Exploratory Research DivisionHighly Efficient and Secure ImplementationTechnology for Post-Quantum CryptographyIn recent years, as the research and development of large-scale quantum computers has become more active, there are concerns that many modern cryptography (especially public key cryptography) may be broken. Since cryptography is used for a long time once implemented, security against quantum computers is expected to be essential for future cryptograph-ic systems. In particular, post-quantum cryptography (PQC) has been rapidly gaining attention in recent years as a cryp-tographic technology that ensures such security. In fact, the National Institute of Standards and Technology (NIST) aims to fully transition to PQC by 2035, and is formulating the first Federal Information Processing Standard (FIPS) in 2024. In Japan, the government's Cryptography Committee is closely watching the research and development trends of PQC, and it is expected that its social implementation will gradually spread in the future.In light of the above background, this research project aims to develop a highly efficient and secure implementation technol-ogy for PQC. In particular, when assuming the implementation of PQC on IoT terminals or edges, in addition to cyber attacks, physical attacks (attacks that physically access the system and steal secret information) pose a major risk. Among these, one of the most realistic threats is the side-channel attack, which exploits unintentional physical quantities (power consump-tion, electromagnetic radiation, processing time, etc.) during system operations to steal secret information and control in a non-destructive and non-invasive manner. Even for PQC, it is important to implement it with consideration for resistance to such side-channel attacks. Therefore, this research aims to de-velop implementation technology that combines high phys-ical security (tamper resistance) and efficiency to solve the above issues. Specifically, through a comprehensive approach from algorithms to hardware and system implementation, we develop tamper-resistant and highly efficient software and hardware implementation technology for major PQC methods such as lattice-based, code-based, and multivariate polynomi-al cryptography.Staff本間 尚文代表・教授（兼）Naofumi Homma Project Leader, Professor*近年、大規模な量子計算機の研究開発が活発化することに伴い、多くの現代暗号（特に公開鍵暗号技術）が解読される脅威が懸念されている。暗号は一度使用されると長期間に渡って運用されるため、量子計算機に対する安全性は今後の暗号システムに不可欠になると予想される。特に、耐量子計算機暗号（Post Quantum Cryptography: PQC）は、そうした安全性を担保する暗号技術として近年急速に注目が高まっている。実際、米国標準技術研究所（NIST）は 2035 年までに PQC への完全移行を目指しており、2024 年に米国標準方式第一弾の策定を行っている。我が国においても政府による暗号技術検討会により PQC の研究開発動向が注視されており、今後社会的な実装も徐々に広がると予想される。本研究では、以上の背景から、PQC を対象とし、その高効率・高安全な実装技術を開発することを目的とする。特に、PQC の身近な端末やエッジでの実装を想定した場合、サイバー攻撃に加えて物理攻撃（システムに物理的にアクセスして情報の収奪や改ざん等を行う攻撃）が重大なリスクとなる。その中でも現実的な脅威とされるのが、システム動作中の副次的な物理量（消費電力・放射電磁波・演算時間等）を利用して秘密情報や制御を非破壊・非侵襲に収奪するサイドチャネル攻撃である。PQC であっても、こうしたサイドチャネル攻撃への耐性を考慮した実装が重要となる。そこで、本研究では、上記の課題を解決する高い物理安全性（耐タンパー性）と効率性を両立する実装技術を開発することを目指す。具体的には、アルゴリズムからハードウェア、システム実装までを縦断したアプローチにより、格子暗号方式、符号暗号方式、多変数多項式暗号方式といった主要な PQC 方式を対象とする耐タンパー性・高効率性ソフトウェア・ハードウェアの実装技術を開発する。電気通信研究所 RIEC 2025／202621世紀情報通信研究開発センターIT-21 Centerサイバー&リアルICT学際融合研究センターInterdisciplinary ICT Research Center for Cyber and Real Spaces機動的研究グループAd-hoc research groups共創研究所Co-creation Research Center73萌芽研究部 耐量子計算機暗号の高効率高安全実装技術の研究
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