論文の概要: Compact Lattice-Coded (Multi-Recipient) Kyber without CLT Independence Assumption
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.17185v2
- Date: Thu, 15 May 2025 03:11:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-16 14:06:36.450191
- Title: Compact Lattice-Coded (Multi-Recipient) Kyber without CLT Independence Assumption
- Title（参考訳）: CLT独立推定のないコンパクト格子符号(マルチレシピ)キーバー
- Authors: Shuiyin Liu, Amin Sakzad,
- Abstract要約: 本研究は、公開鍵暗号(PKE)とキーカプセル化機構(KEM)の符号化および暗号化手順を共同で設計する。
我々の設計では、暗号文パッキングと格子パッキングの2つの技法が特徴である。
DFRとCERはどちらも、暗号文パッキングと格子パッキングによって大幅に減少している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.317605401561789
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: This work presents a joint design of encoding and encryption procedures for public key encryptions (PKEs) and key encapsulation mechanism (KEMs) such as Kyber, without relying on the assumption of independent decoding noise components, achieving reductions in both communication overhead (CER) and decryption failure rate (DFR). Our design features two techniques: ciphertext packing and lattice packing. First, we extend the Peikert-Vaikuntanathan-Waters (PVW) method to Kyber: $\ell$ plaintexts are packed into a single ciphertext. This scheme is referred to as P$_\ell$-Kyber. We prove that the P$_\ell$-Kyber is IND-CCA secure under the M-LWE hardness assumption. We show that the decryption decoding noise entries across the $\ell$ plaintexts (also known as layers) are mutually independent. Second, we propose a cross-layer lattice encoding scheme for the P$_\ell$-Kyber, where every $\ell$ cross-layer information symbols are encoded to a lattice point. This way we obtain a \emph{coded} P$_\ell$-Kyber, where the decoding noise entries for each lattice point are mutually independent. Therefore, the DFR analysis does not require the assumption of independence among the decryption decoding noise entries. Both DFR and CER are greatly decreased thanks to ciphertext packing and lattice packing. We demonstrate that with $\ell=24$ and Leech lattice encoder, the proposed coded P$_\ell$-KYBER1024 achieves DFR $<2^{-281}$ and CER $ = 4.6$, i.e., a decrease of CER by $90\%$ compared to KYBER1024.
- Abstract（参考訳）: 本研究は,公開鍵暗号(PKE)とKyberなどの鍵カプセル化機構(KEM)の符号化および暗号化手順を,独立した復号化ノイズ成分の仮定に頼らずに,通信オーバーヘッド(CER)と復号化故障率(DFR)の両方の低減を実現する共同設計である。
我々の設計では、暗号文パッキングと格子パッキングの2つの技法が特徴である。
まず、Peikert-Vaikuntanathan-Waters(PVW)メソッドをKyberに拡張する。
このスキームは P$_\ell$-Kyber と呼ばれる。
P$_\ell$-Kyber が M-LWE 硬度仮定の下で IND-CCA であることを証明する。
我々は、$$\ell$平文(層とも呼ばれる)にわたるノイズエントリの復号化が相互に独立であることを示します。
第二に、P$_\ell$-Kyberに対して、各$$\ell$-Kyberの情報シンボルを格子点に符号化するクロス層格子符号化方式を提案する。
このようにして P$_\ell$-Kyber を得ることができ、各格子点に対するデコードノイズエントリは互いに独立である。
したがって、DFR解析は、復号化復号化ノイズエントリの独立性を前提としない。
DFRとCERはどちらも、暗号文パッキングと格子パッキングによって大幅に減少している。
我々は、$\ell=24$ および Leech 格子エンコーダを用いて、提案符号付き P$_\ell$-KYBER1024 が DFR $<2^{-281}$ と CER $ = 4.6$ を達成することを示した。
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