プライバシー保護データマイニング実用化に向けた準同型暗号Toolkitの研究開発

隐私保护数据挖掘实用同态加密工具包的研发

基本信息

批准号：
19K20275
负责人：
林卓也
金额：
$ 2.75万
依托单位：
National Institute of Information and Communications Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K20275/
关键词：
準同型暗号暗号実装プライバシー保護データマイニング

项目摘要

本研究課題の目的である準同型暗号Toolkitの開発を目的に、2019年度では既存の準同型暗号の実装手法の調査と改善を行った。特に、現在最も実用に近いRing-LWEベース準同型暗号に焦点を当て、Ring-LWEベース準同型暗号の演算に用いられるNumber-theoretic Transform (NTT)の実装について、耐量子計算機暗号(PQC)の文脈での実装研究も含め調査した。この結果、Ring-LWEベースPQCのNTT実装研究がより進んでおり、また、それらの多くは準同型暗号へ適用されていないことが分かった。そこで、Ring-LWEベースPQCで提案されているNTT実装手法について、準同型暗号への適用を考察した。既存のRing-LWEベース準同型暗号の実装では、Longa-NaehrigのNTT[CANS'16]が多く用いられているが、PQCにおいてはより高速なScottのNTT[IMACC'17]が提案されている。そこで、ScottのNTTの準同型暗号への適用について考察し、適用におけるパラメータ条件や高速な実装方法を提案した。実際にソフトウェア実装を行い、高速な準同型暗号向けNTTライブラリ"NFLlib"[CT-RSA'16]と比較、実測値で二倍弱の高速化に成功した。開発したソフトウェアはgithubにてオープンソースとして公開している。これらの知見を基にアーキテクチャや暗号パラメータに基づく自動最適化に着手する予定である。

在2019财年，我们为了本研究主题的目的，我们调查并改善了现有的同构密码实施方法。特别是，我们专注于基于RING-LWE的同构密码学，该密码目前是最接近实际使用的，并研究了数字理论变换（NTT）的实施，该密码用于计算基于RING-LWE的同型密码学，包括在量子耐受计算机密码（PQC）上下文中实施研究。这表明，对基于环的PQC的NTT实现的研究进一步进展，并且其中许多尚未应用于同构密码学。因此，我们讨论了在基于环的PQC中提出的NTT实现方法的应用到同构密码学上。在现有的基于环的同型密码学的实施中，经常使用Longa-Naehrig的NTT [CANS'16]，但是Scott的NTT [iMacc'17]（更快）在PQC中提出。因此，我们讨论了斯科特（Scott）在NTT的同态加密中的应用，并提出的参数条件以及用于应用程序的快速实现方法。该软件实际上是实施的，并与高速NTT库“ NFLLIB” [CT-RSA'16]进行了比较，以用于同态加密，它的速度速度不到两倍以下是测量的两倍。开发的软件在GitHub上以开源为开源。基于这些发现，我们计划根据体系结构和加密参数开始自动优化。