論文の概要: Game Hopping in Lean
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.06261v1
- Date: Thu, 06 Aug 2026 16:52:16 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-07 17:43:06.808038
- Title: Game Hopping in Lean
- Title(参考訳): リーンにおけるゲームホッピング
- Authors: Stefan Dziembowski, Grzegorz Fabiański, Daniele Micciancio, Rafał Stefański,
- Abstract要約: 本稿では,ゲームベースの暗号証明を機械化するリーン4フレームワークであるHOPSCOTCHを紹介する。
セキュリティ定義は、ステートフルな確率的オラクル間の区別不可能性として表現され、証明は標準的なゲームホッピングパラダイムに従う。
本稿では, IND-CCAの暗号化-then-MACのセキュリティ, DDHからのElGamal暗号化のセキュリティ, ワンタイムシークレットからパブリックキーのIND-CPAセキュリティへの影響, GGM擬似ランダム機能構築の形式化された証明を行った。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 5.623680633781937
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We present HOPSCOTCH, a Lean 4 framework for mechanizing computationally sound, game-based cryptographic proofs. Security definitions are expressed as indistinguishability between stateful probabilistic oracles, and proofs follow the standard game-hopping paradigm. HOPSCOTCH uses a shallow embedding: oracles and reductions are ordinary Lean definitions, enabling direct integration with the full Lean ecosystem, including general mathematical theories from Mathlib, such as finite-group theory. A game-hopping proof in HOPSCOTCH is represented as an explicit formal object whose constructors correspond to the standard steps of a game-hopping argument, making proofs easier to construct, automate, and inspect. We prove a general computational soundness theorem that interprets these proof objects by constructing reductions against the assumptions they use and deriving a concrete bound on the advantage of any distinguisher. Observational equivalence between oracles is established using a state-abstraction methodology: a simple yet powerful approach that supports transformations such as adding or forgetting state and replacing eager sampling with lazy sampling. We illustrate the framework with formalized proofs of the IND-CCA security of encrypt-then-MAC, the security of ElGamal encryption from DDH, the implication from one-time secrecy to public-key IND-CPA security, and the GGM pseudorandom-function construction. To the best of our knowledge, the last is the first mechanized proof of GGM for non-constant depth.
- Abstract(参考訳): HOPSCOTCHは,ゲームベースの暗号証明を機械化するための,Lean 4フレームワークである。
セキュリティ定義は、ステートフルな確率的オラクル間の区別不可能性として表現され、証明は標準的なゲームホッピングパラダイムに従う。
オラクルと還元は通常のリーン定義であり、有限群理論のようなMathlibの一般的な数学的理論を含む完全なリーンエコシステムと直接統合できる。
HOPSCOTCHのゲームホッピング証明は、コンストラクタがゲームホッピング引数の標準ステップに対応する明示的な形式オブジェクトとして表現され、証明の構築、自動化、検査が容易になる。
我々は、これらの証明対象を、それらが使用する仮定に対する還元を構築し、いかなる微分器の利点にもとづく具体的な境界を導出することによって解釈する一般的な計算音響性定理を証明した。
オーラクル間の観測的等価性は、状態抽出手法を用いて確立される: 状態の追加や忘れ、熱心なサンプリングを遅延サンプリングに置き換えるといった変換をサポートする、単純で強力なアプローチである。
本稿では, IND-CCAの暗号化-then-MACのセキュリティ, DDHからのElGamal暗号化のセキュリティ, ワンタイムシークレットからパブリックキーのIND-CPAセキュリティへの影響, GGM擬似ランダム機能構築の形式化された証明を行った。
我々の知る限りでは、GGMの非定常深度に関する最初の機械化証明である。
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