| 研究課題/領域番号 |
18K11304
|
|---|
| 研究機関 | 法政大学 |
|---|
研究代表者 |
尾花 賢 法政大学, 情報科学部, 教授 (70633600)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| キーワード | マルチパーティ計算 / 非対話型プロトコル / 通信量削減 |
|---|
| 研究実績の概要 |
非対話型マルチパーティ計算(以下NIMPCと記す)の理論的，実用的発展に向けて，今年度はLビット出力の任意の関数に対する効率的なNIMPCの構成法を実現した．提案方式は，昨年度提案した乱数サイズの少ない indicator 関数をベースに構成したものであり，ユーザ数を n，全ユーザの入力サイズを |X| と表記した時に，(4・n+2)・L・|X| ビットの乱数で任意の関数に対する NIMPC を実現できる．従来の同様なアプローチによる構成法では (n+1)・L・L・|X| ビットの乱数が必要であったことから，従来方式と比較して乱数サイズを漸近的に L 分の 1 に削減することに成功している．
また，NIMPCについて，定められたプロトコルに従わない不正者に耐性のある方式の構築に関しては，関数の出力結果に加え，関数の出力結果のハッシュ値を NIMPC で計算する方式の検討を行なった．特定の性質を満足するハッシュ関数を利用し，最終出力結果とハッシュ値が整合するか否かを確認する処理を追加することにより，不正者が存在しない場合の NIMPC の２枚程度のオーバーヘッド(乱数サイズ，通信サイズの増加)で不正者の検知か可能となる一定の目処が付いたと考えている．
さらに本研究では，生体情報を秘匿したまま生体認証を行う際に ユーザ間の通信を削減するためのプロトコルの改良や，小型ロケットや小型人工衛星と基地局間の通信を安全に行う際に通信を行う二者間の通信を削減するためのプロトコルやモデルの提案等を行った．特に，小型ロケットや小型人工衛星と基地局間の通信においてユーザ間のインタラクションを極力排除しつつ，通信の機密性と完全性を保証する方式のプロトタイプは，国内初の民間ロケットに実験装置として搭載し，実際に宇宙空間での飛行という過酷な環境でも問題なく利用できることを確認した．
|
| 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
プロトコルの上界の改善に関しては，当初の予定通り，最良の乱数サイズを達成している方式よりも効率のよいプロトコルの提案を行い，当初の目的を達成することができた．今年度提案した indicator 関数に対する NIMPC から任意の関数に対して NIMPC を構成する方式は，必要な乱数サイズが従来方式 の 1/L となるという実用上のインパクトのみならず，indicator 関数の NIMPC を実現する任意の方式から，任意の関数に対する NIMPC を実現する一般的構成法(Generic Construction)を示した初めての結果であり，理論的意義も大きい方式となっている.また，昨年度設計した indicator 関数に対する NIMPC 同様，indicator 関数の NIMPC から任意の関数に対する NIMPC を実現する変換法においても方式の構成に強ユニバーサルハッシュ関数族と呼ばれる暗号技術を用いている．暗号プロトコル構築の強力なツールである強ユニバーサルハッシュ関数族のアプリケーションがさらに開拓されたことも暗号理論の発展において興味深い成果であるといえる．
ユーザの不正を防止する非対話型マルチパーティ計算に関しても，ハッシュ関数を用いることで大きなオーバーヘッドなしに不正を防止できる目処がついたため，次年度は，不正に対して安全な方式の具体的な設計を行っていく予定である．
また，ユーザ間の通信を可能な限り削減するいくつかの実用的なプロトコルの提案に関しても，国内初の民間ロケットにプロトタイプ実装を行うなど大きな成果を創出しており，次年度以降も引き続き検討していきたいと考えている．
|
| 今後の研究の推進方策 |
非対話型マルチパーティ計算で必要とされる乱数サイズの上界の改善に関しては，現状得られている方式の効率をさらに改善できるかどうかを検討していく．具体的には，現在，任意の関数に対する NIMPC を実現するためにハッシュ関数の出力を要素とするベクトル空間を導入しているが，このベクトル空間の次元を半分程度に削減できる可能性があるため，ベクトル空間の次元削減の安全性への影響について慎重に検討を行う予定である．
ユーザの不正を防止可能な非対話型マルチパーティ計算に関しては，本年度検討した関数の出力と出力のハッシュ値を共に NIMPC で計算する方式に関して検討を行い，ハッシュ関数に求められるより詳細な要件や，入力を知らずにハッシュ値をシミュレートするという一見困難に見える技術的障壁を強ユニバーサルハッシュ関数の性質により超えることができるかどうかを詳細に検討する予定である．
さらに，ユーザ間の通信を可能な限り削減する実用的な暗号プロトコルに関しても，秘匿生体認証，ロケット・衛星向け通信などのモデルにおいて新たなプロトコルを設計していく予定である．特にロケット・衛星向け通信に関しては，宇宙空間で想定される機器の故障にも耐性を有するような鍵管理方式について検討を行なっていきたいと考えている．
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
非対話型マルチパーティ計算の理論的解析を主に行ったため，実証のための計算機環境整備の予算の消費額が予定よりも少なくなった．次年度に本年度考案した方式の実現可能性について検討するための計算環境を整備する予定である.
|
