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量子密码学中的硬量子外推
尽管单向函数已被公认为经典密码学的最小原语，但量子密码学的最小原语仍不清楚。通用外推最早由 Impagliazzo 和 Levin (1990) 提出，当且仅当单向函数存在时，通用外推任务才是困难的。为了更好地理解量子密码学的最小假设，我们研究了通用外推任务的量子类似物。具体来说，我们提出了经典→量子外推任务，即根据计算基础中测量的第一个寄存器，外推二分纯态的其余部分。然后，我们将其用作建立量子密码学新连接的关键组件：(a) 如果经典→量子外推很难，则存在量子承诺；(b) 如果存在以下任何密码原语，则经典→量子外推很难：使用经典公钥的量子公钥密码学（如量子货币和签名）或2消息量子密钥分发协议。对于未来的工作，我们进一步推广外推任务并提出一个完全量子的模拟。我们表明，如果存在量子承诺，则很难，而对于量子多项式空间则很容易。
量子密码学中的硬量子外推
尽管单向函数已被公认为经典密码学的最小原语，但量子密码学的最小原语仍不清楚。通用外推最早由 Impagliazzo 和 Levin (1990) 提出，当且仅当单向函数存在时，通用外推任务才是困难的。为了更好地理解量子密码学的最小假设，我们研究了通用外推任务的量子类似物。具体来说，我们提出了经典→量子外推任务，即根据计算基础中测量的第一个寄存器，外推二分纯态的其余部分。然后，我们将其用作建立量子密码学新连接的关键组件：(a) 如果经典→量子外推很难，则存在量子承诺；(b) 如果存在以下任何密码原语，则经典→量子外推很难：使用经典公钥的量子公钥密码学（如量子货币和签名）或2消息量子密钥分发协议。对于未来的工作，我们进一步推广外推任务并提出一个完全量子的模拟。我们表明，如果存在量子承诺，则很难，而对于量子多项式空间则很容易。
AIM 的量子实现：瞄准低深度
摘要。密码的对称密钥原语中的安全漏洞可能会破坏密码的整体安全声明。近年来，随着量子计算的快速发展，人们越来越努力地评估对称密钥密码术对潜在量子攻击的安全性。本文重点分析了 AIMer 数字签名方案中使用的对称密钥原语 AIM 的量子攻击抵抗力。我们介绍了 AIM 的第一个量子电路实现，并根据 Grover 搜索算法估计了其复杂性（例如量子比特数、门数和电路深度）。对于 Grover 密钥搜索，最重要的优化指标是深度，尤其是在考虑并行搜索时。我们的实现汇集了 AIM 低深度量子电路的多种方法，以减少 Toffoli 深度和全深度。
Relating non-local quantum computation to 眀氀碗渀攀...
非局部量子计算 (NLQC) 是位置验证方案的一种作弊策略，并出现在 AdS/CFT 对应的背景下。在这里，我们将 NLQC 与信息理论密码学的更广泛背景联系起来，将其与许多其他密码原语联系起来。我们展示了 NLQC 的一个特例，称为 f -routing，它等同于条件秘密披露 (CDS) 原语的量子类似物，其中等同是指一个任务的协议为另一个任务提供了协议，而资源成本的开销很小。我们进一步考虑了位置验证的另一个特例，我们称之为相干函数评估 (CFE)，并表明 CFE 协议为私有同步消息传递 (PSM) 场景诱导了类似的有效协议。通过将位置验证与这些密码原语联系起来，信息理论密码学文献中的许多结果为 NLQC 提供了新的含义，反之亦然。这些包括对 2 O（√nlogn）纠缠的最坏情况 f 路由成本的第一个亚指数上限，针对被认为超出 P/poly 的问题的有效 f 路由策略的第一个示例，量子设置中 CDS 的量子资源的线性下限，CFE 的通信成本的线性下限，以及对于可以用低 T 深度的量子电路计算的函数的量子设置中 CDS 的有效协议。
用于对称设计的人工智能......
