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2022 年度 実績報告書

同種写像暗号に対する数理的技法による解読法の探求と計算量評価

研究課題

研究課題/領域番号 19K22847
研究機関立教大学

研究代表者

安田 雅哉  立教大学, 理学部, 教授 (30536313)

研究分担者 高島 克幸  早稲田大学, 教育・総合科学学術院, 教授 (70723964)
研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2023-03-31
キーワード同種写像暗号 / 楕円曲線 / 同種写像問題 / Deuring対応 / 耐量子計算機暗号
研究実績の概要

近年、超特異楕円曲線間の同種写像の列を利用した同種写像暗号は、量子計算機による暗号解読でも耐性のある耐量子計算機暗号技術(Post-Quantum Cryptography)の1つとして期待されている。同種写像暗号の本質的な安全性は、2つの同種な楕円曲線を結ぶ同種写像の列を具体的に計算する「同種写像問題」の計算量困難性に依存する。一方、楕円曲線の理論において、有限体上の超特異楕円曲線の全体集合と四元数環における極大整環の全体集合が1対1に対応するDeuring対応が知られている。研究成果として、超特異楕円曲線のDeuring対応下における四元数環上の同種写像問題を効率的に解くKohel-Lauter-Petit-Tignol(KLPT)アルゴリズムを改良すると共に、超特異楕円曲線のねじれ点の高速探索法を利用して、与えられたイデアルにDeuring対応する超特異楕円曲線を求める構成的Deuring対応計算の高速化に成功した。(近年、構成的Deuring対応計算は、超特異楕円曲線間の同種写像列を利用した署名方式など暗号構成において利用されている。)また、超特異楕円曲線において、同種写像問題と自己準同型環の計算問題は相互に帰着可能であることが知られている。全体の研究成果として、まず同種写像問題を解くための代数的アプローチを開発した。次に、超特異楕円曲線におけるDeuring計算の高速化と自己準同型環の計算アルゴリズムを整備すると共に、実際の計算機上での動作確認を行うことに成功した。これらの研究成果は、国内会議で発表すると共に、多数の査読付きの国際会議・国際雑誌にも採択された。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Introduction to algebraic approaches for solving isogeny path-finding problems2022

    • 著者名/発表者名
      Ryoya Fukasaku, Yasuhiko Ikematsu, Momonari Kudo, Masaya Yasuda, Kazuhiro Yokoyama
    • 雑誌名

      RIMS講究録別冊

      巻: B90 ページ: 169--184

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Counting superspecial Richelot isogenies by reduced automorphism groups2022

    • 著者名/発表者名
      Katsuyuki Takashima
    • 雑誌名

      RIMS講究録別冊

      巻: B90 ページ: 185--193

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 有限体上の通常楕円曲線の自己準同型環の生成元計算2023

    • 著者名/発表者名
      片山瑛, 安田雅哉
    • 学会等名
      日本応用数理学会第19回研究部会連合発表会 「数論アルゴリズムとその応用」
  • [学会発表] 超特異楕円曲線の自己準同型環計算の実装報告2023

    • 著者名/発表者名
      神戸祐太, 片山瑛, 相川勇輔, 石原侑樹, 安田雅哉, 横山和弘
    • 学会等名
      暗号と情報セキュリティシンポジウム(SCIS2023)
  • [学会発表] On the feasibility of computing constructive Deuring correspondence2022

    • 著者名/発表者名
      Yuta Kambe, Yasushi Takahashi, Masaya Yasuda, Kazuhiro Yokoyama
    • 学会等名
      Number-Theoretic Methods in Cryptology (NuTMiC 2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] 構成的Deuring対応の計算可能性について2022

    • 著者名/発表者名
      神戸祐太, 安田雅哉, 横山和弘
    • 学会等名
      日本応用数理学会2022年度年会「数論アルゴリズムとその応用」(JANT)セッション
  • [学会発表] ρ法による超特異同種写像グラフにおけるサイクル探索2022

    • 著者名/発表者名
      神戸祐太, 片山瑛, 相川勇輔, 安田雅哉, 横山和弘
    • 学会等名
      日本応用数理学会2022年度年会「数論アルゴリズムとその応用」(JANT)セッション
  • [学会発表] 有限体上の楕円曲線の積によるアーベル曲面のブラウアー群の位数計算2022

    • 著者名/発表者名
      片山瑛, 安田雅哉
    • 学会等名
      日本応用数理学会2022年度年会「数論アルゴリズムとその応用」(JANT)セッション
  • [学会発表] 同種写像グラフの数理と耐量子計算機暗号への応用2022

    • 著者名/発表者名
      高島克幸
    • 学会等名
      早稲田大学・整数論セミナー
  • [学会発表] 耐量子計算機暗号の進展2022

    • 著者名/発表者名
      高島克幸
    • 学会等名
      東京大学大学院数理科学研究科・情報数学セミナー
  • [図書] Theory and Applications of Supersingular Curves and Supersingular Abelian Varieties2022

    • 著者名/発表者名
      原下秀士, 工藤桃成, 高島克幸
    • 総ページ数
      219
    • 出版者
      RIMS講究録別冊(B90)

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公開日: 2023-12-25  

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