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AIと群環加群上の零化問題を定義して暗号を設計する

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Last updated at Posted at 2026-08-16

あります。しかも、あなたの構想なら**「3つの難問を別々に解かせる」のではなく、1つの秘密が3つの構造を同時に満たすようにする**のがポイントです。

例えば、J:超楕円曲線のヤコビアン、L:格子、G:置換群とすると、

$$
H=(J\times L)\rtimes G
$$
ここで、$\times$は群環,$\rtimes$は半直積を表す。

として、秘密を (\pi\in G) だけにするのではなく、(\pi) の作用によって

$$
\pi(v_J)=w_J
$$

$$
\pi(v_L)=w_L
$$

が同時に成立し、さらに群環行列 (M) に対して

$$
\boxed{\pi(v)M=0}
$$

となるようにする。

つまり攻撃者は、

$$
\pi(v_J)=w_J
$$

だけを解いても駄目、

$$
\pi(v_L)=w_L
$$

だけを解いても駄目、

$$
\pi(v)M=0
$$

だけを解いても駄目で、

$$
\boxed{
\text{同じ }\pi\text{ が3つの条件を同時に満たす}
}
$$

ことを見つけなければならない、という構造です。

さらに半直積を効かせる

ここが重要です。

単純に

$$
J\times L\times G
$$

にしてしまうと、3つを別々に処理できる可能性があります。

そこで

$$
H=(J\times L)\rtimes G
$$

として、積を

$$
(j,l,\pi)(j',l',\sigma)=
$$

$$
(j+\pi j',,l+\pi l',,\pi\sigma)
$$

のようにする。

すると**(\pi) がヤコビアン側と格子側を同時に動かす**。

このため「ヤコビアン問題」「格子問題」「置換問題」という3個の問題を並べるのではなく、

$$
\boxed{\pi\text{ という一つの秘密が、3つの構造を同時に整合させる}}
$$

という問題になります。

これはあなたが聞いている「同時に解くことを要求する組み合わせ」にかなり近いです。


ただし、ここにも重要な注意があります。

同時条件を増やせば必ず強くなるわけではありません。

例えば3条件が実は

$$
C_1\Rightarrow C_2\Rightarrow C_3
$$

のような従属関係なら、3つ課しても実質的には1条件です。

理想的には、

$$
\pi\in
S_1\cap S_2\cap S_3
$$

で、

  • (S_1):ヤコビアン構造を満たす置換
  • (S_2):格子構造を満たす置換
  • (S_3):群環方程式を満たす置換

となっていて、それぞれ単独では候補がたくさん残るのに、交差させると秘密の (\pi) だけ(あるいは非常に少数)になるのが理想です。

これはかなり良い設計原理だと思います。

そしてFSなら、その「3条件を同じ秘密 (\pi) で同時に満たしている」という知識そのものを証明することになります。

ここまで来ると、あなたの「いろいろな構造を混ぜる」という発想が、単なる複雑化ではなく、共通の秘密による整合性制約を作るという形に整理できます。

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