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2013 年度 実績報告書

テンソル分解の安全な計算への応用

研究課題

研究課題/領域番号 23700007
研究機関東北大学

研究代表者

水木 敬明  東北大学, サイバーサイエンスセンター, 准教授 (90323089)

キーワードアルゴリズム / 暗号・認証等 / ネットワーク
研究概要

本研究は,安全な計算を実現する暗号プロトコルの効率化を実現することを目的としている。特に,リテラルの論理積を排他的論理和で結んで得られるESOP(Exclusive-or Sum of Products)表現が安全な計算に応用できることと,ESOP表現の最小化が行列の階段化と同等の意味を持つことに基づき,行列の階数の一般化がテンソルの階数であると捉え,テンソル分解とESOP表現の関係を活用することを狙っている。
最初の二年間の成果は次の通りである。まずESOP表現の一般化であるESCT(Exclusive-or Sum of Complex Terms)表現に着目し,最小なESCT表現を求める効率的なアルゴリズムを考案した。また,ESOP表現と正準テンソル分解との関連性の解析を進めた。また,論理積を安全に計算する手法の 20年数年ぶりの改良に成功し,成果を ASIACRYPT 2012にて公表した。また,加算器を実現する暗号プロトコルも発表した。さらに,鍵共有グラフを用いた秘密伝送や鍵選択に関する研究を行った。
最終年度には,これまでに得られたESCT表現の最小化に関する成果をDiscrete Applied Mathematics誌にて公表した。ESCT表現はESOP表現の一般化であるため,暗号プロトコルのコスト効率化に資する。また,多値入力論理関数のESOP表現と正準テンソル分解との関連性を精査し,既存のテンソル分解に関する成果をESOP表現へ応用できることを明らかにしている。また,多数決関数を安全に計算する効率的なプロトコルの開発に成功した。さらに,計算モデルの精密化・定式化にも取り組み,その成果をInternational Journal of Information Security誌に公表した。加えて,得られた成果に基づく2件の招待講演を行っている。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Minimizing ESCT Forms for Two-Variable Multiple-Valued Input Binary Output Functions2014

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Mizuki, Daizo Mikami, and Hideaki Sone
    • 雑誌名

      Discrete Applied Mathematics

      巻: vol.169 ページ: 186-194

    • DOI

      10.1016/j.dam.2013.12.023

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Formalization of Card-Based Cryptographic Protocols via Abstract Machine2014

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Mizuki and Hiroki Shizuya
    • 雑誌名

      International Journal of Information Security

      巻: vol.13 ページ: 15-23

    • DOI

      10.1007/s10207-013-0219-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Practical Card-based Cryptography2014

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Mizuki and Hiroki Shizuya
    • 雑誌名

      FUN 2014, Lecture Notes in Computer Science

      巻: 8496 ページ: in press

    • DOI

      in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Voting with a Logarithmic Number of Cards2013

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Mizuki, Isaac Kobina Asiedu, and Hideaki Sone
    • 雑誌名

      UCNC 2013, Lecture Notes in Computer Science

      巻: 7956 ページ: 162-173

    • DOI

      10.1007/978-3-642-39074-6_16

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Securely Computing the Three-Input Majority Function with Eight Cards2013

    • 著者名/発表者名
      Takuya Nishida, Takaaki Mizuki, and Hideaki Sone
    • 雑誌名

      TPNC 2013, Lecture Notes in Computer Science

      巻: 8273 ページ: 193-204

    • DOI

      10.1007/978-3-642-45008-2_16

    • 査読あり
  • [学会発表] カード組を用いた秘匿計算プロトコルについて2014

    • 著者名/発表者名
      水木敬明
    • 学会等名
      第7回公開鍵暗号の安全な構成とその応用ワークショップ
    • 発表場所
      産業技術総合研究所臨海副都心センター別館
    • 年月日
      2014-03-20
    • 招待講演
  • [学会発表] カードベース暗号プロトコルに対する攻撃に関する考察2013

    • 著者名/発表者名
      水木敬明, 静谷啓樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報セキュリティ研究会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2013-11-28
  • [学会発表] カードを用いた安全な三入力多数決の計算について2013

    • 著者名/発表者名
      西田拓也, 林優一, 水木敬明, 曽根秀昭
    • 学会等名
      コンピュータセキュリティシンポジウム2013
    • 発表場所
      かがわ国際会議場・サンポートホール高松
    • 年月日
      2013-10-22
  • [学会発表] The Five-Card Trick Can Be Done with Four Cards (ASIACRYPT 2012より)

    • 著者名/発表者名
      水木敬明
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報セキュリティ研究会
    • 発表場所
      機械振興会館
    • 招待講演

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公開日: 2015-05-28  

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