Lattice-Crypto

即使給定 oracle 訪問來計算陷門函式的逆,I 型格陷門是否也很難找到?

  • April 6, 2020

考慮 I 型格子活板門

$$ GPV08 $$: https://eprint.iacr.org/2007/432.pdf 在此處輸入圖像描述 假設一個 PPT 對手被賦予了圖中的 LWE 陷門函式:

$ g_{A^\top} (s,e) = A^\top s + e = b (\text{mod } q) $

令 T 為 A 的類型 1 活板門。

現在給 PPT 對手一個預言機,它執行以下操作:在輸入 b’ 上,預言機用一對滿足的 (s’,e’) 回答 $ A^\top s’ + e’ = b’ (\text{mod } q) $ .

PPT 對手能否通過多次查詢該預言機的多項式來找到陷門 T?

圖片來自講義:https ://fangsong.info/teaching/s16_uw_pqc/qic891_pqc_lec3.pdf

如果對手是經典算法,那麼您的問題的答案是未知的。但是,如果對手是一個可以疊加查詢預言機的量子算法,那麼答案是肯定的:通過對某些(有效可生產的)量子狀態向預言機進行查詢,它可以恢復一個 Type-I 陷門 $ A $ .

對於經典算法,困難在於我們不知道如何生成有效的輸出 $ g $ (甲骨文有義務成功)除非通過選擇 $ s,e $ 我們自己和餵養他們 $ g $ . 但是預言機的答案對我們來說毫無用處,因為我們在查詢之前就已經知道答案了。

對於量子算法,情況就不同了。我們可以對“所有”有效的進行某種疊加 $ s,e $ , 餵牠通過 $ g $ 獲得輸出的疊加,並呼叫預言機返回 $ s,e $ . 至關重要的是,這使我們能夠取消計算(或“忘記”)我們最初的選擇,從而為我們留下有用的量子態。具體來說,通過其量子傅里葉變換,我們得到了短向量的疊加 $ x $ 這樣 $ Ax=0 $ . 通過測量狀態,我們得到這樣一個 $ x $ ,並且可以重複累積許多線性獨立的,產生一個 Type-1 活板門。

經典環境中的困難,以及處理它的量子策略,來自 Regev 關於 LWE 的原始論文。GPV 論文首先描述了與 SIS/LWE 的連接。

引用自:https://crypto.stackexchange.com/questions/79706