2024/12/19 更新

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クワカド　ヒデノリ
桑門　秀典
KUWAKADO,Hidenori
所属
総合情報学部 教授
職名
教授
外部リンク

学位

  • 博士（工学） （ 1999年9月 ）

研究キーワード

  • 暗号理論 情報セキュリティ

  • Cryptography Information Security

研究分野

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 通信工学

所属学協会

  • 一般社団法人 情報処理学会

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  • 一般社団法人 電子情報通信学会

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  • The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.

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論文

  • Secret Sharing Schemes Using Modulo-2^{m} Arithmetic Operations 査読

    桑門秀典

    2018年12月

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    Cloud services using secret sharing schemes have been launched recently. Since secret sharing schemes have been usually achieved over a finite field, the throughput for sharing and reconstructing a secret depends on the implementation of finite field operations. However, almost all the CPUs do not support finite-field operations as primary instructions. We study k-outof-n secret sharing schemes using the linear transform over Z_{2^m}. The advantage of the linear transform over Z_{2^m} is that almost all the CPUs support a modulo-2^m addition, a modulo-2^m subtraction, and a modulo-2^m multiplication as primary instructions. We show the conditions of an encoding matrix to achieve the k-out-of-n secret sharing scheme based on the linear transform over Z_{2^m}. The conditions suggest that the k-out-of-n secret sharing scheme over Z_{2^m} is non-ideal. We also show the maximum size of a secret if the Vandermonde matrix whose all the elements are a power of two is used as the encoding matrix.

    DOI： 10.1109/DESEC.2018.8625126

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  • Parallelizable Message Preprocessing for Merkle-Damgard Hash Functions 査読

    桑門秀典, 廣瀬勝一, 満保雅浩

    2018 International Symposium on Information Theory and Its Applications   pp.457-461   2018年10月

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    Since well-known hash functions sequentially process a message, the time for computing a digest strongly depends on the performance of a single processor. Even if multi-core processors are available, it is difficult to reduce the time. This paper focuses on designing a message preprocessing that can fully utilize multi-core processors. Since our message preprocessing can be efficiently computed by massively parallel processing, it contributes to reduce the time for computing a digest. The experiments using graphics processing units show that our message preprocessing improves the throughput for computing a digest.

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  • A Pseudorandom-Function Mode Based on Lesamnta-LW and the MDP Domain Extension and Its Applications

    廣瀬勝一, 桑門秀典, 吉田博隆

    IEICE Transactions on Fundamentals   vol. E101-A, no. 1   2018年1月

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  • Secure Regenerating Codes Using Linear Regenerating Codes and the All-or-Nothing Transform

    Hidenori Kuwakado, Masazumi Kurihara

    IEICE TRANSACTIONS ON INFORMATION AND SYSTEMS   E100D ( 3 )   483 - 495   2017年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG  

    This paper proposes secure regenerating codes that are composed of non-secure regenerating codes and a new all-or-nothing transform. Unlike the previous analysis of secure regenerating codes, the security of the proposed codes is analyzed in the sense of the indistinguishability. The advantage of the proposed codes is that the overhead caused by the security against eavesdropping is much less than that of previous secure regenerating codes. The security of the proposed codes against eavesdropping mainly depends on the new all-or-nothing transform.

    DOI： 10.1587/transinf.2016EDP7220

    Web of Science

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  • A Collision Attack on a Double-Block-Length Compression Function Instantiated with Round-Reduced AES-256

    Chen Jiageng, Hirose Shoichi, Kuwakado Hidenori, Miyaji Atsuko

    Lecture Notes in Computer Science   8949   271 - 285   2015年3月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：Springer  

    This paper presents the first non-trivial collision attack on the double-block-length compression function presented at FSE 2006 instantiated with round-reduced AES-256: f_0(h_0∥h_1,M)∥f_1(h_0∥h_1,M) such that f_0(h_0∥h_1,M) =E_<h1∥M>(h_0)⊕h_0, f_1(h_0∥h_1,M) =E_<h_1∥M>(h_0⊕c)⊕h_0⊕c, where ∥ represents concatenation, E is AES-256 and c is a non-zero constant. The proposed attack is a free-start collision attack. It uses the rebound attack proposed by Mendel et al. It finds a collision with time complexity 2^8 , 2^<64> and 2^<120> for the instantiation with 6-round, 8-round and 9-round AES-256, respectively. The space complexity is negligible. The attack is effective against the instantiation with 6-/8-round AES-256 if the 16-byte constant c has a single non-zero byte. It is effective against the instantiation with 9-round AES-256 if the constant c has four non-zero bytes at some specific positions.17th International Conference, Seoul, South Korea, December 3-5, 2014, Revised Selected Papers

    DOI： 10.1007/978-3-319-15943-0_17

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  • 分散ストレージシステムのための新しい符号化法— 再生成符号と Pyramid 符号— 査読

    桑門秀典, 栗原正純

    電子情報通信学会誌   vol.98,no.2, pp.130–137   2015年2月

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  • Multilane Hashing Mode Suitable for Parallel Processing

    Hidenori Kuwakado, Shoichi Hirose

    IEICE TRANSACTIONS ON FUNDAMENTALS OF ELECTRONICS COMMUNICATIONS AND COMPUTER SCIENCES   E96A ( 12 )   2434 - 2442   2013年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG  

    A hash function is an important primitive for cryptographic protocols. Since algorithms of well-known hash functions are almost serial, it seems difficult to take full advantage of recent multi-core processors. This paper proposes a multilane hashing (MLH) mode that achieves both of high parallelism and high security. The MLH mode is designed in such a way that the processing speed is almost linear in the number of processors. Since the MLH mode exploits an existing hash function as a black box, it is applicable to any hash function. The bound on the indifferentiability of the MLH mode from a random oracle is beyond the birthday bound on the output length of an underlying primitive.

    DOI： 10.1587/transfun.E96.A.2434

    Web of Science

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  • 修復可能な分散ストレージにおける最小ストレージ再生成符号に基づく秘密分散法

    栗原正純, 桑門秀典

    IEICE TRANSACTIONS on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   Vol.J96-A  No.4  pp.166-174 ( 4 )   166 - 174   2013年4月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

    修復可能な分散ストレージシステムにおける最小ストレージ再生成符号に基づく秘密分散法を提案する.再生成符号は,ストレージノードの故障により失われた分散データであるシェアを効率良く再生成する機能をもつ分散符号化の一つである.再生成符号では,メッセージを分散符号化したシェアと失われたシェアと同じシェアを再生成するための再生成用データの2種類のデータがネットワーク中に存在する.秘密情報が盗聴者に漏れないようにするためには,シェアと再生成用データのそれぞれに対する安全性を確保する必要がある.特に,秘密情報を漏らすことなくシェアを再生成する安全な再生成の機能は,重要で特徴的な機能となる.本論文では,最小ストレージ再生成符号に基づく秘密分散法の構成法を提案し,その安全性を示す.そして,最小ストレージ再生成符号に基づく秘密分散法で安全な再生成を保証するShahらの符号との違いを示す.更に,提案符号は,再生成符号を用いた場合に安全にネットワーク中に保存できるストレージ容量の上界を達成する最適な性能をもつことも示す.

