The Rank Decoding problem (RD) is at the core of rank-based cryptography. This problem can also be seen as a structured version of MinRank, which is ubiquitous in multivariate cryptography. Recently, \cite{BBBGNRT20,BBCGPSTV20} proposed attacks based on two new algebraic modelings, namely the MaxMinors modeling which is specific to RD and the Support-Minors modeling which applies to MinRank in general. Both improved significantly the complexity of algebraic attacks on these two problems. In the case of RD and contrarily to what was believed up to now, these new attacks were shown to be able to outperform combinatorial attacks and this even for very small field sizes. However, we prove here that the analysis performed in \cite{BBCGPSTV20} for one of these attacks which consists in mixing the MaxMinors modeling with the Support-Minors modeling to solve RD is too optimistic and leads to underestimate the overall complexity. This is done by exhibiting linear dependencies between these equations and by considering an $\fqm$ version of these modelings which turns out to be instrumental for getting a better understanding of both systems. Moreover, by working over $\Fqm$ rather than over $\ff{q}$, we are able to drastically reduce the number of variables in the system and we (i) still keep enough algebraic equations to be able to solve the system, (ii) are able to analyze rigorously the complexity of our approach. This new approach may improve the older MaxMinors approach on RD from \cite{BBBGNRT20,BBCGPSTV20} for certain parameters. We also introduce a new hybrid approach on the Support-Minors system whose impact is much more general since it applies to any MinRank problem. This technique improves significantly the complexity of the Support-Minors approach for small to moderate field sizes.


翻译:秩译码问题是基于秩的密码学的核心,也可视为多变量密码学中普遍存在的MinRank问题的结构化版本。近期[BBBGNRT20,BBCGPSTV20]提出了基于两种新代数建模的攻击方法:专用于秩译码问题的MaxMinors建模,以及适用于一般MinRank问题的Support-Minors建模。这两种方法显著提升了针对上述问题的代数攻击复杂度。与以往认知相反,在秩译码问题情境下,这些新攻击被证明能够超越组合攻击,即便在字段尺寸极小的情况下亦如此。然而,我们证明[BBCGPSTV20]中对将MaxMinors建模与Support-Minors建模混合用于求解秩译码问题的攻击分析过于乐观,导致整体复杂度被低估。通过揭示这些方程之间的线性依赖关系,并引入能够更好理解两个系统的$\fqm$版本建模,我们验证了此结论。此外,在$\Fqm$而非$\ff{q}$上操作时,我们能够大幅减少系统中的变量数量,同时(i)保留足够多的代数方程以求解系统,(ii)严谨分析所提方法的复杂度。对于某些参数,该新方法可能改进[BBBGNRT20,BBCGPSTV20]中基于MaxMinors的秩译码旧方法。我们还提出了一种针对Support-Minors系统的新型混合方法,其影响更为广泛——可应用于任意MinRank问题。该技术显著提升了针对中小规模字段尺寸的Support-Minors方法的复杂度。

0
下载
关闭预览

相关内容

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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
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
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
国家自然科学基金
2+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
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
3+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
4+阅读 · 5月30日
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
14+阅读 · 5月30日
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
8+阅读 · 5月30日
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
战略前沿人工智能的再思考(中文)
专知会员服务
8+阅读 · 5月29日
《量化地基防空系统间接效应的博弈论方法》
专知会员服务
6+阅读 · 5月29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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
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
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
国家自然科学基金
2+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