JP6059161B2 - シェア変換システム、シェア変換方法、プログラム - Google Patents
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以下、本発明で用いられるアルゴリズム、プロトコルについて説明する。本明細書では、通信手順を含まない一連の動作をアルゴリズム、通信手順を含む一連の動作をプロトコルと呼ぶ。秘密分散のパラメータとしてデータがn個のシェアに分割され、任意のk個のシェアを集めることで復元が可能であり、t台までのパーティの結託に対し安全であるとする。kを復元しきい値、tを安全しきい値とも呼ぶ。この3変数の間にはt<k≦nが成り立つ。ランプ型((k,t,n)-Ramp)を以下の2つのアルゴリズムの組(Ramp.Share,Ramp.Rec)とする。
Ramp.Shareアルゴリズムでは、Ramp型の平文空間である
Ramp.Recアルゴリズムでは、n個のインデクス(0,1,…,n-1)のうち任意のk個のインデクスを(i1,i2,…,ik)とし、任意のk個のRamp型の平文のシェアである
本発明で用いられるCheckConsistencyアルゴリズムとはコンシステンシー(consistency)と呼ばれる「n個のシェアのうちどのk個のシェアを用いても同じ値が復元される」性質が満たされているかチェックするものであり、例えばn個のシェアのうち全てのk個のシェアの組に対して復元を行い、同じ値が復元されるかどうかチェックするという方法がある。また、(k,t,n)-Rampであれば後述するalgorithm2、(t,n)-Linearであれば後述するalgorithm3でもよい。
Beerliova-TrubiniovaとHirt(詳細は参考非特許文献1を参照)は、Hyper-invertible matricesと呼ばれる、任意の小行列が逆行列を持つような行列を定義した。
(参考非特許文献1:Zuzana Beerliova-Trubiniova and Martin Hirt. Perfectly-secure MPC with linear communication complexity. In Ran Canetti, editor, TCC, Vol. 4948 of Lecture Notes in Computer Science, pp. 213-230. Springer, 2008.)
あるn行m列の行列Mがhyper-invertibleであるとは、任意のインデックス集合R⊆{0,…,m-1},C⊆{0,…,n-1},|r|=|C|について、MC Rが逆行列を持つことを言う。ただし、MRとはMのi∈Rであるようなi列を持ってきたものであり、MCとはMのi∈Cであるようなi行を持ってきたものであり、MC R=(MR)Cである。Hyper-invertibleな行列Mは、例えば以下のように構成できる。
α0,…, αn-1,β0,…,βn-1を、任意の体
以下、図4、図5を参照して第1乱数生成部111について説明する。図4は、本実施例の第1乱数生成部111の構成を示すブロック図である。図5は、本実施例の第1乱数生成部111の動作を示すフローチャートである。第1乱数生成部111が実行する一連の通信手順(プロトコル)をprotocol1と呼ぶ。
以下、Ramp型のシェアのコンシステンシーを検証するalgorithm2について説明する。algorithm2は、前述のステップS1118において、Ramp型コンシステンシー検証部1118が実行するアルゴリズムである。このアルゴリズムでは、任意のn個のRamp型の平文のシェア
以下、線形秘密分散のシェアのコンシステンシーを検証するalgorithm3について説明する。algorithm3は、前述のステップS111Aにおいて、線形秘密分散コンシステンシー検証部111Aが実行するアルゴリズムである。このアルゴリズムでは、任意のn個の線形秘密分散の平文のシェア
Vに含まれるインデクスlを選び,
検証用インデクスの集合を
次に、図6、図7を参照して第2乱数生成部211について説明する。図6は本実施例の第2乱数生成部211の構成を示すブロック図である。図7は、本実施例の第2乱数生成部211の動作を示すフローチャートである。