    CiNii Books

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  • Secure regenerating codes based on rashmi-shah-kumar MBR codes

    Masazumi Kurihara, Hidenori Kuwakado

    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   E96-A ( 2 )   635 - 648   2013年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Institute of Electronics, Information and Communication, Engineers, IEICE  

    In this paper, we present a construction of (n, k, d,m) secure regenerating codes for distributed storage systems against eavesdroppers that can observe either data stored in at most m storage nodes or downloaded data for repairing at most m failed nodes in a network where m &lt
    k ≤ d ≤ n - 1. The (n, k, d,m) secure regenerating code is based on an (n, k, d) minimum bandwidth regenerating (MBR) code, which was proposed by Rashmi, Shah and Kumar as optimal exact-regenerating codes, for all values of the parameters (n, k, d). The (n, k, d,m) secure regenerating codes have the security as a secret sharing scheme such that even if an eavesdropper knows either data stored in at most m storage nodes or downloaded data for repairing at most m failed nodes, no information about data leaks to the eavesdropper. Copyright © 2013 The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers.

    DOI： 10.1587/transfun.E96.A.635

    Scopus

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  • Length-preserving CBC enciphering scheme and its security analysis

    H. Kuwakado

    IPSJ Journal   2012年9月

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  • Collision resistance of hash functions in a weak ideal cipher model

    S. Hirose, H. Kuwakado

    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   vol.E95-A, no.1, pp.252-255   2012年1月

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  • An AES based 256-bit hash function for lightweight applications: Lesamnta-LW

    S. Hirose, K. Ideguchi, H. Kuwakado, T. Owada, B. Preneel, H. Yoshida

    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   vol.E95-A, no.1, pp.89-99   2012年1月

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  • Generalized classes of weak keys on RC4 using predictive state

    R. Teramura, T. Ohigashi, H. Kuwakado, M. Morii

    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   vol.E94-A, no.1, pp.10-18   2011年1月

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  • Fast WEP-key recovery attack using only encrypted IP packets

    R. Teramura, Y. Asakura, T. Ohigashi, H. Kuwakado, M. Morii

    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   vol.E93-A, no.1, pp.164-171   2010年1月

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  • Efficient pseudorandom-function modes of a block-cipher-based hash function

    S. Hirose, H. Kuwakado

    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   vol. E92-A, no. 10, pp. 2447-2   2009年10月

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  • 総当たり攻撃に対して安全な認証関数の構成法 査読

    桑門秀典, 森井昌克

    情報処理学会論文誌   vol. 50, no. 9, pp. 1930-1941   2009年9月

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  • Differentiability of four prefix-free PGV hash functions

    H. Kuwakado, S. Hirose

    IEICE Electronics Express   vol. 6, no. 13, pp. 955-958   2009年7月

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  • A chosen-IV key recovery attack on Py and PyPy

    T. Isobe, T. Ohigashi, H. Kuwakado, M. Morii

    IEICE Transactions on Information and Systems   vol. E92-D, no. 1, pp. 32-40   2009年1月

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  • Compression functions suitable for the multi-property-preserving transform

    H. Kuwakado, M. Morii

    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   vol. E91-A, no. 10, pp. 2851-2   2008年10月

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  • Indifferntialbility of single-block-length and rate-1 compression functions

    H. Kuwakado, M. Morii

    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   vol. E90-A, no. 10, pp. 2301-2   2007年10月

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  • Secure length-preserving all-or-nothing transform

    H. Kuwakado, H. Tanaka

    IPSJ Journal   vol. 46, no. 8, pp. 1843-1851   2005年8月

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  • Size-reduced visual secret sharing scheme

    H. Kuwakado, H. Tanaka

    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   vol. E87-A, no. 5, pp. 1193-11   2004年5月

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  • Efficient relative time-stamping scheme based on the ternary link

    Y. Igarashi, H. Kuwakado, H. Tanaka

    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   vol. E86-A, no. 10, pp. 2552-2   2003年10月

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  • Threshold ring signature scheme based on the curve

    H. Kuwakado, H. Tanaka

    IPSJ Journal   vol. 44, no. 8, pp. 2146-2154   2003年8月

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  • Transitive signature scheme for directed trees

    H. Kuwakado, H. Tanaka

    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   vol. E86-A, no. 5, pp. 1120-11   2003年5月

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  • Polynomial representation of a visual secret sharing scheme

    H. Kuwakado, H. Tanaka

    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   vol. E85-A, no. 6, pp. 1379-13   2002年6月

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  • All-or-nothing transform based on a linear code

    H. Kuwakado, H. Tanaka

    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   vol. E85-A, no. 5, pp. 1084-10   2002年5月

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  • Message authentication for stream

    H. Kuwakado, H. Tanaka

    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   vol. E85-A, no. 1, pp. 190-193   2002年1月

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  • Equivalent keys in RC6-32/20/176

    H. Mizuno, H. Kuwakado, H. Tanaka

    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   vol. E84-A, no. 10, pp. 2474-2   2001年10月

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  • Improvement on the cheater identifiable threshold scheme

    H. Kuwakado, H. Tanaka

    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   vol. E84-A, no. 4, pp.957-960   2001年4月

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  • New algorithm for finding preimages in a reduced version of the MD4 compression function

    H. Kuwakado, H. Tanaka

    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   vol. E83-A, no. 1, pp. 97-100   2000年1月

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  • Image size invariant visual cryptography

    R. Ito, H. Kuwakado, H. Tanaka

    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   vol. E82-A, no. 10, pp. 2172-2   1999年10月

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  • New subliminal channel embedded in the ESIGN

    H. Kuwakado, H. Tanaka

    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   vol. E82-A, no. 10, pp. 2167-2   1999年10月

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  • ディジタル署名方式の安全性の解析とサブリミナルチャネルへの応用に関する研究

    桑門秀典

    1999年9月

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  • On the security of the ElGamal-type signature scheme with small parameters

    H. Kuwakado, H. Tanaka

    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   vol. E82-A, no. 1, pp. 93-97   1999年1月

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  • On the security of the improved knapsack cryptosystem

    H. Kuwakado, H. Tanaka

    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   vol. E81-A, no. 10, pp. 2184-2   1998年10月

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  • Improved elliptic curve methods for factoring and their performance

    H. Kuwakado, K. Koyama

    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   vol. E80-A, no. 1, pp. 25-33   1997年1月

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  • A new RSA-type scheme based on singular cubic curves (y-α x)(y-βx) = x3 (mod n)

