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坚苦性:最坏环境VS平均环境

留意“随机实例”。举一个详细的例子,我们大概假设不存在用于以必然的概率将两个随机n位素数的乘积解析为因子的多项式时间算法。这与假设不存在用于始终解析两个随机n位素数的所有乘积的多项式时间算法完全差异(不太安详)。
然而,对付暗码学来说,它需要坚苦问题是成立在平均环境下的,因为这样才气使得密钥随机选取后,所对应的暗码函数不能被破解的概率为高概率。
这句话有些人读了之后就晕了。何谓最坏环境下的坚苦问题?最坏环境下与平均环境下哪个坚苦?
因此,这是格暗码具有吸引力的重要原因之一。(尚有一个吸引力是抗量子,今后再说)
下面我们延伸一下,说明一下随机实例与安详性之间的干系。这里就需要提到NP完全问题。

最坏环境下的坚苦性的优势
逾越“随机实例”的问题,需要对理论计较机科学举办一些深入而美妙的研究。从Ajtai的开创性事情开始,发明白加密算法,个中安详性假设是“最坏环境”(更安详)的假设,而不是随机环境。不幸的是,最坏环境的假设是针对未知的NP完全问题,而且一些理论证据表白无法使它们适应NP完全问题。

一般来说,我们假设不存在总能办理NP完全问题的算法。这是一个很是安详的假设,因为对付算法而言,这确实是一件很难的工作。可是提出一种算法来办理随机问题的大概性好像要容易得多。
可是在最坏环境坚苦性假设下,对漫衍没有任何要求,可以完全制止这个问题。譬喻在格的最坏环境坚苦问题假设下,暗码学算法可以输入任何漫衍的格。
可是在平均环境坚苦性假设下结构暗码学方案有个特点,必需要找到符合漫衍的问题实例。譬喻,基于大整数解析的暗码学结构,它的假设是在某个特定公道漫衍下解析整数是坚苦的。不是对任何漫衍的整数其解析都是坚苦的。譬喻那些具有小因子的数是容易解析的,所以我们选择的时候是要制止的。
定理:假设不存在用于求解某些问题X的随机实例的多项式时间算法,则该加密方案是可证明的安详性。
留意上面的“任意”两个字,说明Ajtai在随机环境与最坏环境两者之间成立起了一个桥梁。
最坏环境意味着任意实例,而平均环境意味着随机实例。

然而,,没有加密方案有这种证明。假如您查察文献,除了少少数破例。安详性定理如下所示:
随机实例与可证明的安详性

上一期给各人先容了格暗码,许多伴侣狐疑于格的最坏环境下的坚苦性。这里向各人一一解惑。

问题来了,哪一种好呢?

暗码算法是成立在坚苦问题之上的。前面我们说了,格暗码是成立在最坏环境下的格上尺度坚苦问题之上。

而平均环境下的坚苦问题就纷歧样了。它在某些参数下是坚苦的,可是在某些参数下并不坚苦。譬喻,大整数解析问题,这个问题是有前提的,选取的数一方面要足够大,并且要具有素数因子才行。不然压根构不成坚苦问题。
简朴的说,Ajtai成立的归约就是:给定安详参数n(格的维数),在随机环境下假如存在可以或许冲破格暗码系统的对手,则对输入的任意n维格都存在一个解。
假如一个问题成立在最坏环境下的坚苦问题之上,则对付该问题的任何实例都是坚苦的。
Ajtai的开创性归约
在格暗码之前,人们还没有发明有可以或许成立在最坏环境下的坚苦问题。1996年Ajtai开创性的将格暗码成立在“最坏环境”(更安详)的安详性假设之上,而不是随机环境。
最坏环境下与平均环境下哪个坚苦?
在表明之前我直接给出功效:最坏环境下的坚苦性是最最最….坚苦的。
对付暗码学算法而言,虽然是假如可以或许成立在最坏环境下的坚苦性之上是最好了。这样意味着任何环境下都是坚苦的。

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