Lattice-Crypto

關於基於格的密碼學最具影響力/啟發性的論文/書籍/課程?

  • March 28, 2020

我對基於格的加密的某種“綱要”感興趣。FALCON 和其他東西背後有一堆數學。很多文章都致力於點陣加密,但沒有一篇文章是最重要的。另一個問題是,有些論文顯然有影響力,但很難“從頭開始”理解。

首先,我可能會注意到其中一些:

GPV 框架:

  1. “如何使用短基:硬格的活板門和新的密碼結構”。

密碼分析

  1. “學習平行六面體:GGH 和 NTRU 簽名的密碼分析”

基礎課程

  1. 基於格子加密的冬季學校(https://cyber.biu.ac.il/event/the-2nd-biu-winter-school
  2. 關於 CS 格的 Regev 課程 ( https://cims.nyu.edu/~regev/teaching/lattices_fall_2004/ )
  3. Vinod 的課程 ( http://people.csail.mit.edu/vinodv/6876-Fall2015/index.html )

調查:

  1. “基於格的密碼學”部分來自“後量子密碼學”一書。
  2. “格密碼學的十年”,Peikert。

不幸的是,我沒有找到任何關於離散高斯分佈和連續高斯屬性的任何內容(為什麼它在任何“小”平行六面體上“不遠”均勻),如何生成它們;關於平滑參數及其“直覺”含義。此外,從平均情況到最壞情況的減少有點棘手,並且從 Ajtai 論文中難以理解。還有一個理想格的研究方向,它在某種程度上與數域的整數環有關( $ \mathbb{Z}_K $ ),這是完全模糊的。

你似乎有幾個問題:

當您對晶格進行建模時,為什麼離散高斯與均勻分佈“不遠”?

這在他們介紹的論文中得到了解決(Miccancio Regev 2004)。尤其參見引理 4.1

如何生成它們?

這取決於您是否關心恆定時間生成。無論哪種方式,都有一些技巧。這些包括使用“通用採樣器”(適用於任何離散機率分佈),包括:

  • 逆 CDT(累積密度表)— 如果 $ F_X(x) $ 是的累積密度函式 $ X $ , 和 $ U\sim \mathcal{U}([0,1]) $ , 然後 $ F_X^{-1}(U)\sim X $ . 這可用於從任何分佈生成樣本。
  • Knuth-Yao 採樣 — 您創建一個特定的二叉樹,然後在其上執行無偏遍歷,並根據您最終進入的葉子返回一個樣本。非常有效的熵(並且“熵等於您需要從分佈中採樣的硬幣翻轉)來自,但很難在不破壞熵效率的情況下保持恆定時間。
  • 別名抽樣。有點難以解釋,但是您可以將任何分佈的採樣減少為均勻分佈的採樣,然後根據採樣的均勻值對(預先計算的)有偏差的硬幣進行採樣。

還有一種稱為 Karney 方法的非通用採樣器。此外,還有一種稱為“卷積採樣”的採樣技術,它允許從小參數的離散高斯生成較大參數的離散高斯,因此可以限制在小參數的情況下。

最近的工作可以在這裡看到,參考文獻可以作為其他文獻的有用指針(它錯過了一些最近試圖使 KY 採樣恆定時間的工作,但僅此而已)。

平滑參數的直覺含義

直覺地說,它是一個必須放置在每個晶格點上的高斯質量的數量,以使其在整個空間中“模糊”。可以想到格子 $ \Lambda $ 作為最初的一組點(具有離散高斯參數 $ \sigma $ 每個點上的“0”)。當你增加 $ \sigma $ ,這些點“模糊”了。如果你增加 $ \sigma $ 足夠了,它們將“覆蓋”整個空間(然後,在對晶格進行建模時,將接近均勻分佈)。平滑參數測量何時發生這種形式的“相變”,在非常接近均勻和不均勻之間。

如果您更熟悉晶格的幾何概念,可以考慮圍繞晶格點(而不是高斯)不斷增加球,直到最終覆蓋某個球中環境空間的所有點。這有另一個與其相變相關的量,稱為“覆蓋半徑”。

引用自:https://crypto.stackexchange.com/questions/74313