    H. Kuwakado, K. Koyama

    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   vol. E79-A, no. 1, pp. 49-53   1996年1月

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  • A NEW RSA-TYPE SCHEME BASED ON SINGULAR CUBIC CURVES Y(2)EQUIVALENT-TO-X(3)+BX(2) (MOD-N)

    H KUWAKADO, K KOYAMA, Y TSURUOKA

    IEICE TRANSACTIONS ON FUNDAMENTALS OF ELECTRONICS COMMUNICATIONS AND COMPUTER SCIENCES   E78A ( 1 )   27 - 33   1995年1月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG  

    We propose an RSA-type scheme over the non-singular part of a singular cubic curve E(n)(0, b): y2 = x3 + bx2 (mod n), where n is a product of form-free primes p and q. Our new scheme encrypts/decrypts messages of 2 log n bits by operations of the x and y coordinates. The decryption is carried out over F(p) or a subgroup of a quadratic extension of F(p), depending on quadratic residuosity of message-dependent parameter b. The decryption speed in our new scheme is about 4.6 and 5.8 times faster than that in the KMOV scheme and the Demytko scheme, respectively. We prove that if b is a quadratic residue in Z(n), breaking our new scheme over E(n) (0,b) is not easier than breaking the RSA scheme.

    Web of Science

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  • Security of RSA-type cryptosystems over elliptic curves against Hastad attack

    H. Kuwakado, K. Koyama

    Electronics Letters   vol. 30, no. 22, pp. 1843-1844   1994年10月

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  • Efficient cryptosystems over elliptic curves based on a product of form-free primes

    H. Kuwakado, K. Koyama

    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   vol. E77-A, no. 8, pp. 1309-13   1994年8月

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書籍等出版物

  • オープンネットワークと暗号技術 (4) 査読

    桑門秀典（ 担当： 単著）

    鉄道と電気技術  2016年7月 

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  • オープンネットワークと暗号技術 (3) 査読

    桑門秀典（ 担当： 単著）

    鉄道と電気技術  2016年6月 

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  • 暗号のマルチメディアセキュリティへの応用（ネットワーク上の認証システム／電子メールのセキュリティ ほか）

    桑門秀典（ 担当： 分担執筆）

    田中初一『マルチメディアセキュリティ』昭晃堂  1998年10月 

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MISC

  • Indifferentiability of single-block-length and rate-1 compression functions

    Hidenori Kuwakado, Masakatu Morii

    IEICE TRANSACTIONS ON FUNDAMENTALS OF ELECTRONICS COMMUNICATIONS AND COMPUTER SCIENCES   E90A ( 10 )   2301 - 2308   2007年10月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG  

    The security notion of indifferentiability was proposed by Maurer, Renner, and Holenstein in 2004. In 2005, Coron, Dodis, Malinaud, and Puniya discussed the indifferentiability of hash functions. They have shown that the Merkle-Damgard construction is not secure in the sense of indifferentiability. In this paper, we analyze the security of single-block-length and rate-1 compression functions in the sense of indifferentiability. We formally show that all single-block-length and rate-1 compression functions, which include the Davies-Meyer compression function, are insecure. Furthermore, we show how to construct a secure single-block-length and rate-1 compression function in the sense of indifferentiability. This does not contradict our result above.

    DOI： 10.1093/ietfec/e90-a.10.2301

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  • Indifferentiability of single-block-length and rate-1 compression functions

    Hidenori Kuwakado, Masakatu Morii

    IEICE TRANSACTIONS ON FUNDAMENTALS OF ELECTRONICS COMMUNICATIONS AND COMPUTER SCIENCES   E90A ( 10 )   2301 - 2308   2007年10月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG  

    The security notion of indifferentiability was proposed by Maurer, Renner, and Holenstein in 2004. In 2005, Coron, Dodis, Malinaud, and Puniya discussed the indifferentiability of hash functions. They have shown that the Merkle-Damgard construction is not secure in the sense of indifferentiability. In this paper, we analyze the security of single-block-length and rate-1 compression functions in the sense of indifferentiability. We formally show that all single-block-length and rate-1 compression functions, which include the Davies-Meyer compression function, are insecure. Furthermore, we show how to construct a secure single-block-length and rate-1 compression function in the sense of indifferentiability. This does not contradict our result above.

    DOI： 10.1093/ietfec/e90-a.10.2301

    Web of Science

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  • RC4に対するweak keyを利用した秘密鍵探索手法

    2007年

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  • MICKEYの鍵スケジューリングアルゴリズムの解析

    2007年

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  • DECIM v2に対する位相ずれ等価鍵を用いた鍵回復攻撃

    2007年

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  • 振幅情報に対する量子秘密分散法

    2007年

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  • TewsらによるWEPに対する鍵回復攻撃に関する考察

    2007年

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  • Query Complexity for Distinguishing r-to-One Random Functions

    2007年

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  • Indifferentiable Double-Block-Length Compression Function

    2007年

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  • Conditions for Achieving a Revocable Network Coding Scheme

    2007年

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  • Query Complexity for Distinguishing r-to-One Random Functions

    2007年

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  • Analysis of the Lai-Massey Compression Function

    2007年

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  • Analysis of the Lai-Massey Compression Function

    2007年

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  • Indifferentiable Double-Block-Length Compression Function

    2007年

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  • Conditions for Achieving a Revocable Network Coding Scheme

    2007年

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  • MD5の衝突条件の検証

    2006年

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  • 複数キュービットに対する量子秘密分散法

    2006年

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  • MD5の衝突条件の再検討

    2006年

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  • Indifferentiable construction of compression functions

    2006年

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  • IVの固有値に依存しないWEPの鍵復元攻撃

    2006年

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  • Revocable Network Coding Scheme for Specific Networks

    2006年

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  • 二つの状態を用いたしきい値量子秘密分散法

    2006年

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  • A practical key recovery attack against Py and Pypy with chosen IVs

    2006年

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  • IVの固有値に依存しないWEPの鍵回復攻撃における復元可能な秘密鍵の割合の向上について

    2006年

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  • Collision-Controllable Hash Function

    Proceedings of the 2006 International Symposium on Information Theory and its Applications   392-397   2006年

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  • Collision-Controllable Hash Function

    Proceedings of the 2006 International Symposium on Information Theory and its Applications   392-397   2006年

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  • A practical key recovery attack against Py and Pypy with chosen IVs

    2006年

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  • Security of Modified Counter Modes

    2006年

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  • Indifferentiable construction of compression functions

    2006年

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  • Revocable Network Coding Scheme for Specific Networks

    2006年

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  • IPトレースバック相互接続における秘匿性を考慮したパケット通過確認方式

    2006年

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  • Security of Modified Counter Modes

