•具有语义安全性的公用密钥加密(PKE)•具有不可原谅安全性的公共键签名•具有模拟安全性的遗忘转移(OT)(无量子通信/长期量子内存)•P = NP解释:
[Crépeau,Kilian'88; , Bartusek、Coladangelo、Khurana、Ma'21; Grilo, Lin, Song, Vaikuntanathan'21] • 没有 OWF 的 MPC [Kretschmer'21; Ananth,Q,Yuen'22; [森前,山川 '22]
最近的预言机分离 [Kretschmer,TQC'21,Kretschmer 等人,STOC'23] 提出了从即使多项式层次结构崩溃也能持续存在的硬度源构建量子密码术的诱人可能性。我们通过从非相对化、研究充分的数学问题构建量子比特承诺和安全计算来实现这种可能性,这些问题被推测为 P # P 很难解决——例如近似复杂高斯矩阵的永量,或近似随机量子电路的输出概率。实际上,我们表明,只要基于采样的量子优势背后的任何一个猜想(例如,BosonSampling [Aaronson-Arkhipov,STOC'11]、随机电路采样 [Boixo 等,Nature Physics 2018]、IQP [Bremner、Jozsa 和 Shepherd,伦敦皇家学会院刊 2010])为真,量子密码学就可以基于非常温和的假设,即 P # P ̸⊆ ( io ) BQP / qpoly 。我们的技术揭示了近似量子过程结果概率的难度、“单向”状态合成问题的存在以及有用的密码原语(如单向谜题和量子位承诺)的存在之间的紧密联系。具体而言,我们证明以下难度假设在 BQP 约简下是等价的。
人工智能 (AI) 的最新进展激发了人们对 AI 刺激经济增长潜力的兴奋,学者们认为 AI 有可能成为我们这个时代最重要的“通用技术”(Brynjolfsson & McAfee,2017 年)。然而,人们担心,AI 的进步也可能对劳动力市场、企业和行业产生重大影响,因为它会取代工人、改变职业管辖权、改变战略并影响绩效。几十年来,学者们一直在思考信息技术的快速发展是否以及如何改变竞争和战略的性质(Bennett & Hall,2020 年;Bettis & Hitt,1995 年;Tippins & Sohi,2003 年)。近年来,越来越多的研究人员开始研究人工智能如何影响企业设计、战略、组织学习和管理(例如,Balasubramanian、Xu 和 Ye,2020 年;Bughin、Kretschmer 和 van Zeebroeck,2019 年;Iansiti 和 Lakhani,2020 年;Jia、Luo 和 Fang,2020a、2020b;Khashabi 和 Kretschmer,2019 年;Raj 和 Seamans,2019 年;Wuebker、Saouma 和 McGahan,2018 年)。然而,尽管学术文献和公共媒体对人工智能对职业、企业和市场的影响非常感兴趣,但系统的证据收集却很少。缺乏证据的部分原因在于人工智能的快速发展是一种新兴现象,衡量其影响的标准尚未确定,因此也不适合发展(McElheran,2018;Raj & Seamans,2018)。
• 博士生:Andrew Drucker(麻省理工学院,2008-2012)、Michael Forbes(麻省理工学院,2009-2014)、Aleksandr Arkhipov(麻省理工学院,2010-2017)、Adam Bouland(麻省理工学院,2011-2017)、Shalev Ben-David(麻省理工学院,2012-2017)、Luke Schaeffer(麻省理工学院,2012-2017) 2013–2019), Daniel Grier (麻省理工学院, 2013–2019), Saeed Mehraban (麻省理工学院, 2014–2019), Patrick Rall (UT, 2016–2021), Daniel Liang (UT, 2017–2023), Jiahui Liu (UT, 2018–2023), William Kretschmer (UT, 2016–2023) 2018-2023)。
✩作者要感谢Martin Kretschmer教授,Luis Porangaba博士和Thomas Margoni教授的宝贵评论,建议和监督。作者还感谢计算机法和安全评论的编辑和匿名审阅者的评论和建议。电子邮件地址:z.li.6@research.gla.ac.uk#Zihao li是博士学位。格拉斯哥大学法学院创建中心的研究人员。他既有计算机科学的资格(B.Eng。)和法律(LL.B。&ll.m.)。他的研究兴趣集中在法律,数据和信息技术之间的关系上。最近,他的研究主要涵盖数据保护法,AI和法规,互联网和知识产权,区块链和法律以及电子证据取证。他的出版物已包含在不同的跨学科数据库中,包括科学网络,Springer Link,IEEE Xplore,Scopus和Heinonline。
伪随机态由 Ji、Liu 和 Song (Crypto'18) 引入,是可高效计算的量子态,在计算上与 Haar 随机态无法区分。单向函数意味着伪随机态的存在,但 Kretschmer (TQC'20) 最近构建了一个 oracle,相对于该 oracle 不存在单向函数,但伪随机态仍然存在。受此启发,我们研究了基于伪随机态执行有趣的加密任务的有趣可能性。假设存在将 𝜆 位种子映射到 𝜔 (log 𝜆 ) 量子比特状态的伪随机态生成器,我们构建了 (a) 统计上具有约束力且计算上具有隐藏性的承诺和 (b) 伪一次性加密方案。(a) 的结果是,伪随机态足以在多数不诚实的情况下构建恶意安全的多方计算协议。我们的构造是通过一种称为伪随机函数类状态 (PRFS) 的新概念得出的,这是伪随机状态的泛化,与经典的伪随机函数概念相似。除了上述两种应用之外,我们相信我们的概念可以有效地取代许多其他加密应用中的伪随机函数。