次に、図8、図9を参照して線形Ramp変換部112について説明する。図8は、本実施例の線形Ramp変換部112の構成を示すブロック図である。図9は、本実施例の線形Ramp変換部112の動作を示すフローチャートである。線形Ramp変換部112が実行する一連の通信手順(プロトコル)をprotocol5と呼ぶ。
次に、図10、図11を参照してRamp線形変換部113について説明する。図10は、本実施例のRamp線形変換部113の構成を示すブロック図である。図11は、本実施例のRamp線形変換部113の動作を示すフローチャートである。Ramp線形変換部113が実行する一連の通信手順(プロトコル)をprotocol4と呼ぶ。
Claims (8)
- nを装置の台数とし、kを復元しきい値とし、tを安全しきい値とし、2t台のシェア変換検証装置と、n−2t台のシェア変換装置からなるシェア変換システムであって、
前記シェア変換検証装置と前記シェア変換装置は、線形Ramp変換部を含むものとし、
Ramp型の変換用乱数と線形秘密分散の変換用乱数とが等しくなるものとし、
前記線形Ramp変換部は、
k−t個の線形秘密分散の平文のシェア群と、前記Ramp型の変換用乱数のシェアと、前記線形秘密分散の変換用乱数のシェア群を入力とし、
前記線形秘密分散の平文のシェア群の各シェアと、前記各シェアに対応する前記線形秘密分散の変換用乱数のシェア群の各シェアの差分に基づいて、乱数でマスクされた平文の線形秘密分散のシェア群を生成する被マスク平文線形シェア群生成部と、
乱数でマスクされた平文を復元するアルゴリズムを実行して前記乱数でマスクされた平文の線形秘密分散のシェア群を復元する被マスク平文線形シェア群復元部と、
前記Ramp型の変換用乱数のシェアと前記乱数でマスクされた平文の多項式の加算値からRamp型の平文のシェアを生成して出力するRamp型平文シェア生成部とを含む
シェア変換システム。 - nを装置の台数とし、kを復元しきい値とし、tを安全しきい値とし、2t台のシェア変換検証装置と、n−2t台のシェア変換装置からなるシェア変換システムであって、
前記シェア変換検証装置と前記シェア変換装置は、Ramp線形変換部を含むものとし、
Ramp型の変換用乱数と線形秘密分散の変換用乱数とが等しくなるものとし、
前記Ramp線形変換部は、
Ramp型の平文のシェアと、前記Ramp型の変換用乱数のシェアと、前記線形秘密分散の変換用乱数のシェア群を入力とし、
前記Ramp型の平文のシェアと、前記Ramp型の変換用乱数のシェアの差分に基づいて、乱数でマスクされた平文のRamp型のシェアを生成する被マスク平文Rampシェア生成部と、
乱数でマスクされた平文を復元するアルゴリズムを実行して前記乱数でマスクされた平文のRamp型のシェアを復元する被マスク平文Rampシェア復元部と、
前記線形秘密分散の変換用乱数のシェア群と前記乱数でマスクされた平文群の加算値から線形秘密分散の平文のシェア群を生成して出力する線形秘密分散平文シェア群生成部とを含む
シェア変換システム。 - 請求項1に記載のシェア変換システムであって、
前記シェア変換検証装置と、前記シェア変換装置がさらに、
Ramp線形変換部を含み、
前記Ramp線形変換部は、
前記Ramp型の平文のシェアと、前記Ramp型の変換用乱数のシェアと、前記線形秘密分散の変換用乱数のシェア群を入力とし、
前記Ramp型の平文のシェアと、前記Ramp型の変換用乱数のシェアの差分に基づいて、乱数でマスクされた平文のRamp型のシェアを生成する被マスク平文Rampシェア生成部と、
乱数でマスクされた平文を復元するアルゴリズムを実行して前記乱数でマスクされた平文のRamp型のシェアを復元する被マスク平文Rampシェア復元部と、
前記線形秘密分散の変換用乱数のシェア群と前記乱数でマスクされた平文群の加算値から前記線形秘密分散の平文のシェア群を生成して出力する線形秘密分散平文シェア群生成部とを含む
シェア変換システム。 - nを装置の台数とし、kを復元しきい値とし、tを安全しきい値とし、2t台のシェア変換検証装置と、n−2t台のシェア変換装置が実行するシェア変換方法であって、
