応用の広がりを考慮した暗号方式の設計と評価

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本研究の課題は，(1)軽量暗号方式の設計と評価と，(2)応用が要求する機能を有する暗号方式の設計と評価である。課題(1)について，昨年度提案したMerkle-Damgaard構造の圧縮関数の呼出し回数最小化を達成した衝突計算困難性を有する擬似ランダムハッシュ関数を，tweakableブロック暗号を用いて実現する方式を提案し，国際会議WISA2022で発表した。また，共通鍵暗号要素の前提となる共通鍵生成の軽量化に取り組んだ。共通鍵生成法として楕円曲線を使った方式は，近年研究開発が進んでいる量子計算で解読できることが知られていることから，耐量子計算機用の共通鍵生成法として考案されたSIDH方式とCSIDH方式を組み込み用GPUを使って実装し，組み込みCPUよりも高速に共有鍵を生成できることを明らかにした。この実装は性能拡張性に優れており，高性能なGPUにも適用できる。課題(2)について，エンドツーエンドの暗号通信において不適切なメッセージの受信の通報を可能とする機能（message franking）を有する認証暗号について，これまでに提案されていた一般的構成法の構成要素の一部の安全性要件が不要であることを示し，tweakableブロック暗号を用いたより簡素な構成が可能であることを明らかにするとともに，情報漏えいへの耐性を有する暗号方式との関係を示唆した。また，階層型IDベース暗号の各種構成法について研究を行い，構成方式の安全を帰着関係を用いて解析した。