論文の概要: Symmetric Cryptography via Dirichlet Convolution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.14040v1
- Date: Fri, 02 Oct 2026 15:48:14 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-20 23:39:38.853337
- Title: Symmetric Cryptography via Dirichlet Convolution
- Title(参考訳): ディリクレ畳み込みによる対称性暗号
- Abstract要約: デジタルデータ暗号化のための対称キー暗号。
実装は高速で、メモリ効率が高く、古典的でAI支援された量子攻撃に対して耐性がある。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We discuss a new symmetric-key cipher for digital data encryption. Its implementation is fast, memory efficient, and resilient against classical, AI-assisted, and quantum attacks. Let $x$, $k$, and $c$ be elements of a finite abelian group $G$ with operation $+$ and neutral element $0$. Suppose one is given ciphertext $c=x+k$. Retrieving the plaintext $x=c-k$ from the ciphertext is trivial when the key $k$ is known. Without the key, however, recovering $x$ amounts to a blind search. Even if an efficient criterion were available for identifying the plaintext among all group elements, the average number of trials would remain prohibitively large when the group is sufficiently large. The challenge in constructing a practical cryptosystem is therefore to identify a sufficiently rich group $G$, together with efficient algorithms that enable an immersion of \emph{real digital data} into $G$ and efficient evaluation of the group operations. The proposed cipher is based on generalized Dirichlet convolution over finite fields. We investigate its security against plaintext attacks from an information-theoretic perspective. The nonlocal structure of Dirichlet convolution naturally permits plaintext salting, providing protection against plaintext attacks while allowing controlled key reuse. We establish perfect masking properties over finite fields and prove that the resulting cipher achieves information-theoretic security under key reuse when the underlying arithmetic is carried out in $\mathbb{F}_p$ with $p>2$. For arithmetic over $\mathbb{F}_2$, some information leakage remains, leading to a finite key-reuse budget.
- Abstract(参考訳): 我々はデジタルデータ暗号化のための新しい対称鍵暗号について論じる。
その実装は高速で、メモリ効率が高く、古典的でAI支援された量子攻撃に対する耐性がある。
x$, $k$, $c$ を有限アーベル群 $G$ の元とし、演算 $+$ および中立元 $0$ とする。
暗号文 $c=x+k$ が与えられると仮定する。
暗号文から平文 $x=c-k$ を取得することは、キー $k$ がわかっているときにささいなことである。
しかし、キーがなければ、$x$のリカバリは盲目的の検索になる。
全ての群要素の平文を識別するために効率的な基準が与えられたとしても、その群が十分に大きい場合、平均的な試行数は禁じられるほど大きい。
したがって、実用的な暗号システムを構築する際の課題は、十分にリッチなグループ$G$と、グループ演算の効率的な評価と、 \emph{real digital data} の$G$への浸漬を可能にする効率的なアルゴリズムを識別することである。
提案した暗号は有限体上の一般化されたディリクレ畳み込みに基づいている。
情報理論の観点から,平文攻撃に対する安全性について検討する。
ディリクレ・コンボリューションの非局所構造は自然に平文のソルト化を許し、制御された鍵再利用を許しながら平文攻撃に対する保護を提供する。
有限体上の完全マスキング特性を確立し、その結果の暗号が、$p>2$の$\mathbb{F}_p$で基礎となる算術を実行するとき、鍵再利用の下で情報理論のセキュリティを達成することを証明した。
$\mathbb{F}_2$ 上の算術では、いくつかの情報漏洩が残り、有限のキー再利用予算に繋がる。
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