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完全同态加密（第一部分）
在此类中（和下一阶级），我们将介绍过去二十年来加密术中最令人兴奋和令人惊讶的进步之一：完全同构加密 - 也就是说，是，加密方案使我们能够在不完全解密的情况下直接评估对加密数据的任意功能。完全同态加密（FHE）是一种非常有力的工具：从中，我们可以构建到迄今为止看到的许多原始词（私人信息检索，公开键的加密等），以及大量的新工具和应用程序。特别是，我们可以通过加密输入，将它们发送到服务器，使服务器同派在加密的输入上直接评估其所选功能，然后让我们的服务器将服务器发送给我们，然后让我们寄回了加密的结果，将任何函数的计算牢固地外包给了不受信任的服务器。
线性同态加密和私人信息检索
这两个差异仅影响我们密码文本的最低顺序位。因此，我们可以通过简单地设置我们的参数来处理这两个问题，即使误差分布稍大，可以使解密能力高。例如，如果我们设置2 B + 2 更广泛地，我们可以适当地设置参数，以允许在这些LWE密文上执行任何（多项式）的同构添加。 这种线性同态对建立对加密数据执行一些（受限制的）计算的密码系统非常有用，例如，汇总了加密的投票。 在本讲座的其余部分中，我们将看到如何使用它来构建私人信息检索。更广泛地，我们可以适当地设置参数，以允许在这些LWE密文上执行任何（多项式）的同构添加。这种线性同态对建立对加密数据执行一些（受限制的）计算的密码系统非常有用，例如，汇总了加密的投票。在本讲座的其余部分中，我们将看到如何使用它来构建私人信息检索。
同构性算法元素定理
两个图G和H是图形F家族的同态性，如果对于所有图F∈F，则从F到G的同态数量等于从F到H的同构数量。比较图形，例如（量子）同构，合适和逻辑等价的许多自然对等关系可以被视为各种图类别的同态性关系。对于固定的图类F，决策问题（F）要求确定两个输入图G和H是否在F上无法区分。众所周知，该问题仅在少数图类别f中可以决定。我们表明，Hom I nd（f）允许每个有界树宽的图类F类随机多项式算法，这在计数Monadic二阶逻辑CMSO 2中是可以定义的。因此，我们给出了第一个一般算法，以确定同态性不可分性。此结果延伸到h om i nd的一个版本，其中图形F类由CMSO 2句子指定，而在树顶上绑定了一个绑定的k，将其作为输入给出。对于固定k，此问题是可随机固定参数的。如果k是输入的一部分，则它是conp-和cow [1] -hard。解决Berkholz（2012）提出的问题时，我们通过确定在k维weisfeiler-Leman算法下确定在k是输入的一部分时确定不可区分性的情况。
在纳米结构均匀性限制之外的模态超强耦合下，在空间均匀和定量表面增强的拉曼散射
摘要：我们开发了一种底物，该基材可以实现高度敏感和空间均匀的表面增强拉曼散射（SERS）。该基材包括密集的金纳米颗粒（D-Aunps）/二氧化钛/AU膜（D-ATA）。D-ATA底物显示了AUNP和Fabry-pé腐烂纳米腔的局部表面等离子体共振（LSPR）之间的模态超肌耦合。d-ATA表现出近场强度的显着增强，与D-Aunp/ Tio 2底物相比，晶体紫（CV）的SERS信号增加了78倍。重要的是，可以获得高灵敏度和空间均匀的信号强度，而无需精确控制纳米级AUNP的形状和排列，从而实现了定量的SERS测量。此外，在超低吸附条件下（0.6 r6g分子/AUNP）在该基材上对若丹明6G（R6G）的SER测量显示出3％以内信号强度的空间变化。这些发现表明，在模态超肌耦合下的SERS信号源自具有量子相干性的多个等离激元颗粒。关键字：局部表面等离子体共振，模态超技术耦合，表面增强的拉曼散射，量子相干性，自组装
通过同型加密迈向量子安全联合学习：梯度学习
联合学习（FL）包括用于机器学习的分散培训算法的家族[1] - [3]，使内部分裂能够在不集中培训数据的情况下协作训练模型。这种方法通过将培训计算分配到边缘来减轻数据中心的计算负担。但是，至关重要的是要注意，尽管联邦学习提供了一个分散的框架，但它可能无法继承客户的隐私。中央服务器收到的更新有可能无意间揭示有关客户培训数据的信息[4]，[5]。保护客户对联合学习的隐私的流行策略包括基于差异的隐私（DP）和基于同型加密（HE）方法。DP的想法是在梯度上添加噪音，以保护梯度的保密性[6]。基于DP的学习算法的现有作品包括本地DP（LDP）[7]，具有选择性参数更新[8]，基于晶格[9]等的DP等。尽管可以直接采用DP，但它具有较弱的隐私保证和潜在准确性损失的缺点。他是一种加密技术，可以在加密数据上执行计算，而无需首先解密。在联邦学习的背景下，同构加密在确保个别参与者数据的隐私方面起着至关重要的作用。由于FL中的梯度的聚集仅涉及添加，因此许多最近的作品[10]，[11]提议采用基于Paillier [12]的加性同构加密。某些基于晶格的问题，例如但是，一旦可以使用Shor的量子算法有效地将大整数构成大型整数[13]，Paillier的安全性就会损坏。基于晶格的密码学被认为是抗量子的[14] - [16]。
人类大脑功能亚群的同源景观...
