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2017 年度 実施状況報告書

データ秘匿計算の具体的問題構造に基づく機能性・効率性向上

研究課題

研究課題/領域番号 17K00178
研究機関筑波大学

研究代表者

西出 隆志  筑波大学, システム情報系, 准教授 (70570985)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード暗号技術
研究実績の概要

現代,様々な情報を電子化して保存しコンピュータで処理することが可能であるが,そのデータの扱いやすさの反面,情報の窃盗や漏洩のリスクは増大し,適切な情報保護に対する要請は大きくなっている。本研究プロジェクトでは可能な限り情報を秘匿したまま処理可能とする様々な技術の開発や公平なデータ交換を実現するプロトコルの開発などに取り組んでいる。今回得られた主な成果は以下の内容となっている。
以前にパスワードを秘密にしたままクライアントとサーバが認証処理を行い,鍵共有を行う暗号プロトコルの提案を行った。しかしその処理の一部に脆弱性があることを発見し,その問題点の改良に取り組んだ。そして更なる安全性検証を行い,脆弱性の除去を行った。また暗号文を復号せずに演算処理を可能とする完全準同型暗号方式なるものがあるが,その中でも異なる鍵で暗号化されたデータ同士の演算を可能とする方式に着目した。その既存方式における暗号文同士の複数の演算処理の一部を結合することにより処理の効率化を試みた。また二人の参加者間で電子契約を公平に行う暗号プロトコルの構成にも取り組んだ。電子契約では二人の参加者それぞれが同時に公平に他方からの電子署名を得ようとする。単に電子署名データを送りあって交換するだけでは片方が署名データを持ち逃げすることが発生しうるため特別な仕組みが必要となる。ここではブロックチェーン機能を用い,両方の署名がある決められた期限内に揃ったときのみ両方の署名が有効となるようプロトコルを構成し,問題の解決を図った。またORAMと呼ばれるサーバにあるどのデータをアクセスしたかをサーバから秘匿する暗号プロトコルを再帰的に用い,データの登録を行う利用者のプライバシ情報を保護しながら,その利用者に関するデータの集計を可能とする方式の設計にも取り組んだ。

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

完全準同型暗号,ブロックチェーン,ORAMなどの調査を行い,今後更にブラッシュアップさせていくべき初期アイディアの提案に至っており,当初の目標を達成できている。

今後の研究の推進方策

完全準同型暗号方式の処理効率の向上に関しては当初期待したレベルの改善に到達できたかはまだはっきりしておらず,今後更なる検討が必要と考えている。また今後はガーブルド回路を用いたプログラム実行のアウトソース手法についても更に検討を深めていくことを想定している。

次年度使用額が生じた理由

今年度は基本方式の確立に精力を注力したため,性能評価測定作業に使用する実機の購入を次年度に行うことにした。そのため必要なマシン装置などの購入経費の未使用額が生じた。
今後はこれらの購入に充てる。また関連する国際会議への参加による追加の情報収集のための費用にも充てる。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Provably Secure Gateway Threshold Password-based Authenticated Key Exchange Secure against Undetectable On-line Dictionary Attack2017

    • 著者名/発表者名
      Yukou Kobayashi, Naoto Yanai, Kazuki Yoneyama, Takashi Nishide, Goichiro Hanaoka, Kwangjo Kim, Eiji Okamoto
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: Vol. E100--A, No. 12 ページ: 2991--3006

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Privacy-enhanced Access Log Management Mechanism in SSO Systems from Nominative Signatures2017

    • 著者名/発表者名
      Sanami Nakagawa, Keita Emura, Goichiro Hanaoka, Akihisa Kodate, Takashi Nishide, Eiji Okamoto, Yusuke Sakai
    • 雑誌名

      International Journal of Applied Cryptography

      巻: Vol. 3, No. 4 ページ: 394--406

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 秘密計算を用いた時系列情報の安全な集計方法2017

    • 著者名/発表者名
      奈良成泰, 天田拓磨, 西出隆志, 土井洋, 吉浦裕
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: Vol.58, No.9 ページ: 1464--1482

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Card-Based Protocols Using Regular Polygon Cards2017

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Shinagawa, Mizuki Takaaki, Jacob C.N. Schuldt, Koji Nuida, Naoki Kanayama, Takashi Nishide, Goichiro Hanaoka, Eiji Okamoto
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: Vol. E100-A, No. 9 ページ: 1900--1909

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identity-Based Key-Insulated Aggregate Signatures, Revisited2017

    • 著者名/発表者名
      Nobuaki Kitajima, Naoto Yanai, Takashi Nishide
    • 雑誌名

      Inscrypt

      巻: LNCS 10726 ページ: 141--156

    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-time Programs with Cloud Storage and Its Application to Electronic Money2017

    • 著者名/発表者名
      Takuya Kitamura, Kazumasa Shinagawa, Takashi Nishide, Eiji Okamoto
    • 雑誌名

      ACM International Workshop on ASIA Public-Key Cryptography

      巻: - ページ: 25--30

    • DOI

      10.1145/3055504.3055507

    • 査読あり
  • [学会発表] 準同型演算と暗号文拡張を同時に実行する動的な複数鍵完全準同型暗号2018

    • 著者名/発表者名
      小嶋陸大, 西出隆志
    • 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] クラウドワンタイムプログラムとその電子現金への応用2018

    • 著者名/発表者名
      北村拓也, 西出隆志
    • 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] 浮動小数点演算のための通信コストを削減したマルチパーティ計算2018

    • 著者名/発表者名
      天田拓磨, 奈良成泰, 西出隆志,吉浦裕
    • 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] ブロックチェーンを用いた電子契約プロトコル2017

    • 著者名/発表者名
      三島貴務,西出隆志
    • 学会等名
      情報通信システムセキュリティ研究会

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公開日: 2018-12-17  

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