JPWO2020254177A5

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Publication number: JPWO2020254177A5
Application number: JP2021575035A
Authority: JP
Publication date: 2023-06-16

Claims

第１の暗号デバイスを用いて格子ベース鍵交換または格子ベース鍵カプセル化の鍵共有プロトコルを実行するための第２の暗号デバイスであって、前記第２の暗号デバイスは、
前記格子ベース鍵交換または前記格子ベース鍵カプセル化の鍵共有プロトコルを使用して前記第１の暗号デバイスと通信する通信インターフェースと、
プロセッサとを備え、前記プロセッサは、
前記第１の暗号デバイスから受け取られたプレシード、および
前記第２の暗号デバイスと前記第１の暗号デバイスとの間で事前に共有される事前共有秘密から最終シードを計算し、
決定論的乱数生成器または疑似乱数生成器を使用して前記最終シードから共通オブジェクトを計算し、
前記第１の暗号デバイスに関連付けられた第１の公開鍵を取得し、前記第２の暗号デバイスに関連付けられた第２の秘密鍵を取得し、ここで、前記第１の公開鍵は前記第１の暗号デバイスにおいて計算され、当該計算は、前記共通オブジェクトと前記第１の暗号デバイスの第１の秘密鍵との間の乗算を含み、
前記第２の秘密鍵から第２の公開鍵を計算し、ここで、前記第２の公開鍵を計算することは前記第２の秘密鍵を前記共通オブジェクトと乗算することを含み、
前記第１の公開鍵および前記第２の秘密鍵から第２の生の共有鍵を計算し、ここで、前記第２の生の共有鍵の計算は、前記第２の秘密鍵と前記第１の公開鍵との間の乗算を含み、
前記第２の公開鍵を前記第１のデバイスに伝送し、
前記最終シードは、
前記第１および／または第２の暗号デバイスのネットワークアドレス、
ネットワーク接続の目的、
時刻、および／または
インタラクションカウンタから計算され、前記インタラクションカウンタは、前記第２の暗号デバイスおよび前記第１の暗号デバイスによって維持され、少なくとも、共有鍵が導出されるたびに増加される、第２の暗号デバイス。
第２の暗号デバイスを用いて格子ベース鍵交換または格子ベース鍵カプセル化の鍵共有プロトコルを実行するための第１の暗号デバイスであって、前記第１の暗号デバイスは、
前記格子ベース鍵交換または前記格子ベース鍵カプセル化の鍵共有プロトコルを使用して前記第２の暗号デバイスと通信する通信インターフェースと、
プロセッサとを備え、前記プロセッサは、
プレシードを選択し、前記プレシードを前記第２の暗号デバイスに送り、
前記プレシード、および前記第２の暗号デバイスと前記第１の暗号デバイスとの間で事前に共有される事前共有秘密から最終シードを計算し、
決定論的乱数生成器または疑似乱数生成器を使用して前記最終シードから共通オブジェクトを計算し、
前記第１の暗号デバイスに関連付けられた第１の秘密鍵を取得し、前記第１の秘密鍵を前記共通オブジェクトと乗算することを含む計算により、前記第１の秘密鍵から第１の公開鍵を計算し、前記第１の公開鍵を前記第２の暗号デバイスに伝送し、
前記第２の暗号デバイスから第２の公開鍵を受け取り、
前記第２の公開鍵および前記第１の秘密鍵から第１の生の共有鍵を計算し、ここで、前記第１の生の共有鍵の計算は、前記第２の公開鍵と前記第１の秘密鍵との間の乗算を含み、
前記最終シードは、
前記第１および／または第２の暗号デバイスのネットワークアドレス、
ネットワーク接続の目的、
時刻、および／または
インタラクションカウンタから計算され、前記インタラクションカウンタは、前記第２の暗号デバイスおよび前記第１の暗号デバイスによって維持され、少なくとも、共有鍵が導出されるたびに増加される、第１の暗号デバイス。
前記事前共有秘密は事前共有パスワードを含む、請求項１または２に記載の第２の暗号デバイスまたは第１の暗号デバイス。
前記プレシードは平文形式で送受信される、請求項１から３のいずれか一項に記載の第２の暗号デバイスまたは第１の暗号デバイス。
前記プレシードは前記通信インターフェースを介して送受信されるが、前記事前共有秘密は前記通信インターフェースを介して送受信されない、請求項１から４のいずれか一項に記載の第２の暗号デバイスまたは第１の暗号デバイス。
前記最終シードはさらに、前記第２の暗号デバイスと前記第１の暗号デバイスとの間のネットワーク接続からのネットワーク構成データから計算される、請求項１から５のいずれか一項に記載の第２の暗号デバイスまたは第１の暗号デバイス。
前記第２の暗号デバイスの前記プロセッサは、
送信鍵を生成し、
カプセル化関数を適用することによって、前記第２の生の共有鍵の少なくとも一部を用いて前記送信鍵をカプセル化して、カプセル化されたデータを取得し、
前記カプセル化されたデータを前記第１の暗号デバイスに送り、
前記第１の暗号デバイスの前記プロセッサは、
前記第２のデバイスから前記カプセル化されたデータを受け取り、
前記第１の生の共有鍵の少なくとも一部を使用して、前記カプセル化されたデータのカプセル化を解除することで送信鍵を取得する、請求項１から６のいずれか一項に記載の第２の暗号デバイスまたは第１の暗号デバイス。
前記第２の暗号デバイスの前記プロセッサは、
前記生の共有鍵の係数の少なくとも一部のための調整データを生成し、ここで、前記調整データは、前記第１および第２の暗号デバイスにおいて導出された前記第１および第２の生の鍵の間の差を低減することを可能にする情報を含み、
前記第２の生の共有鍵から送信鍵を生成し、
前記調整データを前記第１の暗号デバイスに送り、
前記第１の暗号デバイスの前記プロセッサは、
前記第２の暗号デバイスから調整データを受け取り、
前記第１の生の共有鍵内の係数の少なくとも一部に対して、調整関数における前記調整データを適用し、
前記調整された第１の生の共有鍵から送信鍵を生成する、請求項１から７のいずれか一項に記載の第２の暗号デバイスまたは第１の暗号デバイス。
前記第１の公開鍵および前記第２の公開鍵を計算する際の前記共通オブジェクトとの前記乗算はノイジーな乗算である、請求項１から８のいずれか一項に記載の第２の暗号デバイスまたは第１の暗号デバイス。
前記第２の暗号デバイスの前記プロセッサは、前記送信鍵を用いてメッセージを暗号化して、前記暗号化されたメッセージを前記第１の暗号デバイスに送り、前記第１の暗号デバイスの前記プロセッサは、前記送信鍵を用いて前記暗号化されたメッセージを復号して、前記メッセージを検証し、かつ／または
前記第１の暗号デバイスの前記プロセッサは、前記送信鍵を使用してメッセージを暗号化して、前記暗号化されたメッセージを前記第２の暗号デバイスに送り、前記第２の暗号デバイスの前記プロセッサは、前記送信鍵を用いて前記暗号化されたメッセージを復号して、前記メッセージを検証する、請求項１から９のいずれか一項に記載の第２の暗号デバイスまたは第１の暗号デバイス。
前記送信鍵はランダムであり、かつ／または一時的であり、かつ／または対称であり、かつ／または前記第１の公開鍵から独立している、請求項１から１０のいずれか一項に記載の第２の暗号デバイスまたは第１の暗号デバイス。
前記第１および第２の公開鍵、前記第１および第２の秘密鍵、前記第１および第２の生の鍵、および前記共通オブジェクトは有限体または環上の行列であり、