    2006年

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  • ストリーム暗号Pyの鍵回復攻撃に関する一考察

    2006年

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  • Pyに対する鍵回復攻撃の実現について

    2006年

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  • Secure length-preserving all-or-nothing transform 査読

    H. Kuwakado, H. Tanaka

    IPSJ Journal   vol. 46, no. 8, pp. 1843-1851   2005年8月

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  • Visual Cryptographic Protocols Using the Trusted Initializer

    2005年

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  • BCH符号を用いた情報理論的に安全な鍵共有法

    2005年

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  • Dual-CPU上におけるBlock Lanczos法の並列実装

    2005年

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  • 光子分割攻撃に対する安全性の改善

    2005年

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  • Invertibility of Functions Involving Circular Shift Operations and the Contruction of Hash Functionss

    2005年

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  • Trusted Initializerを用いた視覚復号型Oblivious Transfer

    2005年

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  • パケット流量予測を用いたネットワーク異常検知システム

    2005年

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  • 行列分割を用いたBlock Lanczos法の改良

    2005年

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  • Visual Commitment Using the Trusted Initializer

    2005年

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  • 時系列上でのイベント依存モデルに基づく被害予測システムの開発

    2005年

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  • Visual Cryptographic Protocols Using the Trusted Initializer

    Information and Communications Security, 7th International Conference, ICICS 2005, Lecture Notes in Computer Science   3783・112-122   2005年

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  • Restrictively Sanitizable Signature Scheme

    2005年

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  • ターボ符号を用いた情報量的に安全な鍵共有法

    2005年

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  • Secure Length-Preserving All-or-Nothing Transform

    情報処理学会論文誌   46・8・1843-1851   2005年

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  • 非隣接形式を用いたMiller法の高速化

    2005年

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  • Restrictively Sanitizable Signature Scheme

    2005年

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  • Visual Commitment Using the Trusted Initializer

    2005年

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  • Invertibility of Functions Involving Circular Shift Operations and the Contruction of Hash Functionss

    2005年

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  • Size Reduction of a Share in Visual Secret Sharing Shemes.

    2004年

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  • 暗号システムの安全性を向上させる暗号化モードに関する研究

    電気通信普及財団研究調査報告書   19,242-251   2004年

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  • Fail-Stop Signature Scheme Based on the One-Way Permutaion

    2004年

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  • Size-Reduced Visual Secret Sharing Scheme

    IEICE Trans.on Fundamentals   E87-A(5),1193-1197   2004年

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  • Signature Scheme Suitable for Related Files

    Proceedings of ISITA2004   134-139   2004年

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  • Size-Reduced Visual Secret Sharing Scheme

    E87-A(5),1193-1197   2004年

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  • Signature Scheme Suitable for Related Files

    134-139   2004年

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  • Size Reduction of a Share in Visual Secret Sharing Shemes.

    2004年

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  • Fail-Stop Signature Scheme Based on the One-Way Permutaion

    2004年

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  • Secure of the Length-Preserving All-or-Nothing Transform

    2004年

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  • Secure of the Length-Preserving All-or-Nothing Transform

    2004年

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  • Threshold ring signature scheme based on the curve 査読

    H. Kuwakado, H. Tanaka

    IPSJ Journal   vol. 44, no. 8, pp. 2146-2154   2003年8月

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  • Threshold Ring Signature Scheme baced on the Curve.

    IPSJ Journal   44(8),2146-2154   2003年

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  • Threshold Ring Signature Scheme baced on the Curve.

    44(8),2146-2154   2003年

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  • Encryption Mode Withstanding the Ciphertext Block Loss

    2003年

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  • Transitive Signature Scheme for Directed Trees

    E86-A(5),1120-1126   2003年

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  • Efficient Relative Time-Stamping Scheme baced on the Ternary Link

    E86-A(10),2552-2559   2003年

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  • Strongly Non-Separable Encryption Mode for Throwing a Media Away.

    2003年

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  • Digital Signature Scheme for a set of messages

    2003年

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  • Ring Signature Scheme Using the Chinese Remainder Theorem.

    2003年

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  • Encryption Mode Withstanding the Ciphertext Block Loss

    2003年

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  • Strongly Non-Separable Encryption Mode for Throwing a Media Away.

    2003年

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  • Efficient Relative Time-Stamping Scheme baced on the Ternary Link

    IEICE Trans.   E86-A(10),2552-2559   2003年

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  • Digital Signature Scheme for a set of messages

    2003年

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  • Ring Signature Scheme Using the Chinese Remainder Theorem.

    2003年

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  • Threshold Ring Signature Scheme baced on the Curve.

    Proceedings of the 2003 IEEE International Symposium on Information Theory.   139   2003年

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  • 暗号システムの安全性を向上させる暗号化モードに関する研究

    電気通信普及財団調査報告書   18,269-274   2003年

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  • Transitive Signature Scheme for Directed Trees

    IEICE Trans.   E86-A(5),1120-1126   2003年

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講演・口頭発表等

  • White-Box Symmetric Cipher Using Quantum Memory

    Hidenori Kuwakado, Shoichi Hirose, Masahiro Mambo

    2020年1月 

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    開催年月日： 2020年1月

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  • Authenticated Encryption Based on Lesamnta-LW Hashing Mode

    Shoichi Hirose, Shoichi Hirose, Hirotaka Yoshida

    2019年12月 

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    開催年月日： 2019年12月

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  • Secret Sharing Schemes Using Modulo-2^{m} Arithmetic Operations

    桑門秀典

    The 2018 IEEE Conference on Dependable and Secure Computing  2018年12月 

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    開催年月日： 2018年12月

    Cloud services using secret sharing schemes have been launched recently. Since secret sharing schemes have been usually achieved over a finite field, the throughput for sharing and reconstructing a secret depends on the implementation of finite field operations. However, almost all the CPUs do not support finite-field operations as primary instructions. We study k-outof-n secret sharing schemes using the linear transform over Z_{2^m}. The advantage of the linear transform over Z_{2^m} is that almost all the CPUs support a modulo-2^m addition, a modulo-2^m subtraction, and a modulo-2^m multiplication as primary instructions. We show the conditions of an encoding matrix to achieve the k-out-of-n secret sharing scheme based on the linear transform over Z_{2^m}. The conditions suggest that the k-out-of-n secret sharing scheme over Z_{2^m} is non-ideal. We also show the maximum size of a secret if the Vandermonde matrix whose all the elements are a power of two is used as the encoding matrix.

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  • Parallelizable Message Preprocessing for Merkle-Damgard Hash Functions

    桑門秀典, 廣瀬勝一, 満保雅浩

    2018 International Symposium on Information Theory and Its Applications  2018年10月 

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    開催年月日： 2018年10月

    Since well-known hash functions sequentially process a message, the time for computing a digest strongly depends on the performance of a single processor. Even if multi-core processors are available, it is difficult to reduce the time. This paper focuses on designing a message preprocessing that can fully utilize multi-core processors. Since our message preprocessing can be efficiently computed by massively parallel processing, it contributes to reduce the time for computing a digest. The experiments using graphics processing units show that our message preprocessing improves the throughput for computing a digest.

