脱量子化手法の確立と暗号理論応用

反量化方法的建立及密码学理论的应用

• 批准号: 20650001
• 负责人: 小柴 健史
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Saitama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20650001/
• 关键词: 量子暗号; 量子計算; 暗号理論; 脱量子化; 脱乱択化; ビット委託; 紛失通信; インタラクティブハッシュ; 量子アルゴリ; 量子情報; エンタングルメント

本研究課題では,アルゴリズム構築の新しいパラダイムとして「脱量子化手法」を確立することが目的であるが,前年度に着目した古典計算暗号技術でよく用いられているインタラクティブハッシングと呼ばれる技術とBB84量子鍵配送プロトコルで用いられているBB84量子状態との関係について,本年度はその応用研究を行った.両者の関係は量子化・脱量子化の関係にあり,まず,古典暗号理論における重要な定理の一つであるインタラクティブハッシュ定理の量子版として,非対話量子ハッシュ定理を導いた.これを応用し,量子一方向性関数に基づいて非対話形式の統計的秘匿性を持つ非対話の量子ビット委託プロトコルを構成することに成功した.古典暗号理論においては,ビット委託と紛失通信は大きく異なるプロトコルとして認識されているが,量子暗号においてはその親和性を示す状況証拠が得られていた.特に,F-束縛と呼ばれる特殊な束縛性を持つ文字列委託の存在を仮定した場合,量子紛失通信が得られることが知られており,F-束縛な文字列委託プロトコルをどのように構成すればよいのかは未解決問題のまま残されていた.量子一方向性関数に基づく非対話形式統計的秘匿ビット委託プロトコルを並列化することにより,F-束縛な文字列委託プロトコルを構成出来ることを示し,結果として,量子一方向性関数から量子紛失通信プロトコルを構成することに成功した.量子紛失通信は量子マルチパーティ計算につながると予想されるため,量子暗号理論においては量子一方向性関数の存在という妥当な仮定から高度な暗号プロトコルが構成できることを示唆するものとなっている.

This research topic で は, ア ル ゴ リ ズ ム build new し の い パ ラ ダ イ ム と し て quantization technique "take off" を establish す る こ と が purpose で あ る が, annual に before the mesh し た classical cipher technology で よ く with い ら れ て い る イ ン タ ラ ク テ ィ ブ ハ ッ シ ン グ と shout ば れ る technology と BB84 quantum key distribution プ ロ ト コ ル で with い ら れ て い る The quantum state of BB84 is と と related to に そ て て て. This year, そ そ 応 is used for research in を fields った. Struck the の masato is は quantization, take off the quantization の masato is に あ り, ま ず, theory of classical cipher に お け る important な theorem の つ で あ る イ ン タ ラ ク テ ィ ブ ハ ッ シ ュ theorem の quantum version と し て, not words quantum ハ seaborne ッ シ ュ theorem を guide い た. こ れ を 応 し, quantum number of a directional masato に base づ い て non words form の seaborne statistical secret unseen を つ non dominated The <s:1> quantum ビット commission プロトコ する を を を constitutes する た とに success た た. Theory of classical cipher に お い て は, ビ ッ ト entrust と hasn't lost communication は big き く different な る プ ロ ト コ ル と し て know さ れ て い る が, quantum cipher に お い て は そ の affinity を す status certificate in 拠 が must ら れ て い た. に, F - bound と shout ば れ る special な restrictive つ text columns to entrust の existence を を 仮 set し た occasions, quantum constructed lost communication が ら れ る こ と が know ら れ て お り, F - bound な text columns entrust プ ロ ト コ ル を ど の よ う に constitute す れ ば よ い の か は unresolved problem の ま ま residual さ れ て い た. Quantum number of a directional masato に base づ く not the words form statistical secret unseen seaborne ビ ッ ト entrust プ ロ ト コ ル を tied for the す る こ と に よ り, F - bound な text columns entrust プ ロ ト コ ル を constitute out る こ と を し, results と し て, quantum number of a directional masato か ら loss of dispute of quantum communication プ ロ ト コ ル を constitute す る こ と に successful し た. Quantum communication は loss of dispute マ ル チ パ ー テ ィ computing に つ な が る と to think さ れ る た め, theory of quantum cipher に お い て は quantum exist a number of directional masato の と い う appropriate な 仮 set か ら highly な cipher プ ロ ト コ ル が constitute で き る こ と を in stopping す る も の と な っ て い る.

项目成果

Quantum Bit Commitment from Quantum One-Way Function(招待講演)

量子单向函数的量子比特承诺（特邀演讲）

• 发表时间: 2009
• 作者: J.Hojo;Y.Nishimura;S.Sawano;N.Enomoto,;北浦;Takeshi Koshiba
• 通讯作者: Takeshi Koshiba

On the computational power of BB84 states

关于 BB84 状态的计算能力

• 发表时间: 2010
• 作者: T.Iguchi;H.Kominami;Y.Nakanishi;K.Hara;A.Ohnishi;M.Kitaura;Takeshi Koshiba
• 通讯作者: Takeshi Koshiba

Statistically-Hiding Quantum Bit Commitment from Approximable-Preimage-Size Quantum One-Way Function

• DOI: 10.1007/978-3-642-10698-9_4
• 发表时间: 2009-05
• 作者: Takeshi Koshiba;T. Odaira

確率と計算-乱択アルゴリズムと確率的解析-(翻訳)

概率与计算-随机选择算法和概率分析-（翻译）

• 发表时间: 2009
• 作者: 小柴健史;河内亮周
• 通讯作者: 河内亮周

Interactive hashing and BB84 states

交互式哈希和 BB84 状态

• 发表时间: 2010
• 作者: Seiji Kajihara;Makoto Matsuzono;Hisato Yamaguchi;Yasuo Sato;Kohei Miyase;Xiaoqing Wen;T. Koshiba
• 通讯作者: T. Koshiba