单向函数的存在是经典cryp-图表中最基本的假设之一。在量子世界中,有些证据表明,即使单向函数不存在,也可以存在一些加密原语[Kretschmer,TQC 2021; Morimae和Yamakawa,Crypto 2022; Ananth,Qian和Yuen,Crypto 2022]。因此,我们在量子密码学中存在以下重要的开放问题:量子密码学中最基本的假设是什么?In this direction, [Brakerski, Canetti, and Qian, ITCS 2023] recently defined a notion called EFI pairs, which are pairs of efficiently generatable states that are statistically distinguishable but computationally indistinguishable, and showed its equivalence with some cryptographic primitives including commitments, oblivious transfer, and general multi-party computations.但是,他们的工作着重于决策类型的基础,并且不涵盖搜索类型的原始图,例如量子货币和数字签名。在本文中,我们研究了单向状态发生器(OWSG)的性质,这是Morimae和Yamakawa提出的单向函数的量子类似物。我们首先重新访问OWSG的定义,并通过允许混合输出状态进行概括。然后我们显示以下结果。
单向函数的存在是经典加密策略中最基本的假设之一。在量子世界中,有些证据表明,即使单向函数不存在,也可以存在一些加密原语[Kretschmer,TQC 2021; Morimae和Yamakawa,Crypto 2022; Ananth,Qian和Yuen,Crypto 2022]。因此,我们在量子密码学中存在以下重要的开放问题:量子cryp- tography中最基本的假设是什么?In this direction, [Brakerski, Canetti, and Qian, ITCS 2023] recently defined a notion called EFI pairs, which are pairs of efficiently generatable states that are statistically distinguishable but com- putationally indistinguishable, and showed its equivalence with some cryptographic primitives including commitments, oblivious transfer, and general multi-party computations.但是,他们的工作着重于决策类型的基础,并且不涵盖搜索类型的原语,例如量子货币和数字签名。在本文中,我们研究了单向状态发生器(OWSG)的性质,这是Morimae和Yamakawa提出的单向函数的量子类似物。我们首先重新审视OWSG的定义,并通过允许混合的输出状态概括它。然后我们显示以下结果。
众所周知,对于几乎所有现代经典和量子加密任务来说,计算假设都是必需的。对经典隐身性的最小假设是单向函数(OWF)的存在。该假设已知与许多其他加密应用的存在相当,例如伪数编号生成,伪界函数,数字签名,对称键加密和承诺(请参阅,例如,参见[GOL01,GOL04])。量子设置呈现出截然不同的图片:已知各种量子原始图,足以构建密码学,但可能比单向功能弱。最近,Tomoyuki Morimae创造了Microcrypt一词,是Impagliazzo的五个世界[IMP95]的补充,是指此类量子原始素(及其加密应用)2。MicroCrypt的租户之一是伪兰态(PRS),首先由JI,Liu和Song [JLS18]引入。这是一个有效生成的量子状态{| ϕk⟩}k∈{0,1} n,因此很难在多个副本上区分(a)|的多个副本。 ϕ k⟩从家族中采样,(b)均匀(HAAR)随机量子状态。ji,liu和Song还提供了OWF的Black Box结构。许多加密应用是基于MicroCrypt假设而知道的。也许更令人惊讶的是,MicroCrypt还包含一些隐藏狂的任务,即安全的多方计算[MY22B,BCKM21,GLSV21]和Quantum Publicum public Keys [BGHD + 23]。Subsequent to [ JLS18 ], many other tenants of Microcrypt have been introduced, such as pseudorandom function-like states ( PRFS ) [ AGQY22 ], efficiently samplable statistically far-but-computationally-indistinguishable pairs of (mixed) quan- tum states ( EFI pairs) [ Yan22 , BCQ23 ], one-way state generators [ MY22b ]和伪兰态具有破坏证明[BBSS23]。到目前为止,所有主要微型晶体3的变体已被证明在微晶中,包括对称 - 关键加密,承诺(最近,也承诺对量子状态[GJMZ23]),PRGS,PRFS,PRFS,GALBLED CICUCTITS,GALBLED CICUCTITS,MESSAGE AUTHERTICATION代码和数字信号。引起惊喜的关键因素是不可思议的和鲁迪奇的单向功能(微型级)和公钥加密4和遗忘转移(Cryptomania)[IR89]之间的分离。新的结构规定了古典不可能,因为它们涉及量子状态,例如承诺和多方计算取决于量子通信,加密方案具有量子密文。这些量子原语的证据比微小的弱点弱来自Kretschmer的PRS和OWF S [KRE21]的量子甲骨文分离。分离的甲骨文由一个族{u n}n∈N组成,其中u n是指数列表的许多HAAR随机n -qubit nimaries {u k}k∈{0,1} n。相对于此甲骨文,有一个简单的prs结构:k∈{0,1} n,让| ϕ k⟩:= u k | 0 n⟩。请注意,如果我们只考虑UNINERIES U K在标准基础上的行动,即一组状态U K | x⟩对于x∈{0,1} n,因此,对于每个n,可以将kretschmer的甲骨文视为提供2 2 2 n“本质上是Haar随机”状态5。在另一项作品中,Bouland,Fefferman和Vazirani [BFV19]显示了6 a prs构造相对于一个家庭{u n}n∈N,其中u n =(u,u - - 1)对于HAAR Random