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  • Artificial Metrics of Electric Devices and Their Applications

    桑門秀典, 堀井康史, 小林孝史, 蒲原智也

    関西大学総合情報学部  2017年7月 

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    開催年月日： 2017年7月

    An Identification of artificial objects is lately receiving much attention for two reasons: the problem of counterfeiting of artificial objects, such as goods that use brand names, in international trade and the necessity of achieving a secure communication in the Internet of Things (IoT), which is a network of artificial objects that are embedded with network connectivity. To identify artificial objects, “fingerprints” of artificial objects, introduced during manufacturing and non-separable characteristics from artificial objects themselves, have to be discovered. This article reports fingerprints for acceleration sensors, flash memory, non-Foster matching circuits and elemental techniques for identifying fingerprints or measuring fingerprints with stability. This article demonstrates an encoding method for recording fingerprints securely in a distributed storage system.

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  • Apseudorandom-function mode based on Lesamnta-lw and the MDP domain extensionand its application

    S. Hirose, H. Kuwakado, H. Yoshida

    NIST Lightweight Cryptography Workshop 2016  2016年10月 

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    開催年月日： 2016年10月

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  • Acollision attack on a double-block-length compressionfunctioninstantiated with round- reduced AES-256

    J. Chen, S. Hirose, H. Kuwakado, A. Miyaji

    The 17th International Conference on Information Security and Cryptology (ICISC 2014), Lecture Notes in Computer Science  2014年12月 

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    開催年月日： 2014年12月

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  • Secure regenerating codes using linear MBR/MSR codes and the all-or-nothing transform

    H. Kuwakado, M. Kurihara

    Proceedings of the 2014 International Symposium on Information Theory and its Applications  2014年10月 

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    開催年月日： 2014年10月

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  • Forward-secure sequentialaggregatemessage authentication revisited

    S. Hirose, H. Kuwakado

    Provable Security, Lecture Notes in Computer Science  2014年 

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    開催年月日： 2014年

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  • Ablock-cipher-based hashfunctionusinganMMO-type double-blockcompressionfunction

    S. Hirose, H. Kuwakado

    Provable Security, Lecture Notes in Computer Science  2014年 

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    開催年月日： 2014年

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  • Hashingmode using a lightweight blockcipher

    H. Kuwakado, S. Hirose

    Proceedings of the 14th IMA International Conference on Cryptography and Coding (IMACC 2013), Lecture Notes in Computer Science  2013年12月 

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    開催年月日： 2013年12月

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  • Redactable signature scheme for tree-structured data based on Merkle tree

    廣瀬勝一, 桑門秀典

    Proceedings of SECRYPT 2013, 10th International Conference on Security and Cryptography  2013年7月 

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    開催年月日： 2013年7月

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  • Compression functions using a dedicated blockcipher for lightweight hashing

    S. Hirose, H. Kuwakado, H. Yoshida

    Preproceedings of the 14th Annual International Conference on Information Security and Cryptology  2011年 

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    開催年月日： 2011年

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  • A Lightweight 256-bit Hash Function for Hardware and Low-end Devices: Lesamnta-LW

    S. Hirose, K. Ideguchi, H. Kuwakado, T. Owada, B. Preneel, H. Yoshida

    Proceedings of the 13th Annual International Conference on Information Security and Cryptology, ICISC 2010, Lecture Notes in Computer Science  2011年 

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    開催年月日： 2011年

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  • Quantum distinguisher between the 3-round Feistel cipher and the random permutation

    H. Kuwakado, M. Morii

    Proceedings of the 2011 IEEE International Symposium on Information Theory  2010年 

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    開催年月日： 2010年

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  • Quantum analysis of 2,3-round Feistel schemes

    H. Kuwakado, M. Morii

    Proceedings of the 9th Asian Conference on Quantum Information Science  2009年8月 

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    開催年月日： 2009年8月

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  • Pseudorandom-function property of the step-reduced compression functions of SHA-256 and SHA-512

    H. Kuwakado, S. Hirose

    Information Security Applications, 9th International Workshop, WISA 2008, Lecture Notes in Computer Science  2009年 

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    開催年月日： 2009年

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  • Multi-bit revocable network coding scheme for butterfly-like network

    H. Kuwakado, M. Morii

    Proceedings of the 2008 International Symposium on Information Theory and its Applications  2008年 

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    開催年月日： 2008年

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  • A scheme to base a hash function on a block cipher

    S. Hirose, H. Kuwakado

    Preproceedings of SAC (Selected Areas in Cryptography)  2008年 

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    開催年月日： 2008年

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  • How to break Py and Pypy by a chosen-IV attack

    T. Isobe, T. Ohigashi, H. Kuwakado, M. Morii

    Proc. of SASC 2007, The State of the Art of Stream Ciphers  2007年1月 

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    開催年月日： 2007年1月

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  • Collision-controllable hash function

    H. Kuwakado, M. Morii

    Proc. of the 2006 International Symposium on Information Theory and its Applications  2006年10月 

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    開催年月日： 2006年10月

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  • Visual cryptographic protocols using the trusted initializer

    H. Kuwakado, M. Morii, H. Tanaka

    Information and Communications Security, 7th International Conference, ICICS 2005, Lecture Notes in Computer Science  2005年12月 

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    開催年月日： 2005年12月

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  • Signature scheme suitable for related files

    H. Kuwakado, H. Tanaka

    Proc. of the 2004 International Symposium on Information Theory and its Applications  2004年10月 

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    開催年月日： 2004年10月

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  • Threshold ring signature scheme based on the curve

    H. Kuwakado, H. Tanaka

    Proc. of the 2003 IEEE International Symposium on Information Theory  2003年6月 

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    開催年月日： 2003年6月

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  • Digital signature schemes for information disclosure

    H. Kuwakado, H. Tanaka

    Proc. of the 2002 International Symposium on Information Theory and its Applications  2002年10月 

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    開催年月日： 2002年10月

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  • Secure digital signature scheme against subliminal channel

    H. Kuwakado, H. Tanaka

    Proc. of the 2000 International Symposium on Information Theory and its Applications  2000年11月 

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    開催年月日： 2000年11月

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  • Cryptanalysis with the continued fraction

    H. Kuwakado, H. Tanaka

    Proc. of the 1998 International Symposium on Information Theory and its Applications  1998年10月 

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    開催年月日： 1998年10月

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  • Fast algorithm for finding a small root of a quadratic modular equation

    H. Kuwakado, H. Tanaka

    Proc. of the First International Workshop ISW'97, Lecture notes in Computer Science 1396  1998年9月 

