【研究分野】情報セキュリティ

【研究領域課題番号】25240017 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

暗号・認証等 / セキュア・ネットワーク / アルゴリズム / 情報システム / ディペンダブル・コンピューティング / ユーザビリティ / プライバシー / セキュリティ・エコノミクス / 情報セキュリティ / セキュアネットワーク

【研究成果の概要】

ATM、災害対策等の観点から利用検討が進んでいる生体認証について、今後、組織間連携など利用が広がるにつれて、生体認証精度のばらつきやユーザのプライバシ懸念、嫌悪感などバイオメトリクスデータ特有の課題が生じると予想される。そこで、生体情報のコピーを作成が可能ということを示したウルフという安全性尺度を展開するともに、プライバシに関して、k匿名性という概念を踏まえて、信頼性をおくことについてのこれまでの研究を発展させた。結果として、複数主体が管理する際のデータ連係における限界点の解明や、生体情報特有のユーザ感覚に対する解決法の提案などを行なうことができ、問題解決に向けて大きく前進した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】43,550千円 (直接経費: 33,500千円、間接経費: 10,050千円)

【研究分野】情報学基礎

【研究領域課題番号】18500016 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

アルゴリズム / 暗号・認証等 / セキュアネットワーク / インターネット高度化 / バイオメトリクス / 認証 / テンプレート / データベース / セキュリティ

【研究成果の概要】

現在,主として生体認証はクローズ環境での認証に利用されているが,インターネットバンキングなど,将来的にオープン環境での利用が期待されている.そのような生体認証について,近年システム要件,データ形式の研究や国際標準化が進んでいるが,テンプレートのプライバシ保護技術について,十分な基礎研究がなされていない.認証とデータベース(DB)の視点から研究を行った.
ワンタイム生体認証として,認証セッションごとに異なる変換処理をテンプレートと検証用の特徴情報に施すことによってワンタイム性を持たせる手法について提案した.本手法では変換生成のTTPの秘密情報,認証セッション情報等のタイムスタンプ等の情報を利用して変換関数を生成,適用することによりワンタイム性を確保する.この手法では通信路上の盗聴に対して安全性を確保することが出来る.
テンプレートDBの保護方式1として,DB内部での格納アドレスを攪拌することによって,登録者ごとにテンプレートを分散格納する方法を提案した.この手法では,隣接するアドレスに同一人物のテンプレート要素が格納されることがないため,マップを入手されなければ,登録者のテンプレート全体を再構成することはできない.それゆえに成りすましを防止する効果もある.
テンプレートDBの保護方式2として,テンプレートが,登録者間で相互相関をもつことを利用して,登録者間の平均値情報との差分情報を登録テンプレートとして,ストレージに格納する,テンプレートDBを提案した.提案法では,成りすまし,改ざんを困難にする効果が見込まれる.
本補助金に基づく研究は,全研究過程の最初の段階に属している.平成19年度後半には,研究の発展段階として,装置への実装を行うため,アルゴリズムの開発に着手した.本成果を平成20年度に発表すべく,改良・実験を通じて準備を進めている.

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2006 - 2007

【配分額】3,630千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 330千円)

