Pseudo-Random-Function

是F(ķ,f(ķ,x))F(ķ,F(ķ,X))f(K, f(K, x))偽隨機函式?

  • July 30, 2019

給定一個 PRF $ f : {0, 1}^n \times {0, 1}^n \rightarrow {0, 1}^n $ , 是 $ f(K, f(K, x)) $ PRF,也是?

我的預感是建構一個類似於 Feistel 密碼但具有屬性的 PRP $ f(K, f(K, x)) = x $ , 並用 PRP/PRF 切換引理反駁該陳述。但是,我還沒有找到具有上述所需屬性的具體實例。

任何人都可以分享一些提示嗎?謝謝!

我正在回复:

“如果 B 訪問的預言機是真正隨機的,如何證明預言機 B 為 A 構造的也是真正隨機的?” 我想知道是否存在解決(或避免)這個問題的方法。

這是一個“好”的東西,因為它不是你可以推到地毯下的東西。具體來說,讓 $ f_k(\cdot) $ 是一個隨機函式,所以對於任何 $ x_i $ ,你有那個 $ y_i = f_k(x_i) $ 是均勻隨機的(並且獨立於任何其他 $ y_j $ )。如果我們知道 $ z_i = f_k(y_i) $ 也是均勻隨機的,並且獨立於所有其他 $ z_j $ 的,我們就完了!

是這樣嗎?答案差不多。具體來說,只要 $ \forall i : y_i\neq y_j $ ,不難證明所有 $ z_i $ 是統一隨機的(並且是獨立的),所以一切都很順利。

直覺地說,一個隨機函式可以表示為一個查找表(這是最簡潔的表達方式),因此計算 $ f_k(0) $ 我們查找一些值 $ U_0 $ . 此表中的條目是均勻隨機的自變數。我們可以考慮使用這個查找表 $ f_k $ 計算 $ f_k\circ f_k $ 通過進行兩次查找(如此精確地按照您期望的方式)。

現在考慮計算 $ q $ 價值觀 $ ((f_k\circ f_k)(1),\dots, (f_k\circ f_k)(q)) $ . 這將是統一的隨機值,但存在它們之間存在某種依賴關係的風險。具體來說,如果 $ f_k(i) = f_k(j) $ 為了 $ i\neq j $ , 然後我們就有了 $ (f_k\circ f_k)(i) = (f_k\circ f_k)(j) $ , 所以隨機變數 $ (f_k\circ f_k)(i) $ 和 $ (f_k\circ f_k)(j) $ 將是相關的(因此不是獨立的)。根據我們的查找表類比,事件 $ f_k(i) = f_k(j) $ 發生意味著我們的查找表 $ f_k\circ f_k $ 最終擁有 $ i $ 和 $ j $ 指向查找表中的相同“槽” $ f_k $ ,這就是問題的原因。

所以,我們想限制機率 $ \Pr[\exists (i,j)\in[q]^2\setminus{(i,i)\mid i\in[q]} : f_k(i) = f_k(j)] $ . 這可以通過生日界限來完成(如果你不熟悉它,你應該查找它),並且可以通過 $ q^2/2^n $ ,這就是評論中提到的術語的來源。

引用自:https://crypto.stackexchange.com/questions/72229