前記シェア変換検証装置と前記シェア変換装置は、線形Ramp変換ステップを実行し、 Ramp型の変換用乱数と線形秘密分散の変換用乱数とが等しくなるものとし、
前記線形Ramp変換ステップは、
k−t個の線形秘密分散の平文のシェア群と、前記Ramp型の変換用乱数のシェアと、前記線形秘密分散の変換用乱数のシェア群を入力とし、
前記線形秘密分散の平文のシェア群の各シェアと、前記各シェアに対応する前記線形秘密分散の変換用乱数のシェア群の各シェアの差分に基づいて、乱数でマスクされた平文の線形秘密分散のシェア群を生成する被マスク平文線形シェア群生成ステップと、
乱数でマスクされた平文を復元するアルゴリズムを実行して前記乱数でマスクされた平文の線形秘密分散のシェア群を復元する被マスク平文線形シェア群復元ステップと、
前記Ramp型の変換用乱数のシェアと前記乱数でマスクされた平文の多項式の加算値からRamp型の平文のシェアを生成して出力するRamp型平文シェア生成ステップとを含む
シェア変換方法。 - nを装置の台数とし、kを復元しきい値とし、tを安全しきい値とし、2t台のシェア変換検証装置と、n−2t台のシェア変換装置が実行するシェア変換方法であって、
前記シェア変換検証装置と前記シェア変換装置は、Ramp線形変換ステップを実行し、
Ramp型の変換用乱数と線形秘密分散の変換用乱数とが等しくなるものとし、
前記Ramp線形変換ステップは、
Ramp型の平文のシェアと、前記Ramp型の変換用乱数のシェアと、前記線形秘密分散の変換用乱数のシェア群を入力とし、
前記Ramp型の平文のシェアと、前記Ramp型の変換用乱数のシェアの差分に基づいて、乱数でマスクされた平文のRamp型のシェアを生成する被マスク平文Rampシェア生成ステップと、
乱数でマスクされた平文を復元するアルゴリズムを実行して前記乱数でマスクされた平文のRamp型のシェアを復元する被マスク平文Rampシェア復元ステップと、
前記線形秘密分散の変換用乱数のシェア群と前記乱数でマスクされた平文群の加算値から線形秘密分散の平文のシェア群を生成して出力する線形秘密分散平文シェア群生成ステップとを含む
シェア変換方法。 - 請求項4に記載のシェア変換方法であって、
前記シェア変換検証装置と、前記シェア変換装置がさらに、
Ramp線形変換ステップを実行し、
前記Ramp線形変換ステップは、
前記Ramp型の平文のシェアと、前記Ramp型の変換用乱数のシェアと、前記線形秘密分散の変換用乱数のシェア群を入力とし、
前記Ramp型の平文のシェアと、前記Ramp型の変換用乱数のシェアの差分に基づいて、乱数でマスクされた平文のRamp型のシェアを生成する被マスク平文Rampシェア生成ステップと、
乱数でマスクされた平文を復元するアルゴリズムを実行して前記乱数でマスクされた平文のRamp型のシェアを復元する被マスク平文Rampシェア復元ステップと、
前記線形秘密分散の変換用乱数のシェア群と前記乱数でマスクされた平文群の加算値から前記線形秘密分散の平文のシェア群を生成して出力する線形秘密分散平文シェア群生成ステップとを含む
シェア変換方法。 - コンピュータを、請求項1から3のいずれかに記載のシェア変換システムに含まれるシェア変換検証装置として機能させるためのプログラム。
- コンピュータを、請求項1から3のいずれかに記載のシェア変換システムに含まれるシェア変換装置として機能させるためのプログラム。
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JP2014006165A JP6059161B2 (ja) | 2014-01-16 | 2014-01-16 | シェア変換システム、シェア変換方法、プログラム |
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JP2015135382A JP2015135382A (ja) | 2015-07-27 |
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