NTTの秘密計算技術がISO国際標準に採択 ～データ利活用とプライバシー保護を両立する高速な秘密計算技術を実現～
日本電信電話株式会社（本社：東京都千代田区、代表取締役社長：島田 明、以下「NTT」）が長年研究開発や標準化活動を推進し主導してきた、データを暗号化したままで処理ができる秘密計算技術について、2024年3月6日に秘密分散技術を利用した秘密計算を規定する『ISO/IEC 4922-2:2024』が国際標準化機構（International Organization for Standardization、 以下ISO）から発行され[1]、その中でNTTの持つ独自技術が採用されました。
今回の規格化は、秘密計算全般の用語定義がなされた『ISO/IEC 4922-1:2023』[2]に続き、具体的な秘密計算の方式を規格化した初めてのISO標準であり、これにより具体的に標準に基づく秘密計算を実装することができるようになります。規格化されたものは「秘密分散技術を利用した秘密計算」と呼ばれる、高速性が特徴でNTTが長年取り組んできた技術群であり、今回は加算や乗算、乱数生成などの基礎部分が標準化され、その中で最も難易度が高く課題であった乗算方式にNTTの独自技術が採択されています。
本標準をベースに、NTTは引き続き秘密計算技術の高度化および社会実装や普及を推進し、安全なデータ利活用の実現に貢献していきます。
1. 背景
近年、デジタルトランスフォーメーションに代表されるような業務効率化や新たな価値の創造に向けて、組織や分野横断的にデータを活用していくことが大きく期待されています。その一方で、扱われるデータに個人のプライバシーに関わるものや企業の営利や経営に関わるデータが含まれてくる場合などは、情報漏洩のリスクなどからデータ共有がはばかられ利活用が進んでいない現状があります。そこで、データを適切に管理し利活用を推進する技術として注目されているのが秘密計算技術です。
NTTは、データを暗号化したまま一度も元に戻さず処理ができる秘密計算技術の研究開発に長年取り組んできました。秘密計算は暗号化したまま処理を行うために通常より処理速度が遅いのが欠点であったため、知られているいくつかの秘密計算の構成方法のうち、最も高速である秘密分散技術を利用した秘密計算に着目し、それらをさらに高速化することで実用的な処理速度の達成[3]と、先進的な秘密計算サービス「析秘®」の実現[4]に貢献してきました。
2. 今回規格化された内容とその意義
NTTは秘密計算技術の標準化に積極的に取り組んでおり、秘密計算技術の前提となる技術である秘密分散技術の規格化[5]をはじめ、秘密計算の初のISO規格である『ISO/IEC 4922-1:2023』の発行など、ISO/IECにて文案のとりまとめ等の活動を通じて規格作成を主導してきました。
今回の規格において秘密分散を利用した秘密計算の方式が規定されたことにより、具体的に標準に沿った秘密計算を実装できるようになりました。
今回発行された規格は、秘密分散を利用した秘密計算の基礎的な演算方式が規定されています。具体的には、暗号化したままでの加算・減算・乗算およびそれらに補助的な役割を果たす乱数生成です。乗算はとりわけ複雑な処理を必要とする演算であり、本規格では4つの方式が規定されていますが、特に複製秘密分散と呼ばれる秘密計算に適した秘密分散を用いている際に、最も処理効率に優れた乗算を実現できる方法として、NTTの独自の乗算方法が規定されています。
本方式が高速化した乗算は、統計分析やAIモデルの作成などでも大量に用いられているため、暗号化したままこれらの分析を行う際に高速に処理できるようになります。
3. 今後の取り組み
NTTは、秘密計算技術の高度化および普及に向け、NIIとの秘密計算システムの大学向けトライアル[3]の推進や、IOWNグローバルフォーラム[7]を通じてパートナーを募り技術の有用性検証を推進していくなど、今後も秘密計算技術の研究開発を通じて安全なデータ流通社会の実現に取り組んでいくとともに、新たな価値の創造を実現するIOWN[6]の主要機能の一つとして社会実装の推進に貢献してまいります。（図2）
〈参考・用語解説〉