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    開催年月日： 1998年9月

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  • A new RSA-type cryptosystem over singular elliptic curves

    H. Kuwakado, K. Koyama

    Proc. of Applications of Finite Fields  1994年7月 

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    開催年月日： 1994年7月

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受賞

  • 活動功労賞

    2011年4月   電子情報通信学会関西支部長  

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    受賞国：日本国

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  • 編集活動感謝状

    2006年11月   電子情報通信学会基礎・境界ソサイエティ編集長  

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    受賞国：日本国

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  • 功労感謝状

    2005年9月   電子情報通信学会基礎・境界ソサイエティ  

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    受賞国：日本国

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  • 情報処理学会論文賞

    2004年5月   情報処理学会  

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    受賞国：日本国

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  • 1994年 暗号と情報セキュリティシンポジウム論文賞

    1994年1月   電子情報通信学会情報セキュリティ研究専門委員会  

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    受賞国：日本国

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  • 1993年暗号と情報セキュリティシンポジウム論文賞

    1993年1月   電子情報通信学会情報セキュリティ研究専門委員会  

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    受賞国：日本国

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 量子力学的特性を利用したデータセキュリティ技術の創出

    研究課題/領域番号：22K11914  2022年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    桑門 秀典, 廣瀬 勝一, 満保 雅浩

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    配分額：4160000円 （ 直接経費：3200000円 、 間接経費：960000円 ）

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  • 応用の広がりを考慮した暗号方式の設計と評価

    研究課題/領域番号：21K11885  2021年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    廣瀬 勝一, 桑門 秀典, 満保 雅浩

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    配分額：4030000円 （ 直接経費：3100000円 、 間接経費：930000円 ）

    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，(a)衝突計算困難性を有する擬似ランダムハッシュ関数を提案した。これは，Merkle-Damgaardハッシュ関数に基づく鍵付きハッシュ関数であり，圧縮関数の計算回数最小化を達成しており，同じ安全性を有する標準鍵付きハッシュ関数HMACよりも効率が良い。このハッシュ関数が衝突計算困難性を有することと，擬似ランダム関数であることは，それぞれについて圧縮関数が満たすべき十分条件が提示され，数学的な証明により示されている。この成果については国際会議ICISC 2021で発表した。なお，近年，共通鍵認証暗号の実用について，衝突計算困難性を有する擬似ランダムハッシュ関数の興味深い役割が指摘されており，この成果は課題(2)にも関連する。(b)耐量子計算機暗号の有力候補の一つである同種写像暗号について，GPUを有する組み込み型プロセッサにおける軽量実装を目標として，多倍長演算をGPUで行うことを検討した。同種写像暗号は他の方式と比較して計算量が多いことが欠点であるが，本研究では，GPUが有する Cooperative Groups の機能に着目し，それを利用した計算速度向上とCPU負荷軽減を目指して実装を行っている。
    課題(2) について，ハッシュ関数を用いるブルームフィルタを応用した正規表現向け検索可能暗号の安全性について評価を行い、安全性を保障するための条件について考察した。

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  • 量子状態の複製不可能性を利用した秘密情報管理法

    研究課題/領域番号：20K21798  2020年7月 - 2022年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    桑門 秀典, 廣瀬 勝一, 満保 雅浩

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    配分額：6370000円 （ 直接経費：4900000円 、 間接経費：1470000円 ）

    秘密のディジタル情報をユーザが使用するデバイス(装置)に保存しているアプリケーションには、ユーザの内部解析により秘密のディジタル情報が漏洩するリスクがある。本研究では、情報を量子状態で保存することで、情報の漏洩を原理的に防止できる方式を考案した。この方式では、攻撃者に与えられた量子状態に対して一般化Groverアルゴリズムによる振幅増幅を行っても、有益な情報が得られる確率が無視できることを示した。また、ランダムオラクルと非暗号学的置換から成る倍ブロック長圧縮関数の衝突を量子コンピュータを用いて発見しようとするとき、そのクエリ計算量が最大となる非暗号学的置換の十分条件を明らかにした。

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  • 低計算資源で実現可能なセンサ機器認証技術の研究開発

    研究課題/領域番号：18H03241  2018年4月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    桑門 秀典, 堀井 康史, 小林 孝史

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    配分額：17290000円 （ 直接経費：13300000円 、 間接経費：3990000円 ）

    低計算資源で実現可能なセンサ機器で認証プロトコルを実行できるように、PUF、Fuzzy extractor、認証プロトコルの三つを統合的に検討した。センサに必要なアナログフロントエンド回路を実装するプログラマブルアナログICがPUFとして利用可能であることがわかった。Fuzzy extractorでの利用を想定して、整数環上で秘密分散法を考案し、公開鍵暗号の一つであるNTRU暗号を用いたFuzzy extractorを構成した。認証プロトコルに必要な軽量ブロック暗号をC言語プログラムから高位合成によってFPGA実装を行い、C言語による記述と消費電力の関係を調べた。

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  • 標準暗号とその利用法の安全性評価に関する研究

    研究課題/領域番号：16H02828  2016年4月 - 2019年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    廣瀬 勝一, 桑門 秀典, 満保 雅浩

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    配分額：16900000円 （ 直接経費：13000000円 、 間接経費：3900000円 ）

    本研究で得られた主な成果は，共通鍵暗号に関して，標準暗号の構成要素を利用して，標準暗号と同等の安全性を保証しつつ，もとの標準暗号よりも効率の良い構成法を提案したことである。これらの提案法の安全性については，それを数学的な証明によって明らかにした。また，公開鍵暗号については，将来の標準暗号の有力な候補と考えられる誤り訂正符号に基づく暗号化方式について，それに対する攻撃アルゴリズムを一般化し，その性能を評価した。

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  • 格子問題に基づく暗号プリミティブの構成法に関する研究

    研究課題/領域番号：25330152  2013年4月 - 2016年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    桑門 秀典, 廣瀬 勝一

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    配分額：4940000円 （ 直接経費：3800000円 、 間接経費：1140000円 ）

    Ajtai-GGH関数とSWIFFT関数は，原像困難性と衝突困難性が格子問題の困難性に帰着されるという点が既存のハッシュ関数よりも優れている．本研究では，まず，これらの関数の帰着技法やSWIFFT関数で利用されている高速化の工夫の調査を行った．その結果に基づき，Ajtai-GGH関数をメッセージの前処理として利用するハッシュ関数の構成法を考案し，安全性の理論的検証と計算機実験による性能評価を行った．格子問題と関連するnearest-neighbor問題を任意の有限体上で解くアルゴリズムを開発した．

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  • 証明可能安全性を有する応用指向セキュリティプロトコルの開発

    研究課題/領域番号：25330150  2013年4月 - 2016年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    廣瀬 勝一, 桑門 秀典

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    配分額：4940000円 （ 直接経費：3800000円 、 間接経費：1140000円 ）

