1745-1337
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Necessary and Sufficient Numbers of Cards for Securely Computing Two-Bit Output Functions (2017)
  • 著者名/発表者名: Danny Francis, Syarifah Ruqayyah Aljunid, Takuya Nishida, Yu-ichi Hayashi, Takaaki Mizuki, and Hideaki Sone
  • 雑誌名: Mycrypt 2016, Lecture Notes in Computer Science 巻: 印刷中
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Card-Based Protocols for Securely Computing the Conjunction of Multiple Variables (2016)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Mizuki
  • 雑誌名: Theoretical Computer Science 巻: 622 ページ: 34-44
  • DOI: 10.1016/j.tcs.2016.01.039
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Secure Computation Protocols Using Polarizing Cards (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa Shinagawa, Takaaki Mizuki, Jacob C.N. Schuldt, Koji Nuida, Naoki Kanayama, Takashi Nishide, Goichiro Hanaoka, and Eiji Okamoto
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences 巻: E99.A 号: 6 ページ: 1122-1131
  • DOI: 10.1587/transfun.E99.A.1122
  • NAID: 130005154234
  • ISSN: 0916-8508, 1745-1337
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Efficient and Secure Multiparty Computations Using a Standard Deck of Playing Cards (2016)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Mizuki
  • 雑誌名: CANS 2016, Lecture Notes in Computer Science 巻: 10052 ページ: 484-499
  • DOI: 10.1007/978-3-319-48965-0_29
  • ISBN: 9783319489643, 9783319489650
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] How to Implement a Random Bisection Cut (2016)
  • 著者名/発表者名: Itaru Ueda, Akihiro Nishimura, Yu-ichi Hayashi, Takaaki Mizuki, and Hideaki Sone
  • 雑誌名: TPNC 2016, Lecture Notes in Computer Science 巻: 10071 ページ: 58-69
  • DOI: 10.1007/978-3-319-49001-4_5
  • ISBN: 9783319490007, 9783319490014
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] カード組を用いた秘密計算 (2016)
  • 著者名/発表者名: 水木敬明
  • 雑誌名: 電子情報通信学会 基礎・境界ソサイエティ Fundamentals Review 巻: 9 号: 3 ページ: 179-187
  • DOI: 10.1587/essfr.9.3_179
  • NAID: 130005117712
  • ISSN: 1882-0875
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Securely Computing Three-Input Functions with Eight Cards (2015)
  • 著者名/発表者名: Takuya Nishida, Yu-ichi Hayashi, Takaaki Mizuki, and Hideaki Sone
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences 巻: E98.A 号: 6 ページ: 1145-1152
  • DOI: 10.1587/transfun.E98.A.1145
  • NAID: 130005071832
  • ISSN: 0916-8508, 1745-1337
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Secure Multi-Party Computation Using Polarizing Cards (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa Shinagawa, Takaaki Mizuki, Jacob Schuldt, Koji Nuida, Naoki Kanayama, Takashi Nishide, Goichiro Hanaoka, and Eiji Okamoto
  • 雑誌名: IWSEC 2015, Lecture Notes in Computer Science 巻: 9241 ページ: 281-297
  • DOI: 10.1007/978-3-319-22425-1_17
  • ISBN: 9783319224244, 9783319224251
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Efficient Card-based Protocols for Generating a Hidden Random Permutation without Fixed Points (2015)
  • 著者名/発表者名: Rie Ishikawa, Eikoh Chida, and Takaaki Mizuki
  • 雑誌名: UCNC 2015, Lecture Notes in Computer Science 巻: 9252 ページ: 215-226
