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公报第 1 期 - 2025 年 1 月 6 日
申请号：365/2024，类别 09 计算机；量子计算机；计算机硬件；用于信息技术分析和数据管理的计算机硬件和计算机软件；用于应用程序开发的计算机硬件和计算机软件；用于云计算的计算机硬件和计算机软件；用于认知计算的计算机硬件和计算机软件；用于人工智能的计算机硬件和计算机软件；用于区块链技术的计算机硬件和计算机软件；用于量子计算和量子编程的计算机硬件和计算机软件；计算机硬件，即磁带单元（数据处理）、磁带、印刷电路、集成电路、计算机键盘、光盘（音频-视频）、光盘、计算耦合器（数据处理）、软盘、磁性数据载体；计算机硬件，即视频屏幕、扫描仪（数据处理设备）、打印机、接口（数据处理）、阅读器（数据处理）、用于数据处理的计算机软件（录制程序）、微处理器、调制解调器、监视器、计算机、计算机存储器、计算机外围设备；计算机适配器；计算机组件；数据处理设备；用于数据和信息管理的数据处理设备；半导体；机器可读电子媒体；磁盘；磁盘驱动器；录音机；计算机；收银机；传真机；录像机；录像带；电池；计算机芯片；电路板；计算机硬件，即通信计算服务器；计算机手提箱；计算机接口板；计算机电缆和计算机电缆部件；计算机传真调制解调器卡；计算机配件，即屏幕过滤器、鼠标垫、无线寻呼机、操纵杆；电源转换器，即数模、模数和步进电压开关；计算机鼠标；集成电路卡和智能卡；集成电路适配器和智能卡适配器；集成电路卡和智能卡读卡器；微型计算机；电源；投影仪；计算机遥控器；电涌保护器和不间断电源；销售点终端；计算机服务器；计算机存储设备，即用于本地或通过电信网络存储和备份电子数据的高速存储子系统；可下载的计算机程序；已录制的计算机程序；已录制或可下载的计算机软件平台；可下载的计算机软件应用程序；软件视频游戏；计算操作系统软件和程序；用于访问全球计算机网络的计算机软件；用于文档管理的计算机软件；用于数据库管理的计算机软件；用于定位、检索和接收文本、电子文档的计算机软件，企业内部计算机网络、本地和广域全球计算机网络上的图形和视听信息；用于软件开发和网页创作的计算机软件以及与这些产品一起作为单元出售的电子格式的用户手册；用于控制计算机系统、程序和网络的操作和执行的计算机软件；用于连接不同的计算机网络和系统、计算机服务器和存储设备的计算机软件；用于连接计算机并实现跨全球可访问网络计算的计算机软件；用于管理信息技术环境中存在的硬件、软件和流程的计算机软件；结合硬件和软件用于管理和分析数据的交互式计算机系统和与这些产品一起作为单元出售的数字教学手册；云计算系统，即集成计算机硬件和软件的通信网络，用于
论量子随机预言模型中时间锁难题的（不）可能性
时间锁谜题 (TLP) 允许谜题生成器 Gen 高效地为解决方案 s 生成谜题 P ，这样，即使对手使用多台计算机并行运行，将谜题 P 解回 s 也需要更多的时间 。TLP 允许“向未来发送消息”，因为它们只在解算器花费大量时间时才允许“打开信封” P 。Rivest、Shamir 和 Wagner [RSW96] 的工作都提出了时间锁谜题的构造，并介绍了此类原语的应用。它们的构造基于这样一个假设：即使使用并行计算，也无法加快对 RSA 合数模整数的重复平方，除非知道合数的因式分解，在这种情况下他们可以加快该过程。因此，谜题生成器可以通过捷径“解决谜题”来找到解决方案，而其他人则被迫遵循顺序路径。 [ RSW96 ] 的工作还建议将 TLP 用于其他应用，如延迟数字现金支付、密封投标拍卖和密钥托管。Boneh 和 Naor [ BN00 ] 通过定义和构造定时承诺并展示其在公平合约签署等应用中的用途，进一步证明了此类“顺序”原语的实用性。最近，时间锁谜题有了更多的应用，如非交互式非可延展承诺 [ LPS17 ]。尽管它们很有用，但我们仍然不知道如何基于更标准的假设（尤其是基于“对称密钥”原语）构建 TLP。人们可能会尝试使用单向函数的求逆（比如，指数级困难）作为解谜的过程。然而，具有 k 倍并行计算能力的对手可以通过将搜索空间仔细分成 k 个子空间，将搜索过程加快 k 倍。将对称基元视为其极端（理想化）形式，人们可以问随机预言是否可用于构建 TLP。预言模型（尤其是随机预言模型）的优点在于，人们可以根据向其提出的查询总数轻松定义信息论时间概念，还可以根据算法向预言提出的查询轮数定义并行时间概念。这意味着，向预言并行提出 10 个查询只算作一个（并行）时间单位。Mahmoody、Moran 和 Vadhan [MMV11] 的工作通过排除仅依赖随机预言的构造，为从对称基元构建 TLP 提供了强大的障碍。具体而言，已经证明，如果谜题生成器仅向随机预言机提出 n 个查询，并且该谜题可以通过 m 个预言机查询（诚实地）解决，那么总有一种方法可以将解决过程加快到仅 O(n) 轮查询，而总查询次数仍然是 poly(n, m)。请注意，查询总数的多项式极限是使此类攻击有趣所必需的，因为总是有可能在一轮中提出所有（指数级的） oracle 查询，然后无需任何进一步的查询即可解答谜题。 [ MMV11 ] 的攻击实际上是多项式时间攻击，但如果有人愿意放弃该特性并只瞄准多项式数量的查询（这仍然足以排除基于 ROM 的构造）他们也可以在 n 轮中实现它。受量子密码学领域发展的启发，密码系统的部分或所有参与方可能会访问量子计算，我们重新审视了在随机 oracle 模型中构建 TLP 的障碍。Boneh 等人的工作 [ BDF + 11 ] 正式引入了具有量子访问的 ROM 扩展。因此，我们可以研究量子随机预言模型中 TLP 的存在，其中谜题生成器或谜题解决器之一（或两者）都可以访问量子叠加中的随机预言。这引出了我们的主要问题：