Discrete-Logarithm

離散對數中的隨機自約化

  • February 7, 2019

我了解 Random Self-reducibility 的含義以及它在離散日誌中的使用方式。不清楚的是

  1. 它如何表明 DL 在一般情況下很難。

一個不完美的深度學習黑盒的成功機率是 $ p(n) $ (為 $ n $ -位字元串,和 $ p $ 是多項式)。因此,為了獲得正確的 DL 輸入 $ y $ 是 $ 1/p(n) $ .

  1. 這是否意味著找到單個的 DL $ y $ 可以在多項式時間內完成嗎?(只需執行算法 $ n*poly(n) $ 這仍然是一個多項式!)

之後,教授在一次講座中復述了每次成功的機率是$$ \left(1-\frac{1}{p(n)}\right)^np(n) $$這小於 $ e^{-n} $ .

  1. 他們是如何得出這個結論的?
  2. 如果結論是正確的,這是否意味著機器每次成功的機率都可以忽略不計(所以找到每個的 DL 可以忽略不計?)

我了解 Random Self-reducibility 的含義以及它在離散日誌中的使用方式。尚不清楚的是它如何表明 DL 在一般情況下很難。

實際上,隨機自約化並不表明 DL 在任何情況下都很難。它確實表明,如果存在硬 DL 實例,那麼隨機 DL 實例是困難的。

請記住,“隨機自約化”屬性是我們可以採用問題的任意實例 $ g^x = h $ , 尋找 $ x $ ,並將其變成一個隨機實例 $ r_1^y = r_2 $ , 尋找 $ y $ ,如果我們能解決隨機實例,我們就可以回去解決我們原來的問題。

它如何表明平均實例是困難的,是通過顯示相反的;如果隨機實例具有非平凡的簡單機率,那麼我們可以解決任何任意實例(通過多次隨機變換我們的任意實例,並且如果我們碰巧遇到一個簡單實例,我們很有可能這樣做,我們得到解決原來的問題)。

所有這些形式主義(這就是讓你絆倒的原因)只是用數學術語表達這個概念(與我使用的口頭描述相反)。

當然,如果您嘗試進行形式主義,那麼正確地使用公式很重要。

一個不完美的深度學習黑盒的成功機率是 $ p(n) $ (為 $ n $ -位字元串,和 $ p $ 是多項式)。因此,為了獲得正確的 DL 輸入 $ y $ 是 $ 1/p(n) $ .

其實機率是 $ 1/p(n) $ ; 請記住,機率限制在範圍內 $ [0,1] $

之後,教授在一次講座中復述了每次成功的機率是

實際上,如果攻擊者試圖這樣做,他並不是每次都成功;他需要做的就是成功一次。一次成功(即隨機減少到允許他解決 DL 問題的實例)將告訴時間他真正感興趣的 DL 問題的答案。

$ \left(1-\frac{1}{p(n)}\right)^np(n) $

這可能是攻擊者需要精確執行的機率 $ n+1 $ 在找到答案之前隨機減少,但如果是這樣,我很確定你把那個公式弄亂了(以及顯然使用 $ n $ 有兩個不同的含義,DL 問題的大小和攻擊者嘗試的隨機減少次數)

**1.**它如何表明 DL 在一般情況下很難。

我們可以通過以下簡化來證明這一點;

假設我們有一個算法 $ A $ 解決了一半輸入的 DL $ y $ . 那是, $ A(y) $ 返回 $ x $ 作為 $ y = g^x $ 僅對一半可能的輸入值 $ y $ .

現在解決一般情況 $ y $ , 隨機選擇 $ r $ 看看 $ A $ 可以找到的DL $ g^rh $ .

很明顯, $ A $ 有 $ 1/2 $ 返回正確值的機會。如果你在多項式時間內嘗試,它可能會至少工作一次 $ r $ .

一旦我們得到 $ A(g^rh)=y $ ,那麼我們可以推斷出 $ h = g^{y-r} $ ,因此這解決了 DLOG $ y $ .

這是從一般情況到一般情況的減少。反之亦然,這意味著深度學習在一般情況下很難。

**2.**這是否意味著找到單個 y 的 DL 可以在多項式時間內完成?

不,這是機率多項式時間。

**3.**他們是如何得出這個結論的?

雨披糾正了你的結果,我會走另一條路。

讓我們重複這個過程 $ 1/p(n) $ -times 然後,在任何輸入上 $ y’ $ , A 將無法反轉 $ y’ $ 在所有這些獨立試驗中,最多

$$ (1-p(n))^{p(n)} \leq e^{-1} \leq \frac{1}{2} $$

因此,經過 $ 1/p(n) $ 的試驗 $ r $ 它會成功反轉一些 $ y’ $ .

**4.**如果結論是正確的,這是否意味著機器每次成功的機率都可以忽略不計(所以找到每個的DL可以忽略不計?)

是的,否則不完美的 DL 黑盒將是多項式時間縮減。

引用自:https://crypto.stackexchange.com/questions/66336