シングルボードコンピュータを用いたトーラス上の完全準同型暗号におけるクライアント側演算の効率化

• Item type: SIG Technical Reports(1)
• 公開日: 2024-08-01
• タイトル: シングルボードコンピュータを用いたトーラス上の完全準同型暗号におけるクライアント側演算の効率化
• タイトル / 言語: en
• タイトル: Improving Client-Side Operations in Fully Homomorphic Encryption over the Torus with Single Board Computers
• 言語: jpn
• キーワード / 主題Scheme: Other
• キーワード / 主題: 暗号技術・セキュリティ
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_18gh
• 資源タイプ: technical report
• 著者所属: お茶の水女子大学
• 著者所属: 東京大学
• 著者所属: お茶の水女子大学
• 著者所属: 東京大学
• 著者所属: お茶の水女子大学
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Ochanomizu University
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): The University of Tokyo
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Ochanomizu University
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): The University of Tokyo
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Ochanomizu University
• 著者名: 松本, 茉倫; 野崎, 愛; 辻, 有紗; 高瀬, 英希; 小口, 正人
• 著者名(英): Marin, Matsumoto; Ai, Nozaki; Arisa, Tsuji; Hideki, Takase; Masato, Oguchi
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: シングルボードコンピュータ（以下 SBC），特に Raspberry Pi は，低コスト・エネルギー効率の良さから幅広いアプリケーションの実装に使用されている．このような SBC で収集した機微な情報を含むデータをクラウドサーバ上で保護しながら統計処理や機械学習を実行可能な技術として，完全準同型暗号 (以下 FHE) がある． FHE の中でも，TFHE スキームは NAND 演算が可能で，他の FHE スキームと異なり最小値・最大値・比較演算等のいかなる演算も可能である．しかしながら，TFHE 以外の BGV・BFV・CKKS スキームでは，RLWE 暗号化によって複数の平文を 1 つの暗号文で表現可能な一方で，TFHE では 1bit ずつ暗号化する LWE 暗号化が必要なため暗号化の効率は悪く，暗号文サイズが他のスキームより大きくなるという課題がある．本研究では，複数ビットをまとめて暗号化可能な RLWE 暗号化をクライアントで行い，サーバ側で TFHE スキームに必要な LWE 暗号文に変換する手法を提案する．また，SBC（Raspberry Pi）の限られた計算資源において RLWE 暗号化を効率化するため，乱数生成アルゴリズムを変更し，さらに Raspberry Pi 上の GPU を活用した暗号化処理を TFHE-SBC ライブラリとして実装する．実験の結果，TFHE-SBC の暗号化処理は既存ライブラリと比較して最大で約 2490 倍高速で，暗号文サイズは約 512 分の 1に縮小されることを示した．
• 書誌レコードID / 収録物識別子タイプ: NCID
• 書誌レコードID / 収録物識別子: AN10096105
• 書誌情報: 研究報告システム・アーキテクチャ（ARC）; 巻 2024-ARC-258, 号 5, p. 1-8, 発行日 2024-08-01
• ISSN / 収録物識別子タイプ: ISSN
• ISSN / 収録物識別子: 2188-8574
• Notice: SIG Technical Reports are nonrefereed and hence may later appear in any journals, conferences, symposia, etc.
• 出版者 / 言語: ja
• 出版者: 情報処理学会