Inspired by the planted clique problem for random graphs, we introduce the planted totally-isotropic space problem for random tensors as follows. Let $U\cong \mathbb{F}_q^n$ and $W\cong \mathbb{F}_q^m$ be finite-dimensional vector spaces over a finite field $\mathbb{F}_q$. Given $d\in \mathbb{N}$, choose a random \(d\)-dimensional subspace \(V\leq U\), and construct a random alternating bilinear map $φ:U\times U\to W$ subject to the constraint \(φ(V,V)=0\). Such a $V$ is known as a totally-isotropic space of $φ$, and the goal is to recover $V$. Building on the recent probabilistic analysis of random tensors (Pham--Qiao--Wigderson--Wigderson, \emph{in progress}), we initiate the study of the algorithmic hardness of this problem. Setting $m=\lceil n/\log n\rceil$, we show that this problem admits an average-case polynomial-time algorithm for $d\geq n/2$, by leveraging recent advances on the non-commutative rank problem. We also show that this problem admits a $q^{O(n\log n)}$-time algorithm. We carry out algorithmic experiments using polynomial-system solving. From these results, we conjecture that the planted totally-isotropic space problem for $d=\lceil n/C\rceil$ with some constant $C\geq 3$ is exponentially hard. Based on this evidence of computational hardness, we explore cryptographic applications of the planted totally-isotropic space problem and related planted tensor problems. We present private simultaneous messages and secret sharing protocols based on planted tensor problems, following the protocols based on planted subgraphs in (Abram--Beimel--Ishai--Kushilevitz--Narayanan, \emph{TCC}'23). At the same security level, the public information size of protocols based on planted subgraphs is (moderately) exponential in that of protocols based on planted tensors, while the communication costs of these protocols are polynomially related.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【ICML2024】揭示Graph Transformers 中的过全局化问题
专知会员服务
21+阅读 · 2024年5月27日
AAAI2024|场景图知识增强多模态结构化表示能力
专知会员服务
38+阅读 · 2024年1月14日
【NeurIPS2022】隐空间变换解决GAN生成分布的非连续性问题
专知会员服务
26+阅读 · 2022年11月30日
最新《图嵌入组合优化》综述论文,40页pdf
专知会员服务
35+阅读 · 2020年9月7日
八篇NeurIPS 2019【图神经网络(GNN)】相关论文
专知会员服务
44+阅读 · 2020年1月10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
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
面试题:请简要介绍下tensorflow的计算图
七月在线实验室
14+阅读 · 2019年6月10日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2017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 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+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
相关资讯
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
面试题:请简要介绍下tensorflow的计算图
七月在线实验室
14+阅读 · 2019年6月10日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
相关基金
国家自然科学基金
3+阅读 · 2017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 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+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