    セキュリティプロトコルは，情報通信の安全性を保証する基盤技術であり，様々な応用に対して多数の提案がなされているが，その中には安全性が十分に検討されていないものが多く存在する．本研究では，それらのうち，共通鍵暗号に基づく逐次型メッセージ認証方式やロギング方式について，それらの安全性を定義し，定義された安全性を満たすことが数学的に証明される新たな方式を提案した，さらに，これらの構成要素として利用できるハッシュ関数について新たな構成法を提案するとともに，攻撃，証明の両方の観点から安全性を評価した．

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  • ライトウエイトハッシュ関数の設計技術及び安全性解析技術に関する研究

    研究課題/領域番号：22560376  2010年 - 2012年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    桑門 秀典

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    配分額：4290000円 （ 直接経費：3300000円 、 間接経費：990000円 ）

    超小型電子機器によるネットワークにおいて,安全な通信を実現するために回路規模が極めて小さい暗号プリミティブが必要とされている.本研究では,回路規模が小さいハッシュ関数(ライトウエイトハッシュ関数)を二つ提案(Lesamta-LW, DbMMO)し,その安全性解析を行った.そして,既存のブロック暗号KATANがDbMMOで仮定された安全性の一つを満足するかどうかを計算機実験により調べた.また,量子計算機が安全性に与える影響について検討行い,ブロック暗号の構成によっては,古典計算機のみの場合よりも少ない計算量で安全性が損なわれる可能性を明らかにした.

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  • オーバーレイ可能な機能的ネットワーク符号化に関する研究

    研究課題/領域番号：19560384  2007年 - 2009年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    桑門 秀典

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    配分額：4550000円 （ 直接経費：3500000円 、 間接経費：1050000円 ）

    ネットワーク符号化は,中継ノードで適切な符号化を行うことで,ネットワークがもつ伝送効率を最大にする技術である.近年,伝送効率の向上だけでなく,様々な機能がネットワーク符号化により実現できることが分かってきた.本研究では,送信者が受信者を動的に選択できる符号化法を提案し,その符号化法が適用できるネットワーク形状を明らかにした.また,本研究では,ネットワーク的計算と並列計算法であるビットスライス計算の類似性に着目し,既知のビットスライス計算の最適性をネットワーク的計算の立場から検討を行った.

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  • 放送型暗号通信システムにおけるグループ鍵管理方式に関する研究

    研究課題/領域番号：16560338  2004年 - 2006年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    田中 初一, 桑門 秀典, 栗林 稔

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    配分額：2800000円 （ 直接経費：2800000円 ）

    本研究では,グループ鍵共有という極めて困難な問題を包含する放送型暗号通信システムにおけるグループ鍵管理方式を実現するために,公開鍵リストが不要なID情報に基づく暗号系に着眼した.またユーザのID情報の集合に樹構造(tree structure)を導入することにより,秘密鍵の個数が指数関数的爆発を生じることなくユーザのグループを指定して,ID暗号系によりグループの共通鍵を配送するという独創的な発想に基づき,上記の極めて困難な問題の解決を試みる.
    まず本年度は,結託閾値がなくセンタの計算負荷の軽い理想的なID情報に基づく鍵共有法の研究を行った.素因数分解問題の困難さを安全性の根拠とし,多項式オーダーの時間で容易に解ける離散対数問題を2回解いて,それらの解を合成することにより各ユーザの秘密情報が容易に生成できて,またユーザ間の共通鍵の生成はただ1回の冪乗演算で実行できるという,画期的なID情報に基づく鍵共有法と暗号系の実現法の開発に成功した.
    実現法の詳細はつぎの通りである.まずp,qを大きな素数とし,n=pq,L=1cm{p-1,q-1},L_1=L/(p-1),L_2=L/(q-1)とおく.ただし,p-1=αγ,q-1=βδと素因数分解され,α,βは大きな素数で,γ,δは大きな素因数を含まない合成数とする.次に方程式ID^α_l=g^<αx_l>(mod p)及びID^β_l=g^<βy_l>(mod q)をx_l及びy_lについて解いて,ID_lに対応するユーザlの秘密情報をd_l=αL_1x_l+βL_2y_l(mod L)とし,各ユーザlに秘密哩に配布する.最後に任意の二人のユーザをA,Bとして,AB間の鍵共有はK_<AB>=ID^<d_A>_B=ID^<d_B>_A=g^<αL_1x_Ax_B+βL^2y_Ay_B>(mod n)により容易に実行できる.

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  • 内部告発を支援する情報セキュリティ技術に関する研究

    研究課題/領域番号：16760300  2004年 - 2005年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    桑門 秀典

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    配分額：3600000円 （ 直接経費：3600000円 ）

    多くの「企業不祥事」が「内部告発」によって明らかになっている.欧米では内部告発者を保護する法律が制定されており,日本でもそのような法律の制定を求める動きがある.しかし,このような法律があったとしても,内部告発者は自分自身を守るため,自分の身元を隠しつつ,告発文書の正当性を第三者に示したいと考えるだろう.本研究では,このようなシステムを実現するために必要な情報セキュリティ技術の研究を行った.
    平成16年度は,提案システムを実現するための要素技術として.署名の匿名化と身元・内容の段階的開示のために必要な新しい暗号用ハッシュ関数を考案した.TRCHFを用いると,もし内部告発者が身元・内容を段階的開示している途中でその開示をやめたいと考えたならば,あたかも開示を続けているかのようにしつつ,開示をやめることができる.
    平成17年度は,文書内容が開示されていないときに,第三者がその文書の真偽を確認するために,あるキーワードがその文書に含まれているかどうかを検査できるブラインド検索機能の研究を行った.そのために,乱数の生成方法について検討を行ったが,安全なブラインド検索機能の実現には,まだ解決すべき課題が残っている.
    本システムには,告発者だけが知り得る暗号技術に関する秘密情報がある.通常,このような秘密情報は定期的に変更することが望ましいとされている.しかし,本システムの場合,その秘密情報は告発者と告発文書を結びつけるものであり,安易には変更できない.まず,告発者のバイオメトリック情報を利用して秘密情報の更新を行うことを検討したが,バイオメトリック情報は変更が難しいので,一旦それが漏洩すると極めて危険な状態になる.そこで,告発者であることを物理的に示すことができる方式の検討を行い,スライドに印刷された画像を用いて安全に認証が行うことができることを示した.