1. ISO/IEC 4922-2:2024 Information security — Secure multiparty computation — Part 2: Mechanisms based on secret sharing https://www.iso.org/standard/80514.html
2. NTTが規格作成を主導した初の「秘密計算技術」ISO国際標準が発行 ～データ利活用とプライバシー保護を両立する先進テクノロジーの普及を推進～
https://group.ntt/jp/newsrelease/2023/09/15/230915a.html
3. 世界初の「AI4大カテゴリの主要なアルゴリズムによる学習・推論が可能な秘密計算AIソフトウェア」を提供 ～NIIとNTT、秘密計算システムの大学向けトライアルを開始～ https://group.ntt/jp/newsrelease/2023/01/23/230123a.html
4. クラウド上で秘密計算が利用可能なサービス「析秘(せきひ)」の提供を開始 ～大規模なシステム構築や複雑なコマンド入力を必要とせずWebブラウザ上で利用可能～ https://www.ntt.com/about-us/press-releases/news/article/2021/0819.html
5. 秘密分散技術の初の国際標準にNTTの秘密分散技術が採択 https://group.ntt/jp/newsrelease/2017/10/23/171023a.html
6. IOWN構想（アイオン：Innovative Optical and Wireless Network）： あらゆる情報を基に個と全体との最適化を図り、多様性を受容できる豊かな社会を創るため、光を中心とした革新的技術を活用し、これまでのインフラの限界を超えた高速大容量通信ならびに膨大な計算リソース等を提供可能な、端末を含むコミュニケーション基盤の構想。 https://www.rd.ntt/iown/
7. IOWN Global Forum（IOWN GF）：これからの時代のデータや情報処理に対する要求に応えるために、新規技術、フレームワーク、技術仕様、リファレンスデザインの開発を通じ、シリコンフォトニクスを含むオールフォトニクス・ネットワーク、エッジコンピューティング、無線分散コンピューティングから構成される新たなコミュニケーション基盤の実現を促進する新たな業界フォーラム。https://iowngf.org/
https://group.ntt/jp/newsrelease/2019/10/31/191031a.html
今回の規格化は、秘密計算全般の用語定義がなされた『ISO/IEC 4922-1:2023』[2]に続き、具体的な秘密計算の方式を規格化した初めてのISO標準であり、これにより具体的に標準に基づく秘密計算を実装することができるようになります。規格化されたものは「秘密分散技術を利用した秘密計算」と呼ばれる、高速性が特徴でNTTが長年取り組んできた技術群であり、今回は加算や乗算、乱数生成などの基礎部分が標準化され、その中で最も難易度が高く課題であった乗算方式にNTTの独自技術が採択されています。
本標準をベースに、NTTは引き続き秘密計算技術の高度化および社会実装や普及を推進し、安全なデータ利活用の実現に貢献していきます。
1. 背景
近年、デジタルトランスフォーメーションに代表されるような業務効率化や新たな価値の創造に向けて、組織や分野横断的にデータを活用していくことが大きく期待されています。その一方で、扱われるデータに個人のプライバシーに関わるものや企業の営利や経営に関わるデータが含まれてくる場合などは、情報漏洩のリスクなどからデータ共有がはばかられ利活用が進んでいない現状があります。そこで、データを適切に管理し利活用を推進する技術として注目されているのが秘密計算技術です。
NTTは、データを暗号化したまま一度も元に戻さず処理ができる秘密計算技術の研究開発に長年取り組んできました。秘密計算は暗号化したまま処理を行うために通常より処理速度が遅いのが欠点であったため、知られているいくつかの秘密計算の構成方法のうち、最も高速である秘密分散技術を利用した秘密計算に着目し、それらをさらに高速化することで実用的な処理速度の達成[3]と、先進的な秘密計算サービス「析秘®」の実現[4]に貢献してきました。
2. 今回規格化された内容とその意義
