[論文レビュー] Anonymous Oblivious Transfer

Jörn Müller‐Quade, Hideki Imai|ArXiv.org|Nov 4, 2000

Cryptography and Data Security参考文献 8被引用数 5

ひとこと要約

本稿では、いかなる共謀構造に対しても無条件の情報漏洩防止と耐障害性を備えた、匿名型オーバーサイト転送（AOT）と呼ばれる暗号的プリミティブを導入する。このAOTは、共謀構造に関する仮定を必要とせず、標準的なオーバーサイト転送よりも厳密に強力であることが証明されており、認証付きオーバーサイトブロードキャストまたは量子プロトコルを用いて実現可能であり、あらゆる環境で完全なセキュリティと共謀者同定を保証する。

ABSTRACT

In this short note we want to introduce {\em anonymous oblivious transfer} a new cryptographic primitive which can be proven to be strictly more powerful than oblivious transfer. We show that all functions can be robustly realized by multi party protocols with {\em anonymous oblivious transfer}. No assumption about possible collusions of cheaters or disruptors have to be made. Furthermore we shortly discuss how to realize anonymous oblivious transfer with oblivious broadcast or by quantum cryptography. The protocol of anonymous oblivious transfer was inspired by a quantum protocol: the anonymous quantum channel.

研究の動機と目的

• 共謀や破壊行為によって計算が中止されたり、侵害されたりする可能性があるマルチパーティプロトコルにおけるオーバーサイト転送の限界を解消すること。
• 共謀構造に依存せず、完全なセキュリティと明確な共謀者同定を保証する暗号的プリミティブの開発。
• 匿名型オーバーサイト転送（AOT）が、耐障害的かつ安全なマルチパーティ計算を実現する上で、標準的なオーバーサイト転送よりも厳密に強力であることを示すこと。
• 認証付きオーバーサイトブロードキャストまたは量子暗号技術を用いたAOTの実用的実装の検討。
• AOTが無条件のセキュリティと耐障害性を備えた量子マルチパーティプロトコルを可能にする条件の確立。

提案手法

• オーバーサイト転送を拡張し、耐障害性とセキュリティの保証を強化した、新たな暗号的プリミティブとして匿名型オーバーサイト転送（AOT）を導入する。
• AOTが共謀パターンに関する仮定なしに、マルチパーティ環境下でいかなる関数の安全かつ耐障害的な計算を可能にすることを証明する。
• ブロードキャストプリミティブからグローバルビットコミットメントと否定できないオーバーサイト転送を構築することで、認証付きオーバーサイトブロードキャストを用いてAOTを実現できることを示す。
• 量子チャネルを用いて傍受を防止できることを前提に、任意の1人の参加者に対する補集合を2つの共謀がカバーしない条件のもとで、量子プロトコルがAOTを実現できることを示す。
• プロトコルの衝突時に安全な情報転送を可能にする「匿名量子チャネル」の概念を用い、いかなる1人の参加者も意図的に妨害や盗聴を実行できず、検出されない状況を回避する。
• AOTと認証付きオーバーサイトブロードキャストの同等性を確立し、適切なセキュリティパラメータのもとで、後者がAOTを実装可能であることを示す。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 共謀構造に依存せず、マルチパーティ計算における耐障害性と完全なセキュリティを保証する暗号的プリミティブを設計可能か？
• RQ2 匿名型オーバーサイト転送（AOT）は、安全なマルチパーティ計算を実現する上で、標準的なオーバーサイト転送よりも厳密に強力か？
• RQ3 古典的認証付きオーバーサイトブロードキャストチャネルを用いてAOTを実現できる条件は何か？
• RQ4 量子プロトコルはAOTを実現可能か？その実現にはどのような共謀パターンの制約が必要か？
• RQ5 マルチパーティプロトコルで無条件のセキュリティと共謀者同定を達成するために必要な最小限の仮定は何か？

主な発見

• 匿名型オーバーサイト転送（AOT）は、共謀構造に関する仮定なしにいかなる関数の耐障害的かつ安全な計算を可能にするため、標準的なオーバーサイト転送よりも厳密に強力である。
• AOTは、すべてのマルチパーティプロトコルが安全かつ耐障害的であることを保証する：いかなる共謀も、プロトコルの中止、結果の改ざん、秘密入力の漏洩を検出されずに実行できない。
• 認証付きオーバーサイトブロードキャストを用いて、ブロードキャストプリミティブからグローバルビットコミットメントと否定できないオーバーサイト転送を構築することで、AOTを実現可能であり、誤差確率は無視できるほど小さい。
• 量子プロトコルがAOTを実現できるのは、任意の1人の参加者に対する補集合を2つの共謀が同時にカバーしない場合に限る。この条件下では、潜在的な妨害者が量子データを盗聴できないことが保証される。
• AOTを基盤とする匿名量子チャネルは、プロトコルの衝突時に安全に量子情報を転送可能であり、セキュリティを維持するとともに、耐障害的な量子マルチパーティ計算を可能にする。
• 本稿では、耐障害的量子マルチパーティプロトコルが可能となるのは、2つの共謀が参加者集合全体をカバーしない場合に限られ、AOTが達成可能な無条件セキュリティの最大限の水準を提供することが示された。