論文の概要: On The Simplest Quantum-Secure Block Cipher
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.40350v1
- Date: Wed, 30 Sep 2026 17:59:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-01 18:57:28.350004
- Title: On The Simplest Quantum-Secure Block Cipher
- Title(参考訳): 最も単純な量子セキュアブロック暗号について
- Abstract要約: We show that two-round Even-Mansour cipher is theoretically secure in the ideal permutation model (IPM)。
また、この構成は、一般に1つの呼び出しによって構築される暗号が量子的に安全でないという意味で、最小限であることも示している。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 4.199844472131922
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Pseudorandom permutations are ubiquitous in theoretical and applied cryptography. PRPs that offer security even against adversaries making quantum queries are of increasing interest, and used in applications ranging from constructing pseudorandom unitaries to separating SZK from BQP. A successful framework for constructing classically-secure PRPs is the key-alternating Even-Mansour approach, which interleaves applications of public permutations with additions of round keys. The single-round construction is already classically secure in the ideal permutation model (IPM), with added rounds offering improved concrete security. However, in the quantum-query setting, the status of this framework is presently unclear. A simple quantum-query attack based on Simon's algorithm breaks the one-round cipher. For two or more rounds, security is only known against non-adaptive adversaries who must prepare all queries in advance. In this work, we show that the two-round Even-Mansour cipher is information theoretically secure in the IPM against adversaries making polynomially-many adaptive forward and inverse quantum queries to all available oracles. Our proof uses compressed permutation oracles and a specially crafted isometry relating the ideal and real experiments. We also show that this construction is minimal, in the sense that essentially any cipher constructed via a single call to a public permutation is quantumly insecure.
- Abstract(参考訳): 擬似乱数置換は理論および応用暗号においてユビキタスである。
量子クエリを作成する敵に対してもセキュリティを提供するPRPは関心が高まり、擬似ランダムユニタリの構築からSZKとBQPの分離まで幅広いアプリケーションで使用されている。
古典的にセキュアなRPPを構築するためのフレームワークとして成功しているのが、Even-Mansourアプローチである。
シングルラウンド構造は、古典的には理想的な置換モデル(IPM)において安全であり、より具体的なセキュリティを提供するラウンドが追加されている。
しかし、量子クエリー設定では、このフレームワークの状態は今のところ不明である。
シモンのアルゴリズムに基づく単純な量子クエリ攻撃は、ワンラウンド暗号を破る。
2回以上のラウンドでは、すべてのクエリを事前に準備しなければならない非適応的な敵に対してのみ、セキュリティが知られている。
本研究は,2ラウンドのEven-Mansour暗号が,多項式的に多値な前方および逆量子クエリを利用可能な全てのオーラクルに適応させる敵に対して,IMMにおいて理論的に安全であることを示す。
我々の証明は、圧縮された置換オラクルと、理想と実の実験に関する特別に製作された等尺形を用いる。
また、この構成は、一般に1つの呼び出しによって構築される暗号が量子的に安全でないという意味で、最小限であることも示している。
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