論文の概要: Trapdoor Functions with Secure Key Leasing and Copy Protection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.08423v1
- Date: Tue, 08 Sep 2026 08:32:07 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-11 20:42:22.263843
- Title: Trapdoor Functions with Secure Key Leasing and Copy Protection
- Title（参考訳）: 安全なキーリースとコピー保護を備えたトラップドア機能
- Abstract要約: トラップドア関数(TDF)は公開鍵暗号の基本的なプリミティブである。
まず、量子トラップドアのリースと削除を可能にするセキュア鍵リース(TDF-SKL)によるTDFの定義を紹介する。
次に、TDFをコピー保護(TDF-CP)で定義し、その反転機能を量子トラップドアで保護する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.538313445597385
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Inspired by the no-cloning theorem in quantum theory, a variety of quantum cryptographic primitives with unclonable functionalities, such as secure key leasing and copy protection, have been proposed and attracted significant attention. However, trapdoor functions (TDFs), fundamental primitives in public-key cryptography, have not been extensively studied in these areas. In this work, we initiate a study of TDFs in both secure key leasing and copy protection settings. We first introduce the definition of TDFs with secure key leasing (TDF-SKL), which enables leasing and deleting of quantum trapdoors. We formalize TDF-SKL both with and without domain sampler, and give a construction of TDF-SKL without domain sampler based on the LWE assumption and a construction of TDF-SKL with domain sampler based on any standard PKE schemes combined with hinting pseudorandom generators [Koppula and Waters, CRYPTO 2019]. Next, we define TDFs with copy protection (TDF-CP), where the inversion functionality is copy protected by a quantum trapdoor. We establish a construction of TDF-CP assuming indistinguishability obfuscation and the LWE assumption, following a modular framework of copy protection proposed by Ananth and Behera [CRYPTO 2024]. We also present applications of TDF-SKL and TDF-CP. Existing constructions of public-key encryption with secure key leasing (PKE-SKL) and single-decryptor encryption (SDE) suffer from a critical vulnerability: quantum decryption keys may be destroyed after decrypting maliciously chosen ciphertexts. We construct PKE-SKL schemes and SDE schemes with robust quantum decryption keys that remain reusable after decrypting arbitrary ciphertexts from TDF-SKL and TDF-CP, respectively.
- Abstract（参考訳）: 量子論における非閉化定理に触発され、セキュアな鍵リースやコピープロテクションなど、制限不能な機能を持つ様々な量子暗号プリミティブが提案され、注目されている。
しかし、公開鍵暗号の基本的プリミティブであるトラップドア関数(TDF)は、これらの領域で広く研究されていない。
本研究では,セキュアな鍵リースとコピー保護設定の両方において,TDFの研究を開始する。
まず、量子トラップドアのリースと削除を可能にするセキュア鍵リース(TDF-SKL)によるTDFの定義を紹介する。
我々は,ドメインサンプリングを伴わずともTDF-SKLを定式化し,LWE仮定に基づくドメインサンプルのないTDF-SKLの構築と,疑似ランダム発生器(Koppula and Waters, CRYPTO 2019)と組み合わせた標準PKEスキームに基づくTDF-SKLの構築を行う。
次に、TDFをコピー保護(TDF-CP)で定義し、その反転機能を量子トラップドアで保護する。
我々は Ananth と Behera [CRYPTO 2024] が提案したコピー保護のモジュラーフレームワークに従って, 不明瞭な難読化と LWE 仮定を仮定した TDF-CP の構築を確立する。
また, TDF-SKL および TDF-CP の応用について述べる。
秘密鍵リース(PKE-SKL)と単一復号暗号(SDE)による既存の公開鍵暗号の構成は、重大な脆弱性に悩まされている。
我々は, TDF-SKL と TDF-CP から任意の暗号文を復号した後も再利用可能な, 堅牢な量子復号鍵を用いた PKE-SKL スキームと SDE スキームを構築した。
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