ハッシュチェーン計算によるモデル化

平井, 晨太, 双紙, 正和

IoT 機器の普及により，メモリ等に制約のある機器が増加した．こうした IoT 機器同士で安全な通信を行うには，ユーザ数を N としたとき，N 個の鍵を持てばよい．しかし，その場合ユーザ数の増加に伴い必要な鍵の数も莫大になる．そこで軽量で効率的に相互認証を行う方法として，ハッシュチェーンアグリゲーション(以下HCA)が栗原によって考案された．HCA は，各ユーザにハッシュ値を複数割り当て，それらを利用して共通鍵を生成する方法であり，各ユーザが保持する必要のあるハッシュ値はO(log N)個である．しかし，HCA には複数人が結託して攻撃するとき，認証者以外が認証者同士の共通鍵を計算することができる場合がある．そこで，栗原の HCA を改良した HCA が提案された．しかし，これは栗原の HCA よりも各ユーザが保持する必要があるハッシュ値の数が増加している．本稿では，両方のハッシュチェーンアグリゲーションを表現できる，より一般的なハッシュチェーンアグリゲーションを提案し，さらに，ハッシュチェーン計算モデルを用いて共通鍵生成に必要なハッシュ値について述べる．

With the spread of IoT devices, the number of devices with limited memory has increased. To perform secure communication between IoT devices, if you have N users, you only need to have N keys. However, in that case, the number of necessary keys becomes enormous as the number of users increases. Therefore, hash chain aggregation (HCA) was devised by Kurihara as a lightweight and efficient mutual authentication method. HCA is a method of assigning multiple hash values to each user and using them to generate a common key. Each user needs to hold O(log N) hash values. However, in HCA, when multiple people collide and attack, non-certifiers may be able to calculate a common key between authenticators. Therefore, an HCA with an improved Kurihara's HCA has been proposed, but this requires an increased number of hash values for each user than the Kurihara's HCA. In this paper, we propose a more general hash chain aggregation that can express both hash chain aggregations, and describe the hash values necessary for common key generation using a hash chain calculation model.

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