One-Way-Function

弱單向函式的組合不是強單向函式

  • August 7, 2018

給定 $ f(x) $ ,一個弱單向置換,如何證明 $ f^T(x) $ 是不是很強的單向功能?這裡 $ f^T $ 表示 $ T $ 次自作文 $ f $ 和 $ T $ 是輸入長度的多項式。

顯然,作曲 $ T $ -弱 OWP可以產生強 OWF:只需考慮以下情況 $ f $ 已經是強 OWP(因此特別是弱 OWP)。現在,您想要表明情況並非如此;即,你想要一個功能 $ f $ 這是一個弱 OWP,但是這樣 $ f^T $ 不是一個強大的 OWF(即,安全性不會“通過組合放大”的範例)。

我會給你這樣一個候選人;我讓你證明它滿足你的要求,這是一個非常簡單的練習。讓 $ g: I \mapsto I $ 是任意(強或弱)OWP,並讓 $ J $ 是一些任意的集合,使得 $ |J| = |I| $ , 和 $ I $ 與 $ J $ . 考慮以下函式 $ f $ :

$ f:I \cup J \mapsto I \cup J $ 定義如下: $ f(x) = g(x) $ 如果 $ x \in I $ , 和 $ f(x) = x $ 如果 $ x\in J $ .

宣稱: $ f $ 是一個排列(這很明顯),也是一個弱 OWP(你應該能夠輕鬆檢查)。然而, $ f^T $ 仍然是弱OWP,但不是強OWF。你能看出為什麼嗎?

(如果您在分析中遇到困難,請在評論部分尋求更多提示)

你如何定義弱與強?我們需要考慮某種額外的構造。根據定義,排列是可逆的。您可能是指它與隨機排列的區別。

對於一個結構良好的,比如 Keccak- $ f $ , 逆計算的成本可能要高得多。無論如何,應用 Keccak- $ f $ 如果我們只給 24 次是安全的 $ r $ 應用此功能後的數據位(讓我們聲稱 (1600 - r)/2 位安全性)。如果我們要訪問整個狀態,那麼它顯然是不安全的。

不過作為重要說明,因為您正在談論應用完全相同的排列 $ T $ 次,那麼你不能有不同的輪常數。因此,如果你想要一個“強”的結果,初始排列不可能完全容易受到旋轉攻擊。但這是一個相當低的標準,因為您可以通過在您的域中包含一個“寬”添加操作來實現這一點,然後 $ T $ 線性的長度 $ x $ 足以解決這個問題。當然,有許多不同類型的攻擊。例如,你不能有一個容易受到滑動攻擊的結構,因為它的輪數可能變得無關緊要(這類似於不添加任何對抗旋轉攻擊的排列)。

引用自:https://crypto.stackexchange.com/questions/61307