論文の概要: From the Hardness of Detecting Superpositions to Cryptography: Quantum Public Key Encryption and Commitments

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.05978v1
• Date: Wed, 12 Oct 2022 07:40:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-22 19:41:38.885378
• Title: From the Hardness of Detecting Superpositions to Cryptography: Quantum Public Key Encryption and Commitments
• Title（参考訳）: 重ね合わせ検出の難しさから暗号:量子公開鍵暗号とコミットメント
• Authors: Minki Hhan, Tomoyuki Morimae, Takashi Yamakawa
• Abstract要約: 暗号アンフノン・アベル群によるグループアクションから,最初の公開鍵暗号方式を示す。 本研究では,スワップ・トラップドア関数対と呼ばれる新しい抽象化によって構成する。 量子ビットのコミットメントのフレーバーを変換する単純で効率的なコンパイラを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.834776091974218
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Recently, Aaronson et al. (arXiv:2009.07450) showed that detecting interference between two orthogonal states is as hard as swapping these states. While their original motivation was from quantum gravity, we show its applications in quantum cryptography. 1. We construct the first public key encryption scheme from cryptographic \emph{non-abelian} group actions. Interestingly, the ciphertexts of our scheme are quantum even if messages are classical. This resolves an open question posed by Ji et al. (TCC '19). We construct the scheme through a new abstraction called swap-trapdoor function pairs, which may be of independent interest. 2. We give a simple and efficient compiler that converts the flavor of quantum bit commitments. More precisely, for any prefix X,Y $\in$ {computationally,statistically,perfectly}, if the base scheme is X-hiding and Y-binding, then the resulting scheme is Y-hiding and X-binding. Our compiler calls the base scheme only once. Previously, all known compilers call the base schemes polynomially many times (Cr\'epeau et al., Eurocrypt '01 and Yan, Asiacrypt '22). For the security proof of the conversion, we generalize the result of Aaronson et al. by considering quantum auxiliary inputs.
• Abstract（参考訳）: 最近aaronsonら(arxiv:2009.07450)は、2つの直交状態間の干渉を検出することはこれらの状態の交換と同じくらい難しいことを示した。 元々の動機は量子重力によるものだったが、量子暗号への応用を示す。 1. 暗号式 \emph{non-abelian} グループアクションから最初の公開鍵暗号スキームを構築する。 興味深いことに、メッセージが古典的であっても、我々のスキームの暗号文は量子である。 これにより、Ji et al. (TCC '19) が提示する開問題が解決される。 我々は,swap-trapdoor関数ペアと呼ばれる新たな抽象化を通じてスキームを構築する。 2. 量子ビットコミットメントのフレーバーを変換するシンプルで効率的なコンパイラを提供する。 より正確には、任意の接頭辞 X,Y $\in$ {computationally,statistally,perfectly} に対して、基本スキームが X-ハイディングおよび Y-バインディングであれば、結果として得られるスキームは Y-ハイディングおよび X-バインディングである。 コンパイラーはベーススキームを1回だけ呼びます。 これまで、すべての既知のコンパイラはベーススキームを多項式的に何度も呼び出す(cr\'epeau et al., eurocrypt '01 and yan, asiacrypt '22)。 変換の安全性証明には、量子補助入力を考慮してアーロンソン等の結果を一般化する。

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