We study classical and quantum indistinguishability of sums of independent random permutations and related transformations from permutations to functions. Let $G$ be a finite abelian group of order $N$, and let $π^k_+(x)=π_1(x)+\cdots+π_k(x)$ for $k\geq2$ independent uniform random permutations of $G$. We give a unified Fourier analytic treatment in which the construction is represented by its probability density and a distinguisher by its acceptance function, with the classical and quantum query models imposing different restrictions on the Fourier support of the latter. Classically, we obtain the bound $O_k(q/N^{k-1/2})$ for every $q<N$, and refine it below the birthday threshold to $O_k(q^2/N^k)$. In the quantum model, a simulation argument gives $O_k(N^{-(k-3/2)})$ for $q\leq(N-1)/2$, while Fourier interpolation gives concrete finite bounds up to $q\leq4N/15$ and the query-dependent bounds $O\left(\min\left\{N^{-1/2},q^3/N^2 + 1/N\right\}\right)$ and $O_k\left(\min\left\{q^3/N^k,N^{-(k-3/2)}\right\}\right)$, for $k=2$ and $k \geq 3$, respectively, throughout $1\leq q\leq(N-1)/2$. For $q = 1$, the first bound sharpens to $O(N^{-2})$. Over $G=\mathbb F_2^n$, a one-query Fourier attack matches the order of our one-query bound, while an $N/2$-query parity attack with advantage $1/2$ shows that our bounds reach the constant-advantage query threshold. We further study two variants of sum of permutations over binary vector spaces. First, we allow arbitrary surjective linear postprocessing, which includes truncation, and obtain classical and quantum bounds that retain the output-size dependence. Second, we analyse Dinur's variable-output single-permutation construction, $\mathsf{LXoP}$, for every fixed output width, and derive its classical and quantum security bounds; for one- and two-block outputs, we give concrete quantum security bounds.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
笔记 | Sentiment Analysis
黑龙江大学自然语言处理实验室
10+阅读 · 2018年5月6日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
9+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
7+阅读 · 10月12日
《美陆军最新条令出版物 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月10日
电子战测试与训练靶场:战前验证战备状态
专知会员服务
3+阅读 · 10月10日
《美国陆军如何作战》46页最新报告
专知会员服务
9+阅读 · 10月10日
相关VIP内容
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
笔记 | Sentiment Analysis
黑龙江大学自然语言处理实验室
10+阅读 · 2018年5月6日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
9+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员