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  • 偽造が証明可能なディジタル署名方式に関する研究

    研究課題/領域番号：14750293  2002年 - 2003年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    桑門 秀典

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    配分額：3800000円 （ 直接経費：3800000円 ）

    ディジタルデータの正当性を保証するディジタル署名技術が急速に普及しつつある.本研究の目的は,ディジタル署名が偽造された場合,正規の署名者がそれが偽造されたものであることを証明できる機能をもつ実用的なディジタル署名方式を考案することである.
    平成15年度では,偽造が証明可能なディジタル署名方式を一般的な仮定の下で構成する方法について研究を行った.その結果,衝突を制御できるハッシュ関数(衝突制御型ハッシュ関数)の概念を提案し,その具体的な構成法を発見した.衝突制御型ハッシュ関数とは,n個の入力の値に対しては同じ出力値を得ることが容易だが,n+1個の入力の値に対しては同じ出力値を得ることが難しいような関数である.衝突制御型ハッシュ関数を用いると,任意の衝突困難な一方向性ハッシュ関数を用いて,偽造が証明可能なディジタル署名方式を構成できる.この衝突制御型ハッシュ関数は,本研究だけでなく,さまざまなアプリケーションに利用できるものであり,今後さらに研究を進める予定である.
    平成15年度の後半は,衝突制御型ハッシュ関数の実装を行った.計算機シミュレーションによりn=2の衝突制御型ハッシュ関数は高速に計算可能であることが確認された.n≦5ならば,LLLアルゴリズムを用いて実用的な時間内で計算可能であるが,nが大きくなると,実用的な時間内で計算することが難しいことが判明した.

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  • 超大規模暗号通信ネットワーク用新鍵管理システムに関する研究

    研究課題/領域番号：14550358  2002年 - 2003年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    田中 初一, 桑門 秀典

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    配分額：3600000円 （ 直接経費：3600000円 ）

    高度情報化社会の進展と共に"情報セキュリティ"という新しい重要な問題が発生した.情報セキュリティの問題を解決するために有効な手法として,暗号化技術がある.暗号化技術を適用する際に最も重要な問題は,如何にして暗号化・復号に用いる鍵の共有を行うかである.特に不特定多数のユーザ間で暗号通信を行うための鍵共有は極めて困難である.
    本研究では,この極めて困難な問題を解決するために,超大規模暗号通信ネットワークに適用できる新しい鍵管理システムについて研究を行った.その基本的発想は,公開鍵暗号系の公開鍵リストを除去するために,ID情報に基づく暗号系の概念を導入し,その容易な実現法についての研究を推進し,安全性が極めて高く実現が容易なID情報に基づく鍵共有法の開発に成功した.また超大規模暗号通信ネットワークに適用するためには鍵生成センタの負荷を大幅に軽減する必要があり,その目的を達成するために,鍵生成センタのクローン(clone)を生成するという全く新しい独創的な発想を得た.この発想を実現するためにクローンセンタを構築するための理論的研究を行い,情報的に一方向性を有するクローンセンタの構成に成功した.その結果,クローンの概念を導入した鍵生成センタは,樹枝状に何階層にも階層化が可能であるので,超大規模暗号通信ネットワークにおける鍵共有並びに郵便型の暗号通信が可能となった.
    最後に上記研究成果の実用化の可能性と有効性を性を確認するために,鍵生成センタの機能を高性能PCクラスタシステム上で実装し,任意の2ユーザ間の鍵共有実験並びに暗号化・復号実験を行った.また鍵生成センタのクローンセンタが問題なく機能するかどうかを確認実験を行った.その結果,実用化の可能性と有効性が確認できた.

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  • サブリミナルチャネルの悪用防止技術に関する研究

    研究課題/領域番号：12750336  2000年 - 2001年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  奨励研究(A)

    桑門 秀典

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    配分額：2400000円 （ 直接経費：2400000円 ）

    サブリミナルチャネルを用いると,ディジタル署名の中に秘密情報を隠すことができる.署名者はその秘密情報の存在を第三者に知られることなしに送信できるので,悪用される可能性がある.しかし,もし秘密情報が存在する場合,そのディジタル署名を中継する者が,その秘密情報を破壊するような操作が可能であれば,全てのデータにその操作を施すことによってサブリミナルチャネルによる通信を防止することができる.このような操作が可能であるようなディジタル署名方式を開発し,実用化の検討を行うことが本研究の目的である.
    1.提案するディジタル署名方式の効率の向上:合成数を法とする平方根を求める困難さに安全性の根拠をおく使い捨て型ディジタル署名を基にして,サブリミナルチャネルの悪用を防止できるディジタル署名方式を考案した.この方式は,極めて効率が良く,現在の計算機上での実装も容易である.一般的に自己ランダム帰着という性質をみたす問題の中で,一方向性をもつ問題を利用した使い捨て型ディジタル署名は,効率が良く,かつサブリミナルチャネルの悪用を防止できるディジタル署名方式に変換できることがわかった.
    2.提案方式の安全性の検討:提案方式の安全性は,妥当な計算量的困難性な仮定に基づいている.悪意のある署名者が秘密情報をディジタル署名に隠したとしても,それが受信者に伝わる確率は,無視できる程小さいことがわかった.
    3.提案方式の実用化の検討:提案方式の実装は容易であり,計算に要する時間も短い.ただし,転送すべきデータが比較的多いので,低速なネットワークでは支障がでる可能性がある.しかし,近年の高速ネットワークの整備を考慮すれば,この欠点はあまり問題にならないと考えられる.

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  • 視覚特性を利用した画像情報の暗号化技術に関する研究

    研究課題/領域番号：10780261  1998年 - 1999年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  奨励研究(A)

    桑門 秀典

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    配分額：2000000円 （ 直接経費：2000000円 ）

    1.画像の特徴を考慮した視覚復号型暗号の構成法の研究
    前年度の本研究で得られた方式と従来方式を組み合わせることにより,分割画像のサイズを選択することができる.とくに,線画のような白画素が大部分を占める画像の場合,幾つかの白画素をまとめて提案方式を適用することにより,再構成画像のサイズの増加を防ぐことができる.また,通常,画像情報は矩形領域で表現されるが,矩形でないような画像情報の場合でも視覚復号型暗号が適用可能となった.
    2.提案方式の実装
    提案方式をソフトウエアで計算機上に実装した.画素数が65536の画像に提案方式を適用したところ,その実行時間は0.5秒未満であった.また,必要とする記憶量も現在のパソコンならば,全く問題にならない程度であることが確認できた.
    3.再構成画像の画質評価
    従来方式の場合,分割枚数に対して再構成画像のサイズが指数関数的に増加するため,再構成画像全体をパソコンのディスプレイで表示できないことがある.しかしながら,提案方式の場合,再構成画像のサイズがあまり大きくならないため,再構成画像全体をディスプレイで容易に表示することができる.また,原画像が白黒の二値画像の場合,従来方式では,原画像では白画素で表示されている領域に再構成画像では幾つかの黒画素が表示される.しかしながら,提案方式では,原画像で白画素で表示されている領域に黒画素が表示される確率が低くなっている.
    4.提案方式の安全性評価
    従来方式と同様の手法により提案方式の安全性を保証できることが判明した.したがって,提案方式は情報理論的に安全である.

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