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多変数多項式問題に基づく耐量子暗号の構成と安全性評価

基于多元多项式问题的抗量子密码构建及安全性评估

基本信息

批准号：
22KJ0554
负责人：
古江弘樹
金额：
$ 1.6万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0554/
关键词：
多変数多項式暗号耐量子暗号デジタル署名多変数多項式問題

项目摘要

2022年度は、多変数多項式問題に基づく耐量子暗号に関して以下の研究を行った。UOV署名方式に対する秘密鍵に発生したフォルトを利用した攻撃についての研究を、NTT社会情報研究所の清村優太郎氏、東京大学の長澤達也氏、高木剛氏と共に行った。研究成果は、国際会議PQCrypto 2022にて発表された。Unbalanced Oil and Vinegar (UOV)署名方式は、多変数多項式問題に基づいて構成された署名方式であり、その高い安全性から耐量子暗号の有力な候補のひとつであると考えられている。多変数多項式暗号の安全性を評価する上では、公開鍵を入力として署名の偽造や秘密鍵の解読を目的とする代数的な攻撃手法だけでなく、物理的手法を用いた攻撃も考慮する必要がある。フォルト攻撃は、そのような物理攻撃の一種であり、プロトコル内での計算にフォルトを発生させることで秘密情報を抜き出す攻撃手法である。UOV署名方式に対する既存のフォルト攻撃としては、署名生成で用いるランダムな変数を固定する手法や、UOV署名方式の変種に対する秘密鍵に発生したフォルトを利用した攻撃が提案されていた。それに対して本研究では、UOV署名方式に対して、初めて秘密鍵に発生したフォルトを利用したフォルト攻撃を提案することに成功した。本攻撃は、既存のフォルト攻撃のテクニックと新たに提案した代数的な鍵の変形手法の組み合わせによって構成されている。本成果は今後UOV署名方式の社会実装を考える上で大きく影響を与えるものである。

In 2022, the following research was carried out on the basic theory of quantum polynomial problems. UOV signature method, secret key generation, exploitation, attack, research, NTT Institute of Social Information, Tatsuya Nagazawa, Takagi Takashi The research results were presented at the international conference PQCrypto 2022. Unbalanced Oil and Vinegar (UOV) Signature Method: Multi-variable Polynomial Problem The security evaluation of multiple polynomials requires the use of attack methods such as signature forgery, secret key decryption, and physical attack methods. A physical attack is a method of generating secret information within a computer. UOV signature method for existing attacks, signature generation for fixed number, UOV signature method for secret key generation for existing attacks, signature generation for secret key generation, signature generation. This study was conducted in response to a UOV signature attack. This attack is based on the combination of existing and new attack methods. The results of this study are: