[論文レビュー] Security Algorithms for Cloud Computing Environment

Akashdeep Bhardwaj, G. V. B. Subrahmanyam+2 more|arXiv (Cornell University)|Dec 7, 2015

Cloud Data Security Solutions参考文献 8被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、クラウドコンピューティングにおけるRSAのセキュリティを強化するために、素因数分解攻撃に対して脆弱な公開のモジュラス'n'の配布を排除することで、変更された暗号化アルゴリズムを提案している。この手法は、鍵生成および配布の再構築によってセキュリティを向上させることを目的としているが、数学的導出における重大な符号の誤りにより、論文は撤回された。これにより、その核心的主張が無効となった。

ABSTRACT

In symmetric key cryptography the sender as well as the receiver possess a common key. Asymmetric key cryptography involves generation of two distinct keys which are used for encryption and decryption correspondingly. The sender converts the original message to cipher text using the public key while the receiver can decipher this using his private key. This is also called Public Key Cryptography. For every public key there can exist only one private key that can decipher the encrypted text. Security of RSA Algorithm can be compromised using mathematical attack, by guessing the factors of a large number. It may also be compromised if one can guess the private key. In accordance with the mathematical attack, we propose a secure algorithm in this paper. In this algorithm, we try to eliminate the distribution of n which is the large number whose factors if found compromises the RSA algorithm. We also present a comparative analysis of the proposed algorithm with the RSA algorithm.

研究の動機と目的

• クラウドコンピューティング環境におけるRSAの脆弱性、特にモジュラス'n'の素因数分解によるセキュリティ侵害を是正すること。
• RSAにおける'm'の公開配布を排除することで、素因数分解に基づく攻撃を防止すること。
• 従来のRSA構造に依存せずに、セキュリティを向上させる新しい鍵生成および暗号化メカニズムを設計すること。
• 安全性および効率性の観点から、提案されたアルゴリズムと従来のRSAとの比較分析を提供すること。
• クラウドベースのシステムにおける対称および非対称鍵管理のより安全な代替手段を提供すること。

提案手法

• 提案されたアルゴリズムは、モジュラス'n'の公開を回避するため、RSAの鍵生成プロセスを変更する。
• 攻撃者に'n'を露呈しない新しい鍵ペア生成手法を導入する。
• 標準RSA式に依存せずに、暗号化および復号化の機能を維持するための再構築された数学的構造を用いる。
• nが平文で送信または保存されないよう保証することで、素因数分解攻撃を防止することを目的とする。
• 理論的セキュリティ指標を用いて、提案されたアルゴリズムとRSAとの間で比較分析が実施された。
• 数学的 cryptanalysis に対する耐性を高める一方で、公開-秘密鍵の関係を保持するように設計された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 モジュラス'n'の公開配布を排除することで、クラウドコンピューティングにおけるRSAのセキュリティを向上させることは可能か？
• RQ2 nを露呈しないまま、機能的な暗号化および復号化を維持できる安全な公開鍵暗号方式を構築することは可能か？
• RQ3 素因数分解および秘密鍵の推測攻撃に対する耐性という観点から、提案されたアルゴリズムはRSAと比べてどのように異なるか？
• RQ4 新しいアルゴリズムの正しさとセキュリティを保証するためには、どのような数学的修正が必要か？
• RQ5 提案された手法は、クラウド環境におけるRSAに対する最も一般的な暗号攻撃を効果的に防止することができるか？

主な発見

• 提案されたアルゴリズムは、モジュラス'n'の公開露出を排除することで、素因数分解攻撃を防止することを目的として、RSAのセキュリティを強化することを狙っていた。
• 理論的セキュリティの向上に注目して、提案されたアルゴリズムとRSAとの間で比較分析が実施された。
• 論文は、新しい手法が数学的ハードニングにより、秘密鍵の侵害リスクを低減すると主張した。
• しかし、著者らは後に数学的導出における重大な符号の誤りを特定し、アルゴリズムの核心的主張が無効であることが判明した。
• その結果、論文は著者らによって根本的な欠陥を理由に公式に撤回された。
• 論文の撤回に伴い、有効なセキュリティまたはパフォーマンス指標は確立されなかった。