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2023 年度 実施状況報告書

情報科学応用のための分離行列圧縮技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K19773
研究機関横浜国立大学

研究代表者

四方 順司  横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 教授 (30345483)

研究分担者 小関 健太  横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 准教授 (10649122)
研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2025-03-31
キーワード分離行列 / グループテスト / データ圧縮
研究実績の概要

本研究は、情報科学の観点から現代社会における重要なテーマである、安全かつ効率的なデータ通信を可能とする軽量認証アルゴリズムの構築 、及び、病原菌や感染者を効率的に特定可能な集団検査アルゴリズムの構築に対して飛躍的に発展させることが目的である。これらアルゴリズムを同時に発展させるため、その構成の核となる数理構造として分離行列に着目し、分離行列に対する圧縮法の開発、及び、その圧縮限界の解明が本研究のめざす成果である。また、情報科学において、本研究成果が応用可能な他の課題について開拓することも計画する。
令和5年度は、上記の研究を進める上でのグループテストを実現する分離行列に関する更なる理論的解析を行った。また、関連する(ハイパー)グラフの数理構造の解析とその応用に関しても研究した。特に、確率的グループテストにおいて、ランダム部分集合エラー確率の概念を新しく導入し、既存の確率的グループテストアルゴリズムに対して、このエラー確率の上界を導いた。また、分離行列に基づくグループテストアルゴリズムの暗号・情報セキュリティ分野への応用の立場から、軽量認証暗号、アグリゲート署名、IDベース暗号等のシステム構成に応用できることを示した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

令和5年度は研究対象の分離行列やそれから自然に派生するグループテストアルゴリズムに関する理論的な解析を行い、それらの成果から様々な暗号・情報セキュリティ技術の構成に利用できることを示せたものの、分離行列の圧縮構造に対する解析は難航しており当初計画からやや遅れている。

今後の研究の推進方策

研究代表者と研究分担者が議論する機会を増やし、研究課題の解決を加速させる。また、研究代表者と研究分担者それぞれの専門分野における人的ネットワークを利用して、世界で本研究課題に関連する研究を行っている研究者と議論する機会を持ち、来年度において本研究課題の解決を図る。

次年度使用額が生じた理由

令和5年度は、机上での理論的な検討を主として行い、また大学における研究環境を有効に活用したため、最低限の物品費だけしか支出しなかった。また、当初計画よりも国際会議への参加が少なくなり、海外旅費が少なくなった。令和6年度は当初予定している経費の支出計画に加えて、研究成果発表のため国際会議旅費及び論文掲載費、関連研究の最先端情報を得るための経費に新たに計上して使用する計画である。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Bloomier Filters on 3-Hypergraphs2024

    • 著者名/発表者名
      Hyungrok Jo, Junji Shikata
    • 雑誌名

      Information Security Applications, Lecture Notes in Computer Science, Springer

      巻: 14402 ページ: 16-26

    • DOI

      10.1007/978-981-99-8024-6_2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 鍵圧縮及びデータ圧縮を可能にするプロキシ再認証方式2024

    • 著者名/発表者名
      松岡耀志朗, 知久奏斗, 原啓祐, 四方順司
    • 雑誌名

      電子情報通信学会, 信学技報, ISEC2023-82

      巻: 123 ページ: 52-59

  • [雑誌論文] Authenticated Encryption for Very Short Inputs2023

    • 著者名/発表者名
      Alexandre Adomnicai, Kazuhiko Minematsu, Junji Shikata
    • 雑誌名

      Topics in Cryptology, CT-RSA 2023, Lecture Notes in Computer Science, Springer

      巻: 13871 ページ: 553-572

    • DOI

      10.1007/978-3-031-30872-7_21

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Spanning Tree with at Most k Leaves in a K_{1, p}-Free Graph2023

    • 著者名/発表者名
      Kenta Ozeki, Masao Tsugaki
    • 雑誌名

      The Electronic Journal of Combinatorics

      巻: 30 ページ: 4.29

    • DOI

      10.37236/11698

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] H-colorings for 4-regular graphs2023

    • 著者名/発表者名
      Analen A. Malnegro, Kenta Ozeki
    • 雑誌名

      Discrete Mathematics

      巻: 347 ページ: 113844

    • DOI

      10.1016/j.disc.2023.113844

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Concretely Compact Lattice-Based Aggregate Signature Scheme2023

    • 著者名/発表者名
      Toi Tomita, Junji Shikata
    • 雑誌名

      情報処理学会コンピュータセキュリティシンポジウム2023論文集

      巻: - ページ: 3E1-3

  • [学会発表] Authenticated Encryption for Very Short Inputs2023

    • 著者名/発表者名
      Alexandre Adomnicai, Kazuhiko Minematsu, Junji Shikata
    • 学会等名
      The Cryptographers' Track at RSA Conference (CT-RSA 2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Bloomier Filters on 3-Hypergraphs2023

    • 著者名/発表者名
      Hyungrok Jo, Junji Shikata
    • 学会等名
      The 24th World Conference on Information Security Applications (WISA 2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Spanning trees with bounded number of leaves in K_{1, p}-free graphs2023

    • 著者名/発表者名
      Kenta Ozeki
    • 学会等名
      International Congress on Industrial and Applied Mathematics (ICIAM 2023)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spanning trees in star-free graphs2023

    • 著者名/発表者名
      Kenta Ozeki
    • 学会等名
      25th Indonesia-Japan Conference on Discrete and Computational Geometry, Graphs, and Games (IJCDCG^3 2023)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 鍵圧縮及びデータ圧縮を可能にするプロキシ再認証方式2023

    • 著者名/発表者名
      松岡耀志朗, 知久奏斗, 原啓祐, 四方順司
    • 学会等名
      電子情報通信学会, RCC・ISEC・IT・WBS合同研究会
  • [学会発表] A Concretely Compact Lattice-Based Aggregate Signature Scheme2023

    • 著者名/発表者名
      Toi Tomita, Junji Shikata
    • 学会等名
      情報処理学会コンピュータセキュリティシンポジウム2023(CSS2023)
  • [学会発表] 極大外平面グラフの奇彩色2023

    • 著者名/発表者名
      大迫翔,小関健太
    • 学会等名
      2023年度応用数学合同研究集会

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公開日: 2024-12-25  

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