1 宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院生物统计学、流行病学和信息学系，宾夕法尼亚州费城 19104，美国；duongtra@usna.edu（DD-T.）；jiongc@seas.upenn.edu（JC）；sumita.garai@pennmedicine.upenn.edu（SG）；fredxu@seas.upenn.edu（FHX）；jingxuan.bao@pennmedicine.upenn.edu（JB）2 美国海军学院数学系，马里兰州安纳波利斯 21402，美国 3 普渡大学数学系，印第安纳州西拉斐特 47907，美国； rkaufman@math.purdue.edu 4 宾夕法尼亚大学工程与应用科学学院生物工程系，宾夕法尼亚州，PA 19104，美国 5 乔治梅森大学电气与计算机工程系，弗吉尼亚州费尔法克斯 22030，美国；xwang64@gmu.edu 6 瑞士联邦理工学院洛桑 Neuro-X 研究所，瑞士日内瓦 1015 7 日内瓦大学放射学和医学信息学系，瑞士日内瓦 1211 8 劳伦斯利弗莫尔国家实验室计算工程部，加利福尼亚州利弗莫尔 94550，美国；kaplan7@llnl.gov 9 CENTAI 研究所，意大利都灵 10138； giovanni.petri@nulondon.ac.uk 10 伦敦东北大学网络科学研究所 NPLab，英国伦敦 E1W 1LP 11 IMT 卢卡研究所网络部，意大利卢卡 55100 12 普渡大学综合神经科学研究所，美国印第安纳州西拉斐特 47907；jgonicor@purdue.edu 13 普渡大学工业工程学院，美国印第安纳州西拉斐特 47907 14 普渡大学韦尔登生物医学工程学院，美国印第安纳州西拉斐特 47907 15 耶鲁大学公共卫生学院，美国康涅狄格州新黑文 06520；yize.zhao@yale.edu * 通信地址：li.shen@pennmedicine.upenn.edu † 上述作者对本文的贡献相同。
使用同构加密
摘要 - 在各种现实世界情景中与隐私相关问题的解决方案是众人瞩目的焦点。但是，每个计划支持的有限类型的操作类型都是应用程序的主要缺点。尽管他基于学习 - 错误（LWE）问题的计划提供了有效的查找表（LUT）评估，但与基于RING LWE（RLWE）问题的HE计划相比，它们在算术操作和低通量方面具有不利影响。如果HE包含算术操作或其计算宽度很大，则在包含LUT的电路上的使用受到了限制。在本文中，我们提出了使用基于RLWE的HE方案在LUTS上进行批处理查询的同构算法。要查找加密查询中大小n的加密luts，我们的算法使用o（log n）同构比较和o（n）乘以。对于未加密的LUTS，我们的算法使用O（log n）比较，O（√n）Ciphertext乘法和O（n）标量乘法。我们提供基于CKKS计划的概念验证实施（ASIACRYPT 2017）。加密的摊销运行时间（分别未加密的）大小512的LUS为0。041（分别0。025）秒。我们的实施约2。4-6。0 x的吞吐量高于当前基于LWE的方案的实现，其在LUT的结构上具有更大的灵活性。
相对论激光-固体相互作用产生的均匀微米级高能量密度物质
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MTHFR C677T基因多态性与维生素治疗在降低中风中同型半胱氨酸水平的功效
背景：在先前的研究中，已经对血浆同型半胱氨酸（HCY）水平（HCY）水平（HCY）水平（HCY）水平（HCY）水平（HCY）水平（HCY）水平（HCY）水平（HCY）水平之间的关系的影响对甲基环丙基叶酸还原酶（MTHFR）C677T突变的影响进行了广泛的研究和记录。然而，尚不清楚MTHFR C677T突变是否会影响对降低HCY降低治疗的反应，中风患者高粒性半胱氨酸血症（HHCY）。了解遗传因素对治疗反应的影响可以帮助优化HHCY中风患者的个性化治疗策略。我们旨在研究MTHFR C677T基因多态性之间的潜在关联，以及使用维生素治疗在HHCY患者中使用维生素治疗降低HCY治疗的有效性。方法：使用聚合酶链反应限制片段长度多态性鉴定了MTHFR C677T基因型多态性，并比较了MTHFR C677T基因基因座中三种基因型的分布。在不同基因型患者中比较了HCY降低药物的治疗效果。结果：在研究中招收的320名中风患者中，有258名（80.6％）被诊断出患有HHCY。