十分統計量に基づくシミュレーションベース安全性の深化

基于充分统计数据深化模拟安全

• 批准号: 21H03395
• 负责人: 岩本 貢
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03395/
• 关键词: 安全性概念; 十分統計量; 情報理論的安全性; 計算量的安全性; 情報理論的暗号; シミュレーションベース安全性; 情報漏洩; 暗号理論

本研究の主要な課題である，十分統計量とシミュレーションベース安全性の等価性に基づく安全性証明研究については，研究計画の初期的な目的をほぼ達成した．具体的には，攻撃者がプロトコルから逸脱しないsemi-honest安全性において，情報量および十分統計量に基づく安全性定義の両方に対して，秘密計算(Multi-Party Computation: MPC)の古典的なプロトコルであるBGWプロトコルに関する完全な安全性証明を得た．これによって，シミュレーションベース安全性と等価な安全性定義をいくつか示しただけでなく，それらを証明する際には異なるテクニックが使われることなどが明らかになった．それ以外に，シミュレーションベース安全性に基づくいくつかの暗号方式を提案し，安全性証明を行った．具体的には，MPC，高機能暗号，カードベース暗号などが挙げられる．MPCについては秘匿集合積計算，高機能暗号技術としては，検索可能暗号，秘匿集合計算，軽量認証，多重署名技術，属性ベース暗号などに関する成果を得た．これらの多くは計算量的に安全な方式であり，今後，計算量的な統計量を考えるためにも重要である．カードベース暗号では，カードベース暗号では本研究において今後重要と考えられるゼロ知識対話証明，多数決プロトコル，秘匿集合和計算，ガーブルド回路等に関する成果を得た．特に，秘匿集合和計算における成果は，コンピュータセキュリティシンポジウム(Computer Security Symposium, CSS)にて優秀論文賞を受賞した（192件中9件）．我々が進めているカードベース暗号における秘匿置換の概念は，MPCやシミュレーションベース安全性と相性が良いことが分かっている．トランプのような物理的なカードを用いることで，安全性の直観もききやすく，本研究を進める上での重要な具体例になると考えている．

作为本研究的主要课题，基于充分统计与基于模拟的安全性的等价性的安全性证明研究，我们已经基本实现了研究计划的初步目标。具体来说，对于攻击者不偏离协议的半诚实安全，我们应用多方计算（MPC）的经典方法进行基于信息量和足够统计的安全定义，我们获得了完整的安全证明。对于 BGW 协议。这不仅展示了与基于仿真的安全性等效的几种安全定义，而且还揭示了使用不同的技术来证明它们。此外，我们提出了几种基于模拟安全的密码方案并证明了它们的安全性。具体示例包括 MPC、高性能密码学和基于卡的密码学。在MPC方面，我们获得了秘密集乘积计算以及可搜索密码、秘密集计算、轻量级认证、多重签名技术、基于属性的密码等高性能密码技术的成果。其中许多方法在计算上是安全的，对于未来考虑计算密集型统计非常重要。在卡基密码学方面，本研究取得了零知识对话证明、多数投票协议、秘密集和计算、乱码电路等方面的成果，被认为在未来具有重要意义。特别是，我们在秘密集和计算方面的结果获得了计算机安全研讨会 (CSS) 的最佳论文奖（192 篇论文中的 9 篇）。我们发现我们正在开发的基于卡的密码学中的秘密排列概念与 MPC 和基于模拟的安全性兼容。通过使用扑克牌等物理卡片，更容易直观地了解安全性，我们相信这将是推进这项研究的重要具体例子。

项目成果

任意の論理回路に対する1ゲートあたり6枚のカードベースプロトコル

每个门有 6 个基于卡的协议，适用于任意逻辑电路

• 发表时间: 2023
• 作者: 小野 知樹;品川 和雅;中井 雄士;渡邉 洋平;岩本 貢
• 通讯作者: 岩本 貢

秘匿置換を用いた効率的なトランプベース秘密計算プロトコル

使用秘密排列的高效基于扑克牌的秘密计算协议

• 发表时间: 2023
• 作者: 岩成 慶太;小野 知樹;安倍 芳紀;中井 雄士;渡邉 洋平;岩本 貢
• 通讯作者: 岩本 貢

A Computationally Efficient Card-Based Majority Voting Protocol with Fewer Cards in the Private Model

私有模型中卡数较少的计算高效的基于卡的多数投票协议

• DOI: 10.1587/transfun.2022cip0021
• 发表时间: 2023
• 期刊: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences
• 作者: ABE Yoshiki;NAKAI Takeshi;WATANABE Yohei;IWAMOTO Mitsugu;OHTA Kazuo
• 通讯作者: OHTA Kazuo

カードを用いた秘匿共通集合プロトコル

使用卡的秘密通用集协议

• 发表时间: 2022
• 作者: 土井アナスタシヤ;中井雄士;品川和雅;渡邉洋平;岩本貢
• 通讯作者: 岩本貢

Lightweight Authentication using Noisy Key Derived from Physically Unclonable Function

使用源自物理不可克隆函数的噪声密钥的轻量级身份验证

• DOI: 10.1007/978-3-031-32636-3_12
• 发表时间: 2022
• 期刊: Proc. of SecITC2022
• 作者: Y. Komano;M. Iwamoto;K. Ohta;and K. Sakiyama
• 通讯作者: and K. Sakiyama