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．

研究计划的最初目标几乎是本研究的主要主题实现的，这是基于足够统计和基于模拟安全的等效性的安全证明研究。具体而言，在攻击者不偏离协议的半honest安全性中，我们为BGW协议（用于秘密计算的经典协议（MPC）获得了完整的安全证明，以提供有关安全定义的信息和足够的统计数据。这不仅揭示了几个相当于基于仿真的安全的安全定义，而且还揭示了使用不同的技术来证明它们。此外，我们根据基于模拟的安全性提出了几种加密方法，并提供了安全认证。具体来说，MPC，高性能加密，基于卡的加密等方面，我们已经在秘密设置计算中实现了结果，以及高性能加密技术，例如可搜索的密码，秘密设置计算，轻巧的身份验证，多签名验证，多个签名技术，多重签名技术和基于属性的Encryptign。这些方法中的许多方法在计算上是安全的，对于未来考虑计算定量统计数据将很重要。在基于卡的密码学中，我们已经在零知识对话证明，多数投票协议，秘密集合计算和乱码电路方面取得了成果，这在本研究中被认为很重要。特别是，在计算机安全研讨会（CSS）（在192个结果中，有9个），秘密集合计算的结果获得了卓越论文奖。我们了解到，基于卡的加密中秘密替换的概念与MPC和基于仿真的安全性兼容。使用诸如卡之类的物理卡可以更容易理解安全性直觉，我们认为这将是如何进行这项研究的重要例子。

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

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

一様で閉じたシャッフルの効率的な実装

高效实现均匀封闭shuffle

• 发表时间: 2022
• 作者: 岩成慶太;中井雄士;渡邉洋平;栃窪孝也;岩本貢
• 通讯作者: 岩本貢