論文の概要: A Quantum Approach For Reducing Communications in Classical Secure Computations with Long Outputs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.05213v3
- Date: Wed, 13 Aug 2025 08:45:47 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-14 20:42:00.414319
- Title: A Quantum Approach For Reducing Communications in Classical Secure Computations with Long Outputs
- Title（参考訳）: 長期出力を持つ古典的セキュア計算における通信量削減のための量子的アプローチ
- Authors: Jiayu Zhang,
- Abstract要約: 我々は、2つの当事者が長い出力でセキュアな計算を行いたいという古典的な暗号問題について研究する。
本研究では,セキュリティを近似したセキュアな関数サンプリングを実現するために,まず量子暗号プロトコルを設計する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.3465488122819123
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: How could quantum cryptography help us achieve what are not achievable in classical cryptography? In this work we study the classical cryptographic problem that two parties would like to perform secure computations with long outputs. As a basic primitive and example, we first consider the following problem which we call secure function sampling with long outputs: suppose $f:\{0,1\}^n\rightarrow \{0,1\}^m$ is a public, efficient classical function, where $m$ is big; Alice would like to sample $x$ from its domain and sends $f(x)$ to Bob; what Bob knows should be no more than $f(x)$ even if it behaves maliciously. Classical cryptography, like FHE and succinct arguments [Gen09,Kil92,HW15], allows us to achieve this task within communication complexity $O(n+m)$; could we achieve this task with communication complexity independent of $m$? In this work, we first design a quantum cryptographic protocol that achieves secure function sampling with approximate security, within $O(n)$ communication (omitting the dependency on the security parameter and error tolerance). We also prove the classical impossibility using techniques in [HW15], which means that our protocol indeed achieves a type of quantum advantage. Building on the secure function sampling protocol, we further construct protocols for general secure two-party computations [Yao86,GB01] with approximate security, with communication complexity only depending on the input length and the targeted security. In terms of the assumptions, we construct protocols for these problems assuming only the existence of collapsing hash functions [Unr16]; what's more, we also construct a classical-channel protocol for these problems additionally assuming the existence of noisy trapdoor claw-free functions [BCMVV,BKVV].
- Abstract（参考訳）: 量子暗号は、古典的な暗号では達成できないことを達成するのにどのように役立つのか?
本研究では、2つの当事者が長い出力でセキュアな計算を行いたいという古典的な暗号問題について研究する。
if $f:\{0,1\}^n\rightarrow \{0,1\}^m$ is a public, efficient classical function, where $m$ is big; Alice want to sample $x$ from its domain and sends $f(x)$; Bob knows is not than $f(x)$。
FHEやsuccinctの引数[Gen09,Kil92,HW15]のような古典的な暗号は、通信複雑性の$O(n+m)$でこのタスクを達成できます。
本研究では,まず,セキュリティに近似したセキュアな関数サンプリングを実現する量子暗号プロトコルを設計する(セキュリティパラメータとエラー耐性への依存性を省略する)。
また,[HW15] の手法による古典的不合理性も証明した。
セキュアな関数サンプリングプロトコルを基盤として,汎用的なセキュアな2要素計算(Yao86,GB01)を近似セキュリティで構築し,通信の複雑さは入力長とターゲットセキュリティにのみ依存する。
仮定の観点からは, 折り畳み型ハッシュ関数 [Unr16] の存在を前提として, これらの問題のプロトコルを構築し, さらに, ノイズの多いトラップドア・クラッチフリー関数 [BCMVV, BKVV] の存在を前提として, 古典的なプロトコルを構築した。
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