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しきい値暗号システム (しきい値暗号学の分野の基礎) は、情報を暗号化し、フォールト トレラント コンピュータのクラスタに配布することで情報を保護する暗号システムです。メッセージは公開鍵を使用して暗号化され、対応する秘密鍵は参加者間で共有されます。しきい値暗号システムでは、暗号化されたメッセージを復号化したり、メッセージに署名したりするには、複数の参加者 (あるしきい値を超える数) が復号化プロトコルまたは署名プロトコルで協力する必要があります。
歴史
おそらく、トラップドア関数（ RSAなど）の完全な閾値特性と安全性の証明を備えた最初のシステムは、 1994年にAlfredo De Santis、Yvo Desmedt、Yair Frankel、 Moti Yungによって発表されました。[1]
歴史的には、認証局、軍隊、政府など、非常に重要な秘密を持つ組織のみがこの技術を利用していました。最も初期の実装の1つは、1990年代にCertcoによって、オリジナルのSecure electronic transactionの計画的な展開のために行われました。[2] しかし、2012年10月、大規模な公開Webサイトのパスワード暗号文の侵害が多数発生した後、RSA Securityは、この技術を一般に公開するためのソフトウェアをリリースすると発表しました。[3]
2019年3月、アメリカ国立標準技術研究所（NIST）は、閾値暗号に関するワークショップを開催し、アプリケーションに関する合意を形成し、仕様を定義しました。[4] 2020年7月、NISTは「暗号プリミティブの閾値スキームの基準に向けたロードマップ」をNISTIR 8214Aとして公開しました。[5]
方法論
当事者の数を とする。このようなシステムは、これらの当事者のうち少なくともt人が暗号文を効率的に復号できるが、t 人未満の人は有用な情報を持たない場合、 (t,n ) しきい値と呼ばれます。同様に、署名を作成するために少なくともt人の当事者が必要となる(t,n)しきい値署名方式を定義することも可能である。 [6]
応用
最も一般的な用途は、秘密を複数の場所に保管して、秘密の取得とその後のシステムの暗号解読を防ぐことです。ほとんどの場合、「分割」される秘密は、公開鍵暗号化またはデジタル署名スキームの秘密鍵素材です。この方法は、主に、秘密共有者のしきい値が機能する場合のみ、復号化または署名操作が行われるように強制します (そうでない場合は操作は行われません)。これにより、この方法は、保管の安全性に加えて、主要な信頼共有メカニズムになります。
非対称暗号の派生
暗号化や署名の閾値バージョンは、多くの非対称暗号方式で構築できます。このような方式の自然な目標は、元の方式と同じくらい安全であることです。このような閾値バージョンは、上記および次の方法で定義されています。[7]
- Damgård-Jurik 暗号システム[8] [9]
- DSSA [10] [11]
- エルガマル
- ECDSA [12] [13] [14] （これらはビットコインウォレットの保護に使用されます）
- パイリエ暗号[15]
- RSAA の
- シュノア署名[16]
参照
参考文献
- ^ Alfredo De Santis、Yvo Desmedt、Yair Frankel、Moti Yung：関数を安全に共有する方法。STOC 1994：522-533 [1]
- ^ Visa と Mastercard は、CertCo と Spyrus の 2 社を選定したことを発表しました。1997 年 5 月 20 日、 2019 年 5 月 2 日に取得。
- ^ Tom Simonite (2012-10-09). 「パスワードをハッカーから守るには、パスワードをビットに分解するだけ」。テクノロジーレビュー。 2020年10月13日閲覧。
- ^ 「しきい値暗号化」. csrc.nist.gov . 2019-03-20 . 2019-05-02閲覧。
- ^ Brandao, Luis TA N.; Davidson, Michael; Vassilev , Apostol ( 2020-07-07 ) . 「NIST ロードマップ: 暗号プリミティブのしきい値スキームの基準に向けて」。コンピュータセキュリティリソースセンター。NIST。doi : 10.6028 / NIST.IR.8214A。S2CID 221350433。2021-09-19 に取得。
- ^ Desmedt, Yvo; Frankel, Yair (1990)。「しきい値暗号システム」。Brassard, Gilles (編)。暗号学の進歩 - CRYPTO' 89 議事録。コンピュータサイエンスの講義ノート。第 435 巻。ニューヨーク、NY: Springer。pp. 307–315。doi : 10.1007 /0-387-34805-0_28。ISBN 978-0-387-34805-6。
- ^ ジョナサン・カッツ、モティ・ヤング：因数分解に基づく閾値暗号システム。ASIACRYPT 2002：192-205 [2]
- ^ Ivan Damgård、Mads Jurik: 長さに柔軟性のある閾値暗号システムとその応用。ACISP 2003: 350-364
- ^ Ivan Damgård、Mads Jurik：「Paillier の確率的公開鍵システムの一般化、簡略化、およびいくつかの応用」公開鍵暗号 2001: 119-136
- ^ Rosario Gennaro、Stanislaw Jarecki、Hugo Krawczyk、Tal Rabin : 堅牢なしきい値 DSS 署名。ユーロクリプト 1996: 354-371
- ^ 「分散プライバシーガード（DKGPG）」2017年。
- ^ Green, Marc; Eisenbarth, Thomas (2015). 「数の強さ: クラウド内のキーを保護するための閾値 ECDSA」(PDF) . IACR .
- ^ Gennaro, Rosario; Goldfeder, Steven; Narayanan, Arvind (2016). 「しきい値最適 DSA/ECDSA 署名と Bitcoin ウォレット セキュリティへの応用」(PDF) .応用暗号化とネットワーク セキュリティ. ACNS 2016. doi :10.1007/978-3-319-39555-5_9.
- ^ ゴンゴル、アダム;ストラザック、ダミアン。シフィエンテク、ミハウ;クラ、イェンジェイ（2019）。 「分散型資産管理のしきい値 ECDSA」(PDF)。IACR。
- ^ 西出 隆; 桜井 幸一 (2011)。「信頼できるディーラーなしの分散型 Paillier 暗号システム」。Chung, Yongwha、Yung, Moti (編)。情報セキュリティアプリケーション。コンピュータサイエンスの講義ノート。第 6513 巻。ベルリン、ハイデルベルク: Springer。pp. 44–60。doi :10.1007/978-3-642-17955-6_4。ISBN 978-3-642-17955-6。
- ^ コムロ、チェルシー、ゴールドバーグ、イアン（2021）。「FROST：柔軟なラウンド最適化シュノアしきい値署名」。ダンケルマン、オー、ジェイコブソン、マイケルJ.ジュニア、オフライン、コリン（編）。暗号化の選択領域。コンピュータサイエンスの講義ノート。第12804巻。チャム：シュプリンガーインターナショナルパブリッシング。pp。34〜65。doi ：10.1007 / 978-3-030-81652-0_2。ISBN 978-3-030-81652-0. S2CID 220794784。