In this work we study Invertible Bloom Lookup Tables (IBLTs) with small failure probabilities. IBLTs are highly versatile data structures that have found applications in set reconciliation protocols, error-correcting codes, and even the design of advanced cryptographic primitives. For storing $n$ elements and ensuring correctness with probability at least $1 - \delta$, existing IBLT constructions require $\Omega(n(\frac{\log(1/\delta)}{\log(n)}+1))$ space and they crucially rely on fully random hash functions. We present new constructions of IBLTs that are simultaneously more space efficient and require less randomness. For storing $n$ elements with a failure probability of at most $\delta$, our data structure only requires $\mathcal{O}(n + \log(1/\delta)\log\log(1/\delta))$ space and $\mathcal{O}(\log(\log(n)/\delta))$-wise independent hash functions. As a key technical ingredient we show that hashing $n$ keys with any $k$-wise independent hash function $h:U \to [Cn]$ for some sufficiently large constant $C$ guarantees with probability $1 - 2^{-\Omega(k)}$ that at least $n/2$ keys will have a unique hash value. Proving this is highly non-trivial as $k$ approaches $n$. We believe that the techniques used to prove this statement may be of independent interest.


翻译:本文研究了具有低失败概率的可逆型布鲁姆查找表(IBLTs)。IBLTs是一种高度通用的数据结构,已被应用于集合协调协议、纠错码甚至高级密码原语的设计中。为存储$n$个元素并确保正确性概率至少为$1-\delta$,现有的IBLT构造需要$\Omega(n(\frac{\log(1/\delta)}{\log(n)}+1))$的空间,且关键依赖于全随机哈希函数。我们提出了新的IBLT构造,在提升空间效率的同时降低了对随机性的需求。对于存储$n$个元素且失败概率不超过$\delta$的情况,我们的数据结构仅需$\mathcal{O}(n + \log(1/\delta)\log\log(1/\delta))$的空间和$\mathcal{O}(\log(\log(n)/\delta))$阶独立哈希函数。作为关键技术贡献,我们证明:对任意$k$阶独立哈希函数$h:U \to [Cn]$($C$为足够大的常数),当哈希$n$个键时,至少$n/2$个键将具有唯一哈希值的概率至少为$1 - 2^{-\Omega(k)}$。由于$k$接近$n$,这一证明极具挑战性。我们相信该证明所使用的技术可能具有独立的研究价值。

0
下载
关闭预览

相关内容

LESS 是一个开源的样式语言,受到 Sass 的影响。严格来说,LESS 是一个嵌套的元语言,符合语法规范的 CSS 语句也是符合规范的 Less 代码。
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
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
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
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5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
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
47+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
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
14+阅读 · 2021年7月20日
Arxiv
11+阅读 · 2018年4月8日
VIP会员
最新内容
ECCV 2026 | MIMFlow:MIM与归一化流统一图像生成
专知会员服务
2+阅读 · 今天11:43
网状网络及其在军事领域的运用
专知会员服务
5+阅读 · 今天6:18
无美国参与的欧洲战争方式(万字长文)
专知会员服务
6+阅读 · 今天5:54
《国防领域敏感性分析白皮书》
专知会员服务
7+阅读 · 今天3:42
综述 | 从问答到任务完成:Agent系统与Harness设计
Agentic RL:框架、实践与长程智能体训练
专知会员服务
8+阅读 · 6月24日
重新思考无人机时代的生存能力
专知会员服务
9+阅读 · 6月24日
装甲突击旅:现代战争思考、战斗与组织
专知会员服务
7+阅读 · 6月24日
在人工智能加速决策环境中拓展OODA循环
专知会员服务
9+阅读 · 6月24日
相关VIP内容
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
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
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5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
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
47+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
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员