在其中，有162例患者（有效组）对临床HCY降低治疗的反应很好，而即使服用了叶酸，维生素B6和甲基核蛋白的组合补充剂，也有96例患者（无效组）也无法实现足够的反应。多元回归分析表明，T等位基因（奇数[OR]，1.327; 95％置信区间[CI]，1.114-1.580; P = 0.0015）与HCY HCY降低治疗效应不足无关。在年龄（P <0.001），高血压（P = 0.034），血脂异常（P = 0.022），高尿酸血症（P = 0.013）和MTHFR C677T基因多态性（P <0.001）之间观察到显着差异。此外，TT基因型在同性模型（OR，1.645; 95％CI，1.093–2.476; p = 0.017）和隐性模型（TT vtt Vers cc + CT; OR，1.529; 95％CI; 95％CI，1.145-2.042; P = 0.004; p = 0.042; p = 0.004中独立地与不足的响应相关。 然而，在统治模型中，CT + TT基因型和治疗效应差之间没有观察到任何关系。 结论：我们的发现表明，MTHFR C677T多态性的TT基因型和T等位基因与中风HHCY患者的HCY治疗效果不足有关。独立地与不足的响应相关。然而，在统治模型中，CT + TT基因型和治疗效应差之间没有观察到任何关系。结论：我们的发现表明，MTHFR C677T多态性的TT基因型和T等位基因与中风HHCY患者的HCY治疗效果不足有关。
和人类特异性缺失的反式调节靶基因
1 美国宾夕法尼亚州宾夕法尼亚州佩雷曼医学院5宾夕法尼亚州，美国9号，美国10 5电气和计算机工程系，乔治·梅森大学，美国弗吉尼亚州费尔法克斯，美国11 6 Neuro-X研究所，EPFL，EPFL，日内瓦，瑞士，瑞士日内瓦12 7 7 7放射学和医学信息学系，日内瓦大学，日内瓦大学，瑞士大学，瑞士大学13 8计算机工程学院，劳伦斯工程学院。 10138年，意大利东部，15 10 NPLAB，网络科学研究所，伦敦东北大学，伦敦，E1W 1LP，联合16联合16王国17 11 Networks单位，IMT Lucca Institute，IMT Lucca，55100，意大利卢卡，意大利55100 12 PURDUE综合神经科学研究所韦尔登（Weldon美国宾夕法尼亚州宾夕法尼亚州佩雷曼医学院5宾夕法尼亚州，美国9号，美国10 5电气和计算机工程系，乔治·梅森大学，美国弗吉尼亚州费尔法克斯，美国11 6 Neuro-X研究所，EPFL，EPFL，日内瓦，瑞士，瑞士日内瓦12 7 7 7放射学和医学信息学系，日内瓦大学，日内瓦大学，瑞士大学，瑞士大学13 8计算机工程学院，劳伦斯工程学院。 10138年，意大利东部，15 10 NPLAB，网络科学研究所，伦敦东北大学，伦敦，E1W 1LP，联合16联合16王国17 11 Networks单位，IMT Lucca Institute，IMT Lucca，55100，意大利卢卡，意大利55100 12 PURDUE综合神经科学研究所韦尔登（Weldon美国宾夕法尼亚州宾夕法尼亚州佩雷曼医学院5宾夕法尼亚州，美国9号，美国10 5电气和计算机工程系，乔治·梅森大学，美国弗吉尼亚州费尔法克斯，美国11 6 Neuro-X研究所，EPFL，EPFL，日内瓦，瑞士，瑞士日内瓦12 7 7 7放射学和医学信息学系，日内瓦大学，日内瓦大学，瑞士大学，瑞士大学13 8计算机工程学院，劳伦斯工程学院。 10138年，意大利东部，15 10 NPLAB，网络科学研究所，伦敦东北大学，伦敦，E1W 1LP，联合16联合16王国17 11 Networks单位，IMT Lucca Institute，IMT Lucca，55100，意大利卢卡，意大利55100 12 PURDUE综合神经科学研究所韦尔登（Weldon美国宾夕法尼亚州宾夕法尼亚州佩雷曼医学院5宾夕法尼亚州，美国9号，美国10 5电气和计算机工程系，乔治·梅森大学，美国弗吉尼亚州费尔法克斯，美国11 6 Neuro-X研究所，EPFL，EPFL，日内瓦，瑞士，瑞士日内瓦12 7 7 7放射学和医学信息学系，日内瓦大学，日内瓦大学，瑞士大学，瑞士大学13 8计算机工程学院，劳伦斯工程学院。 10138年，意大利东部，15 10 NPLAB，网络科学研究所，伦敦东北大学，伦敦，E1W 1LP，联合16联合16王国17 11 Networks单位，IMT Lucca Institute，IMT Lucca，55100，意大利卢卡，意大利55100 12 PURDUE综合神经科学研究所韦尔登（Weldon