Lattice-Crypto

Regev公鑰密碼體制的解密分析

  • November 25, 2022

Regev 的公鑰密碼系統定義如下:

在此處輸入圖像描述


我想證明正確性。為此,必須證明 0 被正確解碼,同樣 1 也被正確解碼。一旦我證明了,我會在這裡展示:

案例:0的加密

$$ b = \sum_{i \in S} b_i = \sum_{i \in S} ( \langle \mathbf{a_i},\mathbf{s} \rangle + e_i) = \langle \mathbf{a},\mathbf{s} \rangle + \sum_{i \in S} e_i \Rightarrow b - \langle \mathbf{a},\mathbf{s} \rangle = \sum_{i \in S} e_i $$ 我們從定義中知道 $ |e| < \frac{\lfloor \frac{p}{2} \rfloor}{2} $ 使用這個事實我們可以寫: $$ |b - \langle \mathbf{a},\mathbf{s} \rangle | = \left| \sum_{i \in S} e_i \right| < \frac{\lfloor \frac{p}{2} \rfloor}{2} $$ 這比 0 更接近於 $ \lfloor \frac{p}{2} \rfloor $ ,所以對a 0 的解密是正確的。

案例:加密1

$$ b = \lfloor \frac{p}{2} \rfloor + \sum_{i \in S} b_i = \lfloor \frac{p}{2} \rfloor + \sum_{i \in S} ( \langle \mathbf{a_i},\mathbf{s} \rangle + e_i) = \lfloor \frac{p}{2} \rfloor +\langle \mathbf{a},\mathbf{s} \rangle + \sum_{i \in S} e_i \Rightarrow b - \langle \mathbf{a},\mathbf{s} \rangle = \lfloor \frac{p}{2} \rfloor + \sum_{i \in S} e_i $$

使用三角不等式我們可以寫:

$$ | b - \langle \mathbf{a},\mathbf{s} \rangle | = \left| \lfloor \frac{p}{2} \rfloor + \sum_{i \in S} e_i \right| \geq -\left| \sum_{i \in S} e_i \right| + \left| \lfloor \frac{p}{2} \rfloor \right| $$

自從 $ -|e| > -\frac{\lfloor \frac{p}{2} \rfloor}{2} $ 我們可以寫:

$$ | b - \langle \mathbf{a},\mathbf{s} \rangle | = \left| \lfloor \frac{p}{2} \rfloor + \sum_{i \in S} e_i \right| \geq -\left| \sum_{i \in S} e_i \right| + \left| \lfloor \frac{p}{2} \rfloor \right| > -\frac{\lfloor \frac{p}{2} \rfloor}{2} + \left| \lfloor \frac{p}{2} \rfloor \right| $$

這更接近 $ \lfloor \frac{p}{2} \rfloor $ 而不是 0,所以 1 的解密是正確的。


我不確定我的證明的第二種情況,所以我希望更正或確認。另一個問題是關於解密的限制。如果我沒有誤導的話,那麼範圍內的一切 $ -\frac{\lfloor \frac{p}{2} \rfloor}{2} < x < \frac{\lfloor \frac{p}{2} \rfloor}{2} $ 被解釋為 0 和範圍內的所有內容 $ \frac{\lfloor \frac{p}{2} \rfloor}{2} < x < \frac{3 \lfloor \frac{p}{2} \rfloor}{2} $ 解釋為1,你能這麼說嗎?

這在很大程度上是正確的,儘管你的第二種情況也需要雙面約束 $$ \lfloor\frac p2\rfloor-\frac{\lfloor\frac p2\rfloor} 2<b-\langle\mathbf a,\mathbf s\rangle<\lfloor\frac p2\rfloor+\frac{\lfloor\frac p2\rfloor} 2 $$ 而您的論點僅涵蓋左手不等式。相反,如果我們只是注意到 $$ -\frac{\lfloor\frac p2\rfloor} 2<\sum e_i<\frac{\lfloor\frac p2\rfloor} 2 $$ 很有可能(我們是否可以肯定地說這取決於 $ \chi $ ) 然後注意 $ \lfloor\frac p2\rfloor+\sum e_i=b-\langle \mathbf a,\mathbf s\rangle $ 然後一切都井井有條。

引用自:https://crypto.stackexchange.com/questions/102895