Pseudorandom quantum states (PRS) are efficiently constructible states that are computationally indistinguishable from being Haar-random, and have recently found cryptographic applications. We explore new definitions, new properties and applications of pseudorandom states, and present the following contributions: 1. New Definitions: We study variants of pseudorandom function-like state (PRFS) generators, introduced by Ananth, Qian, and Yuen (CRYPTO'22), where the pseudorandomness property holds even when the generator can be queried adaptively or in superposition. We show feasibility of these variants assuming the existence of post-quantum one-way functions. 2. Classical Communication: We show that PRS generators with logarithmic output length imply commitment and encryption schemes with classical communication. Previous constructions of such schemes from PRS generators required quantum communication. 3. Simplified Proof: We give a simpler proof of the Brakerski--Shmueli (TCC'19) result that polynomially-many copies of uniform superposition states with random binary phases are indistinguishable from Haar-random states. 4. Necessity of Computational Assumptions: We also show that a secure PRS with output length logarithmic, or larger, in the key length necessarily requires computational assumptions.


翻译:伪随机量子态(PRS)是可高效构造的状态,在计算上与Haar随机态不可区分,且近期已在密码学领域得到应用。我们探索了伪随机态的新定义、新性质及应用,并做出以下贡献:1. 新定义:我们研究了由Ananth、Qian和Yuen(CRYPTO'22)提出的类伪随机函数态(PRFS)生成器的变体,其伪随机性质在生成器可被自适应查询或叠加查询时仍然成立。我们证明了这些变体在后量子单向函数存在下的可行性。2. 经典通信:我们证明了输出长度为对数的PRS生成器可蕴含经典通信下的承诺与加密方案。此前基于PRS生成器构造此类方案需要量子通信。3. 简化证明:我们给出了Brakerski-Shmueli(TCC'19)结果的简化证明,即具有随机二进制相位的均匀叠加态的多项式数量副本与Haar随机态不可区分。4. 计算假设的必要性:我们还证明了输出长度关于密钥长度为对数或更长的安全PRS必然需要计算假设。

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
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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
2+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
Arxiv
0+阅读 · 2023年8月1日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月28日
Arxiv
20+阅读 · 2019年9月7日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
8+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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
2+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员