論文の概要: Device-Independent-Quantum-Randomness-Enhanced Zero-Knowledge Proof
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.06717v1
- Date: Fri, 12 Nov 2021 13:36:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-08 07:53:39.598673
- Title: Device-Independent-Quantum-Randomness-Enhanced Zero-Knowledge Proof
- Title（参考訳）: デバイス独立量子ランダム性向上ゼロ知識証明
- Authors: Cheng-Long Li, Kai-Yi Zhang, Xingjian Zhang, Kui-Xing Yang, Yu Han,
Su-Yi Cheng, Hongrui Cui, Wen-Zhao Liu, Ming-Han Li, Yang Liu, Bing Bai,
Hai-Hao Dong, Jun Zhang, Xiongfeng Ma, Yu Yu, Jingyun Fan, Qiang Zhang and
Jian-Wei Pan
- Abstract要約: ゼロ知識証明(ゼロ知識証明、ZKP)は、証明者が文の有効性の検証を納得させることができる基本的な暗号プリミティブである。
ZKP の効率的な変種として、Fiat-Shamir を採用した非相互作用ゼロ知識証明 (NIZKP) は幅広い応用に不可欠である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 25.758352536166502
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Zero-knowledge proof (ZKP) is a fundamental cryptographic primitive that
allows a prover to convince a verifier of the validity of a statement without
leaking any further information. As an efficient variant of ZKP,
non-interactive zero-knowledge proof (NIZKP) adopting the Fiat-Shamir heuristic
is essential to a wide spectrum of applications, such as federated learning,
blockchain and social networks. However, the heuristic is typically built upon
the random oracle model making ideal assumptions about hash functions, which
does not hold in reality and thus undermines the security of the protocol.
Here, we present a quantum resolution to the problem. Instead of resorting to a
random oracle model, we implement a quantum randomness service. This service
generates random numbers certified by the loophole-free Bell test and delivers
them with postquantum cryptography (PQC) authentication. Employing this
service, we conceive and implement a NIZKP of the three-colouring problem. By
bridging together three prominent research themes, quantum non-locality, PQC
and ZKP, we anticipate this work to open a new paradigm of quantum information
science.
- Abstract（参考訳）: Zero-knowledge proof (ZKP) は基本的な暗号プリミティブであり、証明者はさらなる情報を漏らさずに、文の有効性を検証することができる。
ZKPの効率的な変種として、Fiat-Shamirヒューリスティックを採用した非インタラクティブゼロ知識証明(NIZKP)は、フェデレートラーニング、ブロックチェーン、ソーシャルネットワークなどの幅広いアプリケーションに必須である。
しかし、ヒューリスティックは一般にランダムなオラクルモデルに基づいて構築され、ハッシュ関数について理想的な仮定をするが、現実には保持されず、プロトコルのセキュリティを損なう。
ここでは,この問題に対する量子解法を示す。
ランダムなオラクルモデルに頼る代わりに、量子ランダム性サービスを実装します。
このサービスは、ループホールフリーベルテストによって認証された乱数を生成し、後暗号(PQC)認証を提供する。
このサービスを利用することで、3色問題のNIZKPを考案し実装する。
量子非局所性(quantum non-locality)、PQC(PQC)、ZKP(ZKP)の3つの重要な研究テーマをまとめることで、この研究が量子情報科学の新しいパラダイムを開くことを期待する。
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