論文の概要: Unclonable Cryptography with Unbounded Collusions and Impossibility of Hyperefficient Shadow Tomography

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.18318v2
• Date: Mon, 04 Nov 2024 21:56:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-06 14:54:56.712553
• Title: Unclonable Cryptography with Unbounded Collusions and Impossibility of Hyperefficient Shadow Tomography
• Title（参考訳）: 超高効率シャドウトモグラフィーの可能性
• Authors: Alper Çakan, Vipul Goyal,
• Abstract要約: 我々は、最初の非有界コラシオン耐性(多重コピーセキュア)コピー保護スキームを与える。 i) 公開鍵暗号, (ii) 公開鍵関数暗号, (iii) 署名, (iv) 鍵が非有界共謀に対してコピー保護された擬似ランダム関数スキームを構築する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.781645368622517
• License:
• Abstract: Quantum no-cloning theorem gives rise to the intriguing possibility of quantum copy protection where we encode a program or functionality in a quantum state such that a user in possession of k copies cannot create k+1 copies, for any k. Introduced by Aaronson (CCC'09) over a decade ago, copy protection has proven to be notoriously hard to achieve. Previous work has been able to achieve copy-protection for various functionalities only in restricted models: (i) in the bounded collusion setting where k -> k+1 security is achieved for a-priori fixed collusion bound k (in the plain model with the same computational assumptions as ours, by Liu, Liu, Qian, Zhandry [TCC'22]), or, (ii) only k -> 2k security is achieved (relative to a structured quantum oracle, by Aaronson [CCC'09]). In this work, we give the first unbounded collusion-resistant (i.e. multiple-copy secure) copy-protection schemes, answering the long-standing open question of constructing such schemes, raised by multiple previous works starting with Aaronson (CCC'09). More specifically, we obtain the following results. - We construct (i) public-key encryption, (ii) public-key functional encryption, (iii) signature and (iv) pseudorandom function schemes whose keys are copy-protected against unbounded collusions in the plain model (i.e. without any idealized oracles), assuming (post-quantum) subexponentially secure iO and LWE. - We show that any unlearnable functionality can be copy-protected against unbounded collusions, relative to a classical oracle. - As a corollary of our results, we rule out the existence of hyperefficient quantum shadow tomography, * even given non-black-box access to the measurements, assuming subexponentially secure iO and LWE, or, * unconditionally relative to a quantumly accessible classical oracle, and hence answer an open question by Aaronson (STOC'18).
• Abstract（参考訳）: 量子非閉定理は、kコピーの利用者がk+1コピーを生成できないような量子状態のプログラムや機能を符号化する量子コピー保護の興味深い可能性をもたらす。 10年以上前にAaronson (CCC'09)によって紹介されたコピー保護は、達成が難しいことが判明した。 これまでの作業は、制限されたモデルでのみ、様々な機能に対するコピー保護を実現することができました。 i) k -> k+1 のセキュリティが a-priori 固定コラシオン境界 k に対して達成される有界コラシオン設定において(Lu, Liu, Qian, Zhandry (TCC'22]) (ii) k > 2k のセキュリティのみが達成される(Aaronson [CCC'09] による構造化量子オラクルに関する)。 本研究では、Aaronson (CCC'09) から始まる複数の先行研究によって提起された、このようなスキームを構築するための長年のオープンな疑問に答える、最初の非有界コラシオン耐性(多重コピーセキュア)コピー保護スキームを与える。 具体的には,以下の結果を得る。 -建築 (i)公開鍵暗号 (ii)公開鍵機能暗号 (三)署名及び署名 四 キーが平板モデルの非有界コラシオン(即ち、理想化されたオークルがない)に対してコピー保護された擬似乱数関数スキームであって、(量子後)指数的に保護された iO と LWE を仮定するものであること。 -古典的な神託と比較して、未解決の機能はすべて、無拘束の妄想に対してコピープロテクトできることを示します。 結果のまとめとして、我々は超効率な量子シャドウトモグラフィー(*)の存在を除外し、その測定に非ブラックボックスアクセスを課しても、量子的に安全な iO と LWE を仮定するか、あるいは* が量子的にアクセス可能な古典的なオラクルと非条件で相対的に相対し、したがってAaronson (STOC'18) によるオープンな質問に答える。

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