  • DOI: 10.1007/978-3-319-21819-9_16
  • ISBN: 9783319218182, 9783319218199
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Multi-party Computation with Small Shuffle Complexity Using Regular Polygon Cards (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa Shinagawa, Takaaki Mizuki, Jacob C. N. Schuldt, Koji Nuida, Naoki Kanayama, Takashi Nishide, Goichiro Hanaoka, and Eiji Okamoto
  • 雑誌名: ProvSec 2015, Lecture Notes in Computer Science 巻: 9451 ページ: 127-146
  • DOI: 10.1007/978-3-319-26059-4_7
  • ISBN: 9783319260587, 9783319260594
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Five-Card Secure Computations Using Unequal Division Shuffle (2015)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Nishimura, Takuya Nishida, Yu-ichi Hayashi, Takaaki Mizuki, Hideaki Sone
  • 雑誌名: TPNC 2015, Lecture Notes in Computer Science 巻: 9477 ページ: 109-120
  • DOI: 10.1007/978-3-319-26841-5_9
  • ISBN: 9783319268408, 9783319268415
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Card-Based Protocols for Any Boolean Function (2015)
  • 著者名/発表者名: Takuya Nishida, Yu-ichi Hayashi, Takaaki Mizuki, and Hideaki Sone
  • 雑誌名: TAMC 2015, Lecture Notes in Computer Science 巻: 9076 ページ: 110-121
  • DOI: 10.1007/978-3-319-17142-5_11
  • ISBN: 9783319171418, 9783319171425
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Pile-Shifting Scrambleで実現可能な二状態不均一シャッフルに関する考察 (2017)
  • 著者名/発表者名: 西村明紘, 林優一, 水木敬明, 曽根秀昭
  • 学会等名: 2017年暗号と情報セキュリティシンポジウム(SCIS2017)
  • 発表場所: ロワジールホテル那覇（沖縄県那覇市）
  • 年月日: 2017-01-24
• [学会発表] カードベース暗号の教育への応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 水木敬明
  • 学会等名: 電子情報通信学会情報セキュリティ研究会
  • 発表場所: 福井市地域交流プラザAOSSA（福井県福井市）
  • 年月日: 2016-11-07
• [学会発表] ランダム二等分割カットの安全な実行に関する考察 (2016)
  • 著者名/発表者名: 上田格, 西村明紘, 林優一, 水木敬明, 曽根秀昭
  • 学会等名: 電子情報通信学会情報セキュリティ研究会
  • 発表場所: 機械振興会館（東京都港区）
  • 年月日: 2016-09-02
• [学会発表] An Implementation of Non-Uniform Shuffle for Secure Multi-Party Computation (2016)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Nishimura, Yu-ichi Hayashi, Takaaki Mizuki, and Hideaki Sone
  • 学会等名: 3rd ACM International Workshop on ASIA Public-Key Cryptography (AsiaPKC '16)
  • 発表場所: Xi'an International Conference Center, Xi'an, China
  • 年月日: 2016-05-30
  • 国際学会
• [学会発表] 不均一な確率分布のシャッフル操作の実現に関する一考察 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村明紘, 林優一, 水木敬明, 曽根秀昭
  • 学会等名: 2016年暗号と情報セキュリティシンポジウム
  • 発表場所: ANAクラウンプラザホテル熊本ニュースカイ（熊本県・熊本市）
  • 年月日: 2016-01-22
• [学会発表] 変則的シャッフルを用いたカードベース暗号プロトコル (2015)
  • 著者名/発表者名: 西村明紘, 西田拓也, 林優一, 水木敬明, 曽根秀昭
  • 学会等名: 2015年電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 東北大学川内北キャンパス（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2015-09-10
• [学会発表] 市販トランプカードを用いた安全な計算について (2015)
  • 著者名/発表者名: 水木敬明
  • 学会等名: 電子情報通信学会情報セキュリティ研究会
  • 発表場所: 北九州市立大学
  • 年月日: 2015-03-03
• [学会発表] 正多角形カードを用いた秘密計算プロトコル (2015)
  • 著者名/発表者名: 品川和雅, 水木敬明, 縫田光司, 金山直樹, 西出隆志, 岡本栄司
  • 学会等名: 2015年暗号と情報セキュリティシンポジウム
  • 発表場所: リーガロイヤルホテル小倉
  • 年月日: 2015-01-20
• [学会発表] カード組を用いた不動点のない置換のランダム生成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石川理恵, 千田栄幸, 水木敬明
  • 学会等名: 電子情報通信学会情報セキュリティ研究会
  • 発表場所: 兵庫県立大学
  • 年月日: 2014-11-21