2016 Fiscal Year Research-status Report
安全なクラウドコンピューティングに向けた代理計算に関する研究開発
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15K00028
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| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology |
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Principal Investigator |
王 立華 国立研究開発法人情報通信研究機構, サイバーセキュリティ研究所セキュリティ基盤研究室, 主任研究員 (00447228)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 卓也 国立研究開発法人情報通信研究機構, サイバーセキュリティ研究所セキュリティ基盤研究室, 研究員 (70739995)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 代理再暗号 / セキュア計算 / 準同型暗号 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は主に課題1.B.「クラウド環境全体を考慮した安全性定義を満たす一般化構造の設計」及び課題2.「クラウド環境に必要な機能を備えた代理計算方式の構築とその改良」に取り組み、以下の研究を行った。
（１）再暗号化回数が限定されたPREについて、種々のCPA安全性と結託攻撃への安全性との帰着関係を明らかにした（国際学会A3 Workshopで基調講演として発表）。また、既存の類似研究の調査分析、FHE・IOやMulti-linear mapを用いた具体的な方式の設計を模索し、安全性証明に関する課題の整理を行った。さらに、ペアリング写像を用いた既存方式についても改良を検討している。
（２）量子計算機に対しても安全であると期待される格子暗号について、加法ならびにテンソル積について準同型性を満たすとき、既存研究よりも効率の良いセキュア内積、すなわち安全に計算委託が可能な内積計算の構成法を提案した（国内学会SCIS2017で発表）。また、攻撃者の特定・追跡が可能なTraitor Tracing PREについてクイーンズランド工科大と連携して研究を進めており、複数のTraitorに対してそれらを同時に追跡できる改良方式の構成について検討している。
（３）量子計算機に対して安全であると期待されるChaos暗号について北京郵電大と共同で研究を行い、クライアント側の計算コストを削減するための暗号化処理の安全な計算委託方法について提案した。成果をまとめ論文誌に投稿する予定。
（４）データに紐付くキーワードおよびデータ自身が暗号化されたデータベース上での計算委託について、異なるキーワードに紐付く暗号データに対して準同型計算が行われたときに復号者（クライアント）がそれを検知できる暗号方式を提案し、実装した（国内学会CSS2016、国際会議ASIACCS 2017で発表、CSS2016最優秀論文賞受賞）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り進んでいる。課題1と課題2に関し、クラウド環境を考慮した安全性定義、既存提案方式の脆弱性の分析・改良提案、耐量子計算機暗号における効率的な準同型演算の構成や計算委託方法の提案、応用を考慮した安全性を有する準同型暗号方式の提案など、クラウド環境に必要な機能を備えた代理計算方式の構築とその改良について研究を遂行し、本研究課題の核となる部分まで進んできた。
本課題の研究成果について、本年度は学会発表4件（国内学会2件、国際学会2件）を行っており、これらを理論的・実践的に発展させ論文誌へ投稿する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
論文調査・学会参加・研究者交流による最新情報の収集、また、連携研究者・海外研究協力者とのメール・対面での研究打ち合わせなどにより、引き続き課題2.「クラウド環境に必要な機能を備えた代理計算方式の構築とその改良」および課題3.「提案方式のセキュリティパラメータの選択，高速実装および実証実験」について研究を行う。
課題2は主に連携研究者 満保雅浩 教授（金沢大学）、海外研究協力者 Licheng Wang 准教授（北京郵電大）、Xavier Boyen 准教授（クイーンズランド工科大）と代表者で行う。また、課題3については、主に研究分担者 林卓也 研究員（H29年度NICTから神戸大学へ転出）が遂行する。
旅費はNICT、神戸大学、及び金沢大学での研究打ち合わせ、研究調査や発表を目的とした国内・国際会議への参加で支出する予定。国際会議の参加の際には、海外研究協力者と打ち合わせを行えるように工夫し、限られている予算で効率的に計画を遂行する予定である。
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| Causes of Carryover |
計画当初は国内の連携研究者や海外の研究協力者と打ち合わせのため、国内・海外へ出張する予定をしていたが、国際会議参加の際に研究打ち合わせをすることができたため（CRYPTO2016で海外研究協力者と、FSE2017で連携研究者とそれぞれ打ち合わせを行った）、当初想定していた旅費を下回った。
今年度使用しなかった経費については、NICTから神戸大学へ転出した研究分担者林卓也との研究打ち合わせのための旅費、次年度のセキュリティトップ会議（ACM CCS、CRYPTOなど）の参加旅費の一部、また、研究用図書などの資料購入に充てる予定。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年度の申請額 70万円と合わせて、約86万円の予算について、下記のとおり使用する予定である。
【物品費・その他】研究用図書など資料の購入（代表者：約1万円、研究分担者：約2万円）、成果発表するための英文校閲など（代表者：約2万円）
【旅費】国内外研究打ち合わせ、学会参加ための旅費（代表者：約41万円、研究分担者：約40万円）
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