論文の概要: Pseudorandom Isometries

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.02901v3
• Date: Sat, 11 Nov 2023 03:04:28 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-14 19:22:49.360234
• Title: Pseudorandom Isometries
• Title（参考訳）: 擬ランダムアイソメトリ
• Authors: Prabhanjan Ananth, Aditya Gulati, Fatih Kaleoglu, Yao-Ting Lin
• Abstract要約: 我々は$cal Q$-secure pseudorandom isometries (PRI)という新しい概念を導入する。 PRIは、$n$-qubit状態を$(n+m)$-qubit状態にマッピングする効率的な量子回路である。 我々は、量子擬似ランダム性の概念に対する長さ拡張定理を含む、PRIの多くの暗号的応用を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.0709446838151715
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We introduce a new notion called ${\cal Q}$-secure pseudorandom isometries (PRI). A pseudorandom isometry is an efficient quantum circuit that maps an $n$-qubit state to an $(n+m)$-qubit state in an isometric manner. In terms of security, we require that the output of a $q$-fold PRI on $\rho$, for $ \rho \in {\cal Q}$, for any polynomial $q$, should be computationally indistinguishable from the output of a $q$-fold Haar isometry on $\rho$. By fine-tuning ${\cal Q}$, we recover many existing notions of pseudorandomness. We present a construction of PRIs and assuming post-quantum one-way functions, we prove the security of ${\cal Q}$-secure pseudorandom isometries (PRI) for different interesting settings of ${\cal Q}$. We also demonstrate many cryptographic applications of PRIs, including, length extension theorems for quantum pseudorandomness notions, message authentication schemes for quantum states, multi-copy secure public and private encryption schemes, and succinct quantum commitments.
• Abstract（参考訳）: 我々は、${\cal Q}$-secure pseudorandom isometries (PRI)と呼ばれる新しい概念を導入する。 擬似乱数等長法(pseudorandom isometry)は、n$-qubit状態から$(n+m)$-qubit状態へ等長法でマッピングする効率的な量子回路である。 セキュリティに関して言えば、$\rho$ 上の$q$-fold pri の出力は、任意の多項式 $q$ に対して$ \rho \in {\cal q}$ に対して、$\rho$ 上の$q$-fold haar 等長の出力と計算的に区別できないべきである。 ${\cal Q}$を微調整することで、擬似ランダム性の多くの既存の概念を回復する。 我々は、pri の構成と、量子一方向関数を仮定すると、${\cal q}$-secure pseudorandom isometries (pri) の安全性を、${\cal q}$ の異なる興味深い設定に対して証明する。 また、prisの暗号応用として、量子疑似ランダム性概念に対する長さ拡張定理、量子状態に対するメッセージ認証スキーム、マルチコピーセキュアな公開およびプライベート暗号スキーム、簡潔な量子コミットメントなどがある。

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