现代密码学依赖于使用精确的数学定义和严格的证明来保证在特定对手策略模型下达到一定的安全级别。因此，设计一个可靠的密码原语或协议通常是一项艰巨的任务，对其进行密码分析也是如此。在这方面，人工智能 (AI) 提供了许多有趣的方法和工具来解决密码方案设计中的问题。通过查看现有文献，可以发现许多作品使用人工智能领域的各种方法来解决与密码学相关的几个用例。根据潜在问题的性质，可以将这些作品分为两个主要领域：搜索和优化。密码原语设计中的几个问题可以归结为离散搜索空间上的组合优化问题，例如，搜索具有所需加密属性的布尔函数和 S 盒等，它们是对称加密方案设计的基本构建块。为此，基于人工智能的启发式技术，如进化算法[51]、模拟退火[14]和群体智能[37]已被证明对于解决与密码学相关的优化问题非常有用。计算模型。第二个领域涉及使用属于人工智能领域的计算模型作为密码方案设计的组成部分。在这种情况下，基本思想是将整体方案的安全性与此类计算模型的复杂动态行为联系起来，这些计算模型原则上很难进行密码分析。也许这个研究线索中最著名的例子是细胞自动机，它主要用于设计对称加密原语，如用于流密码的伪随机数生成器（PRNG）[66，67]和用于分组密码的 S 盒 [20，39]。本章旨在对使用人工智能方法和模型设计密码原语和协议的最新进展进行概述，重点关注上述两个领域。特别是，我们考虑了基于人工智能的密码学最重要的用例，即布尔函数、S 盒和伪随机数生成器 (PRNG) 的设计。对于每个用例，我们介绍相应的密码设计问题，然后概述相关文献。最后，我们考虑了该研究领域在未来几年可能发展的两个新方向。本章的其余部分组织如下。第 2 节简要介绍了密码学的基本概念，并涵盖了与基于人工智能的启发式技术和细胞自动机相关的基本概念。第 3 至第 5 节重点介绍用于设计密码原语的人工智能技术，特别是布尔函数、S 盒和伪随机数生成器的用例。最后，第 6 节在最后讨论了基于人工智能的密码学领域的未解决的问题和未来研究的方向。
深度受限量子密码学及其在一次性记忆等领域的应用
借助量子信息的力量，我们可以实现令人兴奋且在经典上不可能实现的密码原语。然而，几乎所有的量子密码学在近期的中型量子技术（NISQ 技术）中都面临着极大的困难；即量子态的寿命短和有限的顺序计算。同时，仅考虑有限的量子对手仍可能使我们实现以前不可能完成的任务。在这项工作中，我们考虑了针对有限量子对手（深度受限对手）的量子密码原语。我们引入了一个（深度受限）NISQ 计算机模型，它们是与浅量子电路交错的经典电路。然后，我们证明了可以针对工作中引入的任何深度受限的量子对手实现一次性记忆，其深度是任何预先固定的多项式。因此，我们获得了一次性程序和一次性证明等应用。最后，我们证明了我们的一次性记忆即使针对恒定速率错误也具有正确性。
重新审视具有认证删除功能的量子加密
Broadbent 和 Islam (TCC '20) 提出了一种量子密码原语，称为可认证删除的量子加密。在此原语中，拥有量子密文的接收者可以生成经典证书，证明加密消息已被删除。虽然它们的构造在信息理论上是安全的，但它仅限于一次性对称密钥加密 (SKE) 的设置，其中发送者和接收者必须提前共享一个公共密钥，并且该密钥只能使用一次。此外，发送者必须在构造过程中生成量子态并通过量子信道将其发送给接收者。虽然删除证书是私下可验证的，这意味着证书的验证密钥必须保密，但在 Broadbent 和 Islam 的定义中，我们也可以考虑公开可验证性。在这项工作中，我们提出了各种可认证删除的加密构造。
Mathematisches Kolloquium教授KathrinFla²Kamp...
摘要：此演讲基于通过运动原始功能动态系统的运动计划的概念。在不同的几何设置中，运动原始素可以作为动态控制系统的谎言组对称性的等效类别引入，而在特定方面，相对平衡作为对称性产生的运动。因此，它们是建立代表性原始库的自然选择，该库本身可以通过时间离散和状态空间量化来节省固有的dy-namic行为。这种方法为解决运动计划问题打开了各种选项：我们将通过混合a ∗搜索以及使用运动原始图的增强来研究基于图的计划。最后，我们返回起点，即控制动力学系统，并回答运动原语是否是某种意义上的最佳选择的问题。除其他外，具有运动原语的运动计划的概念可以应用于机器人技术和自动驾驶中的轨迹。