論文の概要: One-Wayness in Quantum Cryptography
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.03394v3
- Date: Wed, 8 May 2024 02:31:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-09 19:50:32.294858
- Title: One-Wayness in Quantum Cryptography
- Title（参考訳）: 量子暗号における一方向性
- Authors: Tomoyuki Morimae, Takashi Yamakawa,
- Abstract要約: 本研究では,一方向関数の量子アナログである一方向状態発生器(OWSG)の特性について検討する。
量子デジタル署名はOWSGと等価であることを示す。
我々は、秘密に検証可能で統計的に可逆なOWSGと呼ばれるOWSGの変種を紹介する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.09597656634436
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The existence of one-way functions is one of the most fundamental assumptions in classical cryptography. In the quantum world, on the other hand, there are evidences that some cryptographic primitives can exist even if one-way functions do not exist. We therefore have the following important open problem in quantum cryptography: What is the most fundamental element in quantum cryptography? In this direction, Brakerski, Canetti, and Qian 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. However, their work focuses on decision-type primitives and does not cover search-type primitives like quantum money and digital signatures. In this paper, we study properties of one-way state generators (OWSGs), which are a quantum analogue of one-way functions. We first revisit the definition of OWSGs and generalize it by allowing mixed output states. Then we show the following results. (1) We define a weaker version of OWSGs, weak OWSGs, and show that they are equivalent to OWSGs. (2) Quantum digital signatures are equivalent to OWSGs. (3) Private-key quantum money schemes (with pure money states) imply OWSGs. (4) Quantum pseudo one-time pad schemes imply both OWSGs and EFI pairs. (5) We introduce an incomparable variant of OWSGs, which we call secretly-verifiable and statistically-invertible OWSGs, and show that they are equivalent to EFI pairs.
- Abstract（参考訳）: ワンウェイ関数の存在は、古典暗号における最も基本的な仮定の1つである。
一方、量子世界では、一方の関数が存在しない場合でも、いくつかの暗号プリミティブが存在するという証拠がある。
量子暗号の最も基本的な要素は何か?
この方向において、Brakerski、Canetti、QianはEFIペアという概念を最近定義し、これは統計的に区別できるが計算的に区別できない効率的な生成可能な状態のペアであり、コミットメント、暗黙の転送、一般のマルチパーティ計算を含むいくつかの暗号プリミティブと等価であることを示した。
しかしながら、彼らの研究は決定型プリミティブに焦点を当てており、量子マネーやデジタルシグネチャのような検索型プリミティブをカバーしていない。
本稿では,一方向関数の量子アナログである一方向状態発生器(OWSG)の特性について検討する。
まず、OWSGの定義を再検討し、混合出力状態を許容して一般化する。
次に以下の結果を示す。
1) OWSG の弱いバージョン,弱いバージョンを定義し,OWSG と同値であることを示す。
2)量子デジタル署名はOWSGと等価である。
(3)秘密鍵量子マネースキーム(純貨幣状態)は、OWSGを暗示する。
(4)量子擬似ワンタイムパッド方式は、OWSGとEFIのペアの両方を暗示する。
(5) 秘かに検証可能で統計的に可逆な OWSG と呼ばれる OWSG の非比較可能変種を導入し,それらが EFI 対と等価であることを示す。
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