【研究分野】情報学基礎

【研究領域課題番号】18500015 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

情報基礎 / 暗号・認証等 / アルゴルズム / セキュア・ネットワーク / 高速実装 / アリゴリズム / アルゴリズム

【研究成果の概要】

18年度〜19年度は、以下の課題に関して研究を進めた。
(1)Koblitz曲線を用いた楕円曲線暗号のサイドチャンネル攻撃に対する防御方法として、虚二次体の元を秘密鍵の情報によらない固定パターンに展開するτ進数表現を提案した。
(2)公開鍵暗号を実装する群の平方算と乗算は秘密鍵のビット情報に対応している。乗算器に同じ値を入力した場合の消費電力が、通常の乗算と異なることを実験により実証した。
(3)高速な公開鍵暗号方式として知られているXTRにおいて、拡張ユークリッド互除法を改良し固定パターンを有するXTR加算鎖を構成した。
(4)RSA暗号を高速化する中国人剰余定理を利用したRSA-CRT法に関して、現在にまでに提案されているRSA-CRT法及びそれらに対するサイドチャンネル攻撃のサーベイを行った。
(5)標数3の有限体上の超特異曲線を利用したペアリングの最終羃部分を、トーラス群T2の構造を利用することにより50%高速化するアルゴリズムを提案した。
(6)電子署名方式ECDSAの署名検証方法に利用されるマルチスカラー倍算において、Shamirトリックを利用したマルチスカラー倍算において、Joint Hamming Weightが最小となるWindow法を提案した。
(7)高速な公開鍵暗号として有限体GF(p^6m)を利用したXTRを、標数3の有限体上で構成することにより、暗号文の大きさを1/6に圧縮する技術を提案した。
(8)Koblitz曲線のフロベニウス写像τによりスカラー倍算を効率的に計算する方法を考察し、TNAF5において従来7点必要な予備計算を2点にまで削減することに成功した。
(9)ランダム化には射影座標を利用してη_Tペアリングをサイドチャンネル攻撃に対して安全に実装する方法を考案した。
(10)ペアリング暗号に関して、基礎数理、暗号プロトコル、実装技術、暗号応用技術を網羅的に扱った世界で第1回目となる国際会議の予稿集である。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2006 - 2007

【配分額】3,950千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 450千円)

【研究分野】情報学基礎

【研究領域課題番号】15300004 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

暗号認証等 / アルゴリズム / 情報基礎 / 数理工学 / 情報システム / 楕円曲線暗号 / 実装攻撃 / 公開鍵暗号 / 離散対数 / XTR / 電力解析 / 暗号 / 情報セキュリティ / RSA暗号 / サイドチャネル攻撃 / 実装解析 / 高速実装

【研究成果の概要】

(1)楕円曲線暗号において、個別に議論されてきたサイドチャネル攻撃およびその防御法を、攻撃者の能力に関する仮定を明らかにした上で、事前計算テーブルの有無に着目し体系的に類別した。この分類を基にして、サイドチャネル攻撃に対する防御法の構成に対して、メモリと速度の観点から統一的見通しを与えた。
次にサイドチャネル攻撃に対する、事前計算テーブルを用いる新たな防御法として、wNAF(Width-w Non-Adjacent Form、幅w非隣接形式)法を用いた防御法を提案し、その安全性・効率性の解析を行なった。この防御法は、メモリと速度のトレードオフの関係において、最適であることも理論的に示した。
また、べき指数展開処理時に漏洩するサイドチャネル情報を用いて秘密べき指数を導出する方法について考察し、wNAF展開、fractional window展開については、SPAなどによりべき指数展開処理の実行シーケンスの特徴が検出できた場合に、観測した実行シーケンスから秘密べき指数を導出するアルゴリズムを構成した。
(2)楕円曲線暗号に対する実装攻撃の防御法として、Randomized Binary Signed Digitsとよばれる手法が提案されていたが、この防御法の不完全性を明らかした。
また、XTRとよばれる特殊な離散対数問題を利用した公開鍵暗号に対する実装攻撃の理論解析を行い、その防御法も検討した。その上で、XTRと楕円曲線暗号との性能比較を行った。
(3)代表的なKoblitz曲線を用いた公開鍵暗号に対する実装攻撃の理論分類・評価と同時に、実験的検証も試みた。特に、実装攻撃に対する2つの新しい防御法を提案した。2つの手法とも、単純電力解析に耐性を持つように固定パターン再符号化を利用するものである。プロジェクト最後の年であり、これまでの研究成果を整理し、残された検討課題を議論した。特にRFIDなどの現実のユビキタスシステムにおける実装環境での攻撃とその対策も考察した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2003 - 2005

【配分額】14,000千円 (直接経費: 14,000千円)