前記第１および第２の公開鍵、前記第１および第２の秘密鍵、前記第１および第２の生の鍵、および前記共通オブジェクトは有限体または環上の多項式である、請求項１から１１のいずれか一項に記載の第２の暗号デバイスまたは第１の暗号デバイス。
ネットワーク構成データは、前記送信鍵を用いて暗号化されて送られる、請求項１から１２のいずれか一項に記載の第２の暗号デバイスまたは第１の暗号デバイス。
第１の暗号デバイスを用いて格子ベース鍵交換または格子ベース鍵カプセル化の鍵共有プロトコルを実行するための暗号方法であって、前記暗号方法は、
前記第１の暗号デバイスから受け取られたプレシード、および
第２の暗号デバイスと前記第１の暗号デバイスとの間で事前に共有される事前共有秘密から最終シードを計算するステップと、
決定論的乱数生成器または疑似乱数生成器を使用して前記最終シードから共通オブジェクトを計算するステップと、
前記第１の暗号デバイスに関連付けられた第１の公開鍵、および前記第２の暗号デバイスに関連付けられた第２の秘密鍵を取得するステップであって、前記第１の公開鍵は前記第１の暗号デバイスにおいて計算され、当該計算は、前記共通オブジェクトと前記第１の暗号デバイスの第１の秘密鍵との間の乗算を含む、ステップと、
前記第２の秘密鍵から第２の公開鍵を計算するステップであって、前記第２の公開鍵を計算することは、前記第２の秘密鍵に前記共通オブジェクトを乗算することを含む、ステップと、
前記第１の公開鍵および前記第２の秘密鍵から第２の生の共有鍵を計算するステップであって、前記第２の生の共有鍵を計算することは、前記第２の秘密鍵と前記第１の公開鍵との間の乗算を含む、ステップと、
前記第２の公開鍵を前記第１のデバイスに伝送するステップとを含み、
前記最終シードは、
前記第１および／または第２の暗号デバイスのネットワークアドレス、
ネットワーク接続の目的、
時刻、および／または
インタラクションカウンタから計算され、前記インタラクションカウンタは、前記第２の暗号デバイスおよび前記第１の暗号デバイスによって維持され、少なくとも、共有鍵が導出されるたびに増加される、暗号方法。
第２の暗号デバイスを用いて格子ベース鍵交換または格子ベース鍵カプセル化の鍵共有プロトコルを実行するための暗号方法であって、前記暗号方法は、
プレシードを選択し、前記プレシードを前記第２の暗号デバイスに送るステップと、
前記プレシード、および前記第２の暗号デバイスと第１の暗号デバイスとの間で事前に共有される事前共有秘密から最終シードを計算するステップと、
決定論的乱数生成器または疑似乱数生成器を使用して前記最終シードから共通オブジェクトを計算するステップと、
前記第１の暗号デバイスに関連付けられた第１の秘密鍵を取得し、前記第１の秘密鍵を前記共通オブジェクトと乗算することを含む計算により、前記第１の秘密鍵から第１の公開鍵を計算し、前記第１の公開鍵を前記第２の暗号デバイスに伝送するステップと、
前記第２の暗号デバイスから第２の公開鍵を受け取るステップと、
前記第２の公開鍵および前記第１の秘密鍵から第１の生の共有鍵を計算するステップであって、前記第１の生の共有鍵を計算することは、前記第２の公開鍵と前記第１の秘密鍵との間の乗算を含む、ステップとを含み、
前記最終シードは、
前記第１および／または第２の暗号デバイスのネットワークアドレス、
ネットワーク接続の目的、
時刻、および／または
インタラクションカウンタから計算され、前記インタラクションカウンタは、前記第２の暗号デバイスおよび前記第１の暗号デバイスによって維持され、少なくとも、共有鍵が導出されるたびに増加される、暗号方法。
プロセッサシステムによって実行されると、請求項１４および／または１５に記載の方法を前記プロセッサシステムに実行させる命令を表すデータを含む、一時的または非一時的なコンピュータ可読媒体。