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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2026-08-02 15:30 位相一致ブールゲート表現を用いたTFHEにおけるPBS実行回数削減の検討 ○北代雄大・野上保之・小寺雄太（岡山大）  IT2026-25 |
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| 抄録 | （和） | 完全準同型暗号（Fully Homomorphic Encryption, FHE）は、暗号化されたデータに対する計算を可能にする暗号技術である。TFHE（Fully Homomorphic Encryption over the Torus, TFHE）は、ブールゲートを評価できるFHE方式であり、各ゲート評価は主に暗号文の線形結合とプログラマブルブートストラッピング（Programmable Bootstrapping, PBS）から構成される。PBSは計算コストが高いため、TFHEによるブール回路評価における主要なボトルネックとなっている。TFHEの計算コストを削減するため、本論文ではゲート評価あたりのPBS実行回数を減らすことを目的とし、PBSを用いずに複数の2入力ブールゲートを連続して処理する手法を提案する。TFHEでは、ブール値はトーラス上の位相として符号化される。そのため、ゲートを連続して処理するには、あるゲートの出力位相が次のゲートの入力符号化と一致している必要がある。提案手法では、線形結合とトーラス上の折りたたみ操作 $mathrm{mod}_{6/8}$ を組み合わせる。この組み合わせにより、AND、OR、XOR、NAND、NOR、XNOR の6つの2入力ブールゲートについて、位相が一致する表現を与える。 暗号文上で $mathrm{mod}_{6/8}$ を低コストに実装する方法は依然として未解決の課題であるが、これらの結果は、その実現によってTFHEにおける複数ゲートの連続評価をより効率化できる可能性を示している。 性能評価を含む具体的な実装は、今後の課題とする。 |
| （英） | Fully Homomorphic Encryption (FHE) is a cryptographic technique that enables computation directly on encrypted data. Fast Fully Homomorphic Encryption over the Torus (TFHE) is an FHE scheme that evaluates Boolean circuits. In TFHE, each gate evaluation mainly consists of a linear combination of ciphertexts followed by Programmable Bootstrapping (PBS). Since PBS is computationally expensive, it is the main bottleneck in TFHE-based Boolean circuit evaluation. This paper aims to reduce the number of PBS executions required when multiple Boolean gates are evaluated in succession. We propose a method for processing chains of two-input Boolean gates without invoking PBS after every gate. In TFHE, Boolean values are encoded as phases on the torus. Therefore, successive gate evaluation requires the output phase of one gate to match the input encoding expected by the next gate. The proposed method combines linear combination with a folding operation on the torus, denoted by $mathrm{mod}_{6/8}$. This combination yields phase-matching representations for all six two-input Boolean gates: AND, OR, XOR, NAND, NOR, and XNOR. A low-cost ciphertext implementation of $mathrm{mod}_{6/8}$ remains an open problem. Nevertheless, the result suggests that, once such an implementation is available, successive gate evaluation in TFHE could be made substantially more efficient. A concrete implementation and performance evaluation are left for future work. | |
| キーワード | （和） | / / / / / / / |
| （英） | Homomorphic Encryption / FHE / TFHE / / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 126, no. 135, IT2026-25, pp. 32-35, 2026年8月. | |
| 資料番号 | IT2026-25 | |
| 発行日 | 2026-07-25 (IT) | |
| ISSN | Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | IT2026-25 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | IT |
| 開催期間 | 2026-08-01 - 2026-08-02 |
| 開催地（和） | Sahid Raya Hotel & Convention Yogyakarta |
| 開催地（英） | Sahid Raya Hotel & Convention Yogyakarta |
| テーマ（和） | 情報理論,一般 |
| テーマ（英） | Information Theory, General |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | IT |
| 会議コード | 2026-08-IT |
| 本文の言語 | 英語（日本語タイトルあり） |
| タイトル（和） | 位相一致ブールゲート表現を用いたTFHEにおけるPBS実行回数削減の検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Toward Reducing PBS Executions in TFHE via Phase-Matching Boolean Gate Representations |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | / Homomorphic Encryption |
| キーワード(2)（和/英） | / FHE |
| キーワード(3)（和/英） | / TFHE |
| キーワード(4)（和/英） | / |
| キーワード(5)（和/英） | / |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 北代 雄大 / Yuto Kitadai / キタダイ ユウト |
| 第1著者 所属（和/英） | 岡山大学 (略称： 岡山大) Okayama Univrsity (略称： Okayama Univ.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 野上 保之 / Yasuyuki Nogami / ノガミ ヤスユキ |
| 第2著者 所属（和/英） | 岡山大学 (略称： 岡山大) Okayama Univrsity (略称： Okayama Univ.) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 小寺 雄太 / Yuta Kodera / コデラ ユウタ |
| 第3著者 所属（和/英） | 岡山大学 (略称： 岡山大) Okayama Univrsity (略称： Okayama Univ.) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2026-08-02 15:30:00 |
| 発表時間 | 15分 |
| 申込先研究会 | IT |
| 資料番号 | IT2026-25 |
| 巻番号（vol） | vol.126 |
| 号番号（no） | no.135 |
| ページ範囲 | pp.32-35 |
| ページ数 | 4 |
| 発行日 | 2026-07-25 (IT) |
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