論文の概要: Quantum Merkle Trees

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.14317v3
• Date: Tue, 28 Feb 2023 10:30:37 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-03 01:26:22.411769
• Title: Quantum Merkle Trees
• Title（参考訳）: 量子メルクルツリー
• Authors: Lijie Chen and Ramis Movassagh
• Abstract要約: 本稿では,Gap-k-Local-Hamilton 問題に対する量子メルクル木を提案する。 我々は、QHROMにおける半正直なプローバーに対して安全であることを証明し、その一般的なセキュリティを推測する。 この研究は、多くの興味深いオープンリサーチの問題を提起している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.5787663289343947
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Commitment scheme is a central task in cryptography, where a party (typically called a prover) stores a piece of information (e.g., a bit string) with the promise of not changing it. This information can be accessed by another party (typically called the verifier), who can later learn the information and verify that it was not meddled with. Merkle tree is a well-known construction for doing so in a succinct manner, in which the verifier can learn any part of the information by receiving a short proof from the honest prover. Despite its significance in classical cryptography, there was no quantum analog of the Merkle tree. A direct generalization using the Quantum Random Oracle Model (QROM) does not seem to be secure. In this work, we propose the quantum Merkle tree. It is based on what we call the Quantum Haar Random Oracle Model (QHROM). In QHROM, both the prover and the verifier have access to a Haar random quantum oracle G and its inverse. Using the quantum Merkle tree, we propose a succinct quantum argument for the Gap-k-Local-Hamiltonian problem. We prove it is secure against semi-honest provers in QHROM and conjecture its general security. Assuming the Quantum PCP conjecture is true, this succinct argument extends to all of QMA. This work raises a number of interesting open research problems.
• Abstract（参考訳）: コミットスキーム(Commitment scheme)は、暗号における中心的なタスクであり、パーティー(通常は証明者と呼ばれる)は変更しない約束で情報(例えばビット文字列)を格納する。 この情報は(典型的には検証者と呼ばれる)他の当事者によってアクセスされ、後にその情報を学び、それが混じっていないことを検証することができる。 メルクルツリーは簡潔な方法で行うためのよく知られた構成であり、検証者は正直な証明者から短い証明を受け取って情報の一部を学習することができる。 古典暗号においてその重要性はあったが、メルクルツリーの量子アナログは存在しなかった。 量子ランダムオラクルモデル(QROM)を用いた直接一般化は、安全ではないようである。 本研究では,量子メルクル木を提案する。 それは私たちがQuantum Haar Random Oracle Model (QHROM)と呼ぶものに基づいている。 QHROM では、証明者も検証者もハールランダム量子オラクル G とその逆数にアクセスすることができる。 量子メルクル木を用いてgap-k局所ハミルトニアン問題に対する簡潔な量子引数を提案する。 我々は、QHROMにおける半正直な証明者に対して安全であることを証明し、その一般的なセキュリティを推測する。 量子PCP予想が真であると仮定すると、この簡潔な議論はすべてのQMAにまで及ぶ。 この研究は、多くの興味深いオープンリサーチの問題を引き起こす。

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