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2018 年度 実績報告書

代表的な耐量子暗号に対する格子理論に基づく安全性解析

研究課題

研究課題/領域番号 17H06571
研究機関東京大学

研究代表者

高安 敦  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 助教 (00808082)

研究期間 (年度) 2017-08-25 – 2019-03-31
キーワード耐量子暗号 / 格子暗号 / 安全性解析 / LWE問題 / BKZアルゴリズム
研究実績の概要

現在実用化されているRSA暗号や楕円曲線暗号などの公開鍵暗号方式は、量子計算機が完成すれば、多項式時間で破れてしまうことがわかっている。それを踏まえ、量子計算機にも耐性のある耐量子公開鍵暗号方式の実用化は、暗号理論研究における喫緊の課題である。その代表的な候補として、格子暗号がある。格子公開鍵暗号の安全性は、learning with errors(LWE)問題と関連があり、量子計算機でも解くのが困難だと考えられている。そのため、これまで様々な格子公開鍵暗号方式が提案されている。
格子公開鍵暗号方式はこれまで数多く提案されているものの、その実用化に関しては、超えるべき大きな壁がある。それは実装する際の具体的なパラメータがわかっていないということである。耐量子公開鍵暗号方式の実用化に向けて、近年LWE問題を解くアルゴリズムの開発が活発に行われているが、LWE問題の困難性を決定するパラメータには、格子の次元・ノイズの大きさ・法の大きさ・サンプル数などのパラメータが複合的に絡み合っており、全ての場合を包含するような安全性解析を行うのは困難である。さらに、従来はベクトル空間より一様分布でサンプルしていたパラメータを、近年の研究では、効率的な実装のために特殊な分布よりサンプルする方式などが現れ、その安全性を見積もるのはより困難になっている。
我々は、これまでLWE問題を解くための手法であるKannanの埋め込み法とBai-Galbraithの埋め込み法を一般化し、このような様々なパラメータに対して、包括的に安全性を議論できる枠組みを提案した。我々の結果は、個別に扱う必要のあったLWE問題の困難性解析において包括的な議論を可能にしたうえ、あるパラメータにおいては、既存のアルゴリズムより効率的にLWE問題を解けることを示した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Explicit Relation between Low-dimensional LLL-reduced Bases and Shortest Vectors2020

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Matsuda、Atsushi Takayasu、Tsuyoshi Takagi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamental of Electronics, Communications, and Computer Sciences

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimated Cost for Solving Generalized Learning with Errors Problem via Embedding Techniques2018

    • 著者名/発表者名
      Wang Weiyao、Wang Yuntao、Takayasu Atsushi、Takagi Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Advances in Information and Computer Security

      巻: 11049 ページ: 87~103

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/978-3-319-97916-8_6

    • 査読あり
  • [学会発表] 少ないサンプル数のLWE問題に対するkannanの埋め込み法の挙動評価2019

    • 著者名/発表者名
      井上晶登
    • 学会等名
      暗号と情報セキュリティシンポジウム
  • [学会発表] Estimated Cost for Solving Generalized Learning with Errors Problem via Embedding Techniques2018

    • 著者名/発表者名
      Weiyao Wang
    • 学会等名
      International Workshop on Security
    • 国際学会
  • [学会発表] A New Embedding Method for Generalized LWE2018

    • 著者名/発表者名
      Weiyao Wang
    • 学会等名
      情報セキュリティ研究会

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公開日: 2019-12-27  

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