論文の概要: Quantum Unpredictability

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.04072v1
• Date: Tue, 7 May 2024 07:19:25 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-08 14:59:23.590573
• Title: Quantum Unpredictability
• Title（参考訳）: 量子不予測性
• Authors: Tomoyuki Morimae, Shogo Yamada, Takashi Yamakawa,
• Abstract要約: 予測不能状態発生器(UPSG)の量子アナログを導入する。 UPSGは擬似乱数関数(PRF)の量子アナログである擬似乱数関数様状態発生器(PRFS)によって暗示される その結果,多くの応用において,量子擬似ランダム性よりも量子的不予測性が十分であることが示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.093227427119325
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Unpredictable functions (UPFs) play essential roles in classical cryptography, including message authentication codes (MACs) and digital signatures. In this paper, we introduce a quantum analog of UPFs, which we call unpredictable state generators (UPSGs). UPSGs are implied by pseudorandom function-like states generators (PRFSs), which are a quantum analog of pseudorandom functions (PRFs), and therefore UPSGs could exist even if one-way functions do not exist, similar to other recently introduced primitives like pseudorandom state generators (PRSGs), one-way state generators (OWSGs), and EFIs. In classical cryptography, UPFs are equivalent to PRFs, but in the quantum case, the equivalence is not clear, and UPSGs could be weaker than PRFSs. Despite this, we demonstrate that all known applications of PRFSs are also achievable with UPSGs. They include IND-CPA-secure secret-key encryption and EUF-CMA-secure MACs with unclonable tags. Our findings suggest that, for many applications, quantum unpredictability, rather than quantum pseudorandomness, is sufficient.
• Abstract（参考訳）: 予測不能関数(UPF)は、メッセージ認証コード(MAC)やデジタル署名など、古典暗号において重要な役割を果たす。 本稿では、予測不能状態発生器(UPSG)と呼ばれるUPFの量子アナログを紹介する。 UPSGは擬似乱数関数(PRF)の量子アナログである擬似乱数関数様状態発生器(PRFS)によって暗示されるため、擬似乱数状態発生器(PRSG)や一方向状態発生器(OWSG)、EFIのような最近導入された他のプリミティブと同様に、擬似乱数関数が存在しない場合でもUPSGは存在することができる。 古典暗号ではUPFはPRFと等価であるが、量子の場合、等価性は明確ではなく、UPSGはPRFSよりも弱い可能性がある。 それにもかかわらず、PRFSの既知のすべての応用がUPSGで達成可能であることを実証する。 IND-CPA-Secure Secret-Key暗号化とEUF-CMA-Secure MACs with unclonable tagsがある。 以上の結果から,多くの応用において,量子擬似ランダム性よりも量子的不予測性が十分であることが示唆された。

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