論文の概要: On Best-Possible One-Time Programs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.00544v1
- Date: Sat, 28 Feb 2026 08:46:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-03 19:50:56.254327
- Title: On Best-Possible One-Time Programs
- Title（参考訳）: 最良可能性ワンタイムプログラムについて
- Authors: Aparna Gupte, Jiahui Liu, Luowen Qian, Justin Raizes, Bhaskar Roberts, Mark Zhandry,
- Abstract要約: ワンタイムプログラム(OTP)は、ユーザが1つの入力でプログラムを評価し、他の何も明らかにしないようにする。
本稿では,任意のOPP構築によって達成可能な最強のワンタイムセキュリティを実現する「ベスト・バイ・ブル」なOPPを求める。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.033368070913875
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: One-time programs (OTPs) aim to let a user evaluate a program on a single input while revealing nothing else. Classical OTPs require hardware assumptions, and even with quantum information, OTPs for deterministic functionalities remain impossible due to gentle-measurement attacks (Broadbent, Gutoski and Stebila, 2013). While recent works achieve positive results for certain randomized functionalities, the fundamental limits and the strongest achievable security notions remain poorly understood. In this paper, we ask for a "best-possible" OTP that achieves the strongest one-time security achievable by any OTP construction. We first show that a generic best-possible one-time compiler cannot exist, even for classical randomized functionalities (assuming lossy encryption schemes exist). Given this impossibility, we introduce a natural subclass of one-time compilers called "testable one-time program" compilers, which output quantum states augmented with reflection oracles for these program states. We show that best-possible testable OTP compilers are achievable by (1) formulating a generalized Single-Effective-Query (SEQ) simulation security notion for quantum channels and show that SEQ security implies best-possible testable one-time security, and (2) constructing SEQ-secure OTPs for all quantum functionalities in the classical oracle model. This yields the first OTP for arbitrary quantum channels beyond classical randomized functionalities. Finally, we propose stateful quantum indistinguishability obfuscation (stateful quantum iO) -- quantum state obfuscation for stateful quantum programs. We show that (1) stateful quantum iO implies best-possible testable OTPs and (2) stateful quantum iO is also achievable in the classical oracle model. These results identify stateful quantum iO as a promising approach towards best-possible testable OTPs.
- Abstract（参考訳）: ワンタイムプログラム(OTP)は、ユーザが他の何も明らかにせずに単一の入力でプログラムを評価することを目的としている。
古典的な OTP はハードウェアの仮定を必要とするが、量子情報でさえ、決定論的機能のための OTP は、緩やかな測定攻撃のために不可能なままである(Broadbent, Gutoski and Stebila, 2013)。
最近の研究では、特定のランダム化機能に対して肯定的な結果が得られているが、基本的な限界と達成可能な最強のセキュリティ概念は未だ理解されていない。
本稿では,任意のOPP構築によって達成可能な最強のワンタイムセキュリティを実現する「ベスト・バイ・ブル」なOPPを求める。
まず、古典的ランダム化機能(ロスィ暗号化スキームが存在すると仮定して)であっても、汎用的最強のワンタイムコンパイラは存在しないことを示す。
この不確実性を考慮して、我々は「テスト可能なワンタイムプログラム」コンパイラと呼ばれるワンタイムコンパイラの自然なサブクラスを導入し、これらのプログラム状態に対してリフレクション・オーラクルを付加した量子状態を出力する。
本稿では,(1)量子チャネルに対する一般化されたシングルエフェクティブクエリ(SEQ)シミュレーションのセキュリティ概念を定式化し,SEQのセキュリティが最も有益なテスト可能なワンタイムセキュリティを意味することを示すとともに,(2)古典的なオラクルモデルにおける全ての量子機能のためのSEQセキュアOPPを構築することにより,最良可能性テスト可能なOPPコンパイラが実現可能であることを示す。
これにより、古典的ランダム化機能を超えた任意の量子チャネルに対する最初のOPPが得られる。
最後に、ステートフル量子プログラムの量子状態難読化(ステートフル量子iO)を提案する。
我々は,(1)ステートフル量子iOは最も有望なテスト可能なOPPであり,(2)ステートフル量子iOは古典的なオラクルモデルでも達成可能であることを示す。
これらの結果は、ステートフル量子iOを、最も有望なテスト可能なOPPに対する有望なアプローチであるとみなしている。
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