NTTは秘密計算技術の標準化に積極的に取り組んでおり、秘密計算技術の前提となる技術である秘密分散技術の規格化[5]をはじめ、秘密計算の初のISO規格である『ISO/IEC 4922-1:2023』の発行など、ISO/IECにて文案のとりまとめ等の活動を通じて規格作成を主導してきました。
今回の規格において秘密分散を利用した秘密計算の方式が規定されたことにより、具体的に標準に沿った秘密計算を実装できるようになりました。
今回発行された規格は、秘密分散を利用した秘密計算の基礎的な演算方式が規定されています。具体的には、暗号化したままでの加算・減算・乗算およびそれらに補助的な役割を果たす乱数生成です。乗算はとりわけ複雑な処理を必要とする演算であり、本規格では4つの方式が規定されていますが、特に複製秘密分散と呼ばれる秘密計算に適した秘密分散を用いている際に、最も処理効率に優れた乗算を実現できる方法として、NTTの独自の乗算方法が規定されています。
本方式が高速化した乗算は、統計分析やAIモデルの作成などでも大量に用いられているため、暗号化したままこれらの分析を行う際に高速に処理できるようになります。
3. 今後の取り組み
NTTは、秘密計算技術の高度化および普及に向け、NIIとの秘密計算システムの大学向けトライアル[3]の推進や、IOWNグローバルフォーラム[7]を通じてパートナーを募り技術の有用性検証を推進していくなど、今後も秘密計算技術の研究開発を通じて安全なデータ流通社会の実現に取り組んでいくとともに、新たな価値の創造を実現するIOWN[6]の主要機能の一つとして社会実装の推進に貢献してまいります。（図2）
〈参考・用語解説〉
1. ISO/IEC 4922-2:2024 Information security — Secure multiparty computation — Part 2: Mechanisms based on secret sharing https://www.iso.org/standard/80514.html
2. NTTが規格作成を主導した初の「秘密計算技術」ISO国際標準が発行 ～データ利活用とプライバシー保護を両立する先進テクノロジーの普及を推進～
https://group.ntt/jp/newsrelease/2023/09/15/230915a.html
3. 世界初の「AI4大カテゴリの主要なアルゴリズムによる学習・推論が可能な秘密計算AIソフトウェア」を提供 ～NIIとNTT、秘密計算システムの大学向けトライアルを開始～ https://group.ntt/jp/newsrelease/2023/01/23/230123a.html
4. クラウド上で秘密計算が利用可能なサービス「析秘(せきひ)」の提供を開始 ～大規模なシステム構築や複雑なコマンド入力を必要とせずWebブラウザ上で利用可能～ https://www.ntt.com/about-us/press-releases/news/article/2021/0819.html
5. 秘密分散技術の初の国際標準にNTTの秘密分散技術が採択 https://group.ntt/jp/newsrelease/2017/10/23/171023a.html
6. IOWN構想（アイオン：Innovative Optical and Wireless Network）： あらゆる情報を基に個と全体との最適化を図り、多様性を受容できる豊かな社会を創るため、光を中心とした革新的技術を活用し、これまでのインフラの限界を超えた高速大容量通信ならびに膨大な計算リソース等を提供可能な、端末を含むコミュニケーション基盤の構想。 https://www.rd.ntt/iown/
7. IOWN Global Forum（IOWN GF）：これからの時代のデータや情報処理に対する要求に応えるために、新規技術、フレームワーク、技術仕様、リファレンスデザインの開発を通じ、シリコンフォトニクスを含むオールフォトニクス・ネットワーク、エッジコンピューティング、無線分散コンピューティングから構成される新たなコミュニケーション基盤の実現を促進する新たな業界フォーラム。https://iowngf.org/
https://group.ntt/jp/newsrelease/2019/10/31/191031a.html
