Score:5

ชุดของการสะท้อนสามเหลี่ยมสามารถใช้สำหรับการเข้ารหัสได้หรือไม่?

ธง at

(ฉันเดาว่าไม่ แต่ทำไมเป็นกรณีนี้ มีวิธีใดบ้างที่จะทำให้เป็นไปได้)

จากสามเหลี่ยมด้านเท่าที่กำหนด T1 (โดยมีจุดยอด 3 จุด A,B,C อยู่ในสนามที่จำกัด $\mathbb F_N^D $) สามเหลี่ยมด้านเท่า T2 อีกอันสามารถสร้างได้โดยการสะท้อนหนึ่งใน 3 จุดยอดที่ขอบระหว่างจุดยอดอีกสองจุด สิ่งนี้จะถูกทำซ้ำหลายครั้ง

กำหนดเพียงสองสามเหลี่ยมสุ่ม T1 และ T2 (และ $\mathbb F_N^D $) ฝ่ายตรงข้ามสามารถคำนวณทางที่สั้นที่สุดจาก T1 ถึง T2 ได้หรือไม่?
(สมมติว่ามีทางและโมดูโล $N$ และขนาด $D$ ถูกเลือกสูงพอที่การทดสอบสามเหลี่ยมทั้งหมดจะใช้เวลานาน)
หรือเขาสามารถทำได้ (มาก) เร็วกว่าการใช้ทีละขั้นตอน?
(เช่นตัวอย่างที่ EC a generator $g$ ไม่จำเป็นต้องสมัคร $m$ ครั้งถ้าเราต้องการคำนวณ $g^m$. ฉันกำลังมองหาเทคนิคมากกว่าหนึ่งมิติซึ่งไม่สามารถลดขนาดให้เป็นปัญหามิติเดียวได้ และจำเป็นต้องคำนวณทีละขั้นตอน 'ความยาว' ของ 'วิธีที่สั้นที่สุด' จะเป็นจำนวนของการคำนวณ (สามเหลี่ยม) ที่จำเป็น)


ในการสะท้อนจุด A ที่ขอบ BC เรากำลังมองหาจุด $S$ และตัวแปร $r$ กับ $$S = B + r (C-B)$$ อนุญาต $v$ ทิศทางของขอบ BC: $$v = \vec{v} = C-B$$

นี้ $S$ จะช่วยให้เราสามารถคำนวณทิศทางจาก $A$ ถึง $BC$ และด้วยการคำนวณจุดที่มิเรอร์นี้ $A_M$ $$A_M = A + 2(S-A)$$

เพื่อทำสิ่งนี้ $S-A$ ต้องตั้งฉากกับ $v$. ดังนั้นผลคูณสเกลาร์ต้องเป็น 0: $$(S-A)' v = 0$$ $$(B+rv-A)' v = 0$$ $$(BA)' v = -rv'v$$ $$r = \frac{(B-A)'v}{-(v'v)}$$

(เหมือนกับในปริภูมิแบบยุคลิด ยกเว้นเขตจำกัด $r$ ต้องคำนวณด้วยอินเวอร์ส $(-(v'v))^{-1}$ เกิน $N$)

แก้ไข: fgrieu ชี้ให้เห็นว่ายังมีวิธีที่ง่ายกว่ามากในการคำนวณการสะท้อนของสามเหลี่ยมด้านเท่า: $$A_M = A' = B+C-A$$ (จบการแก้ไข)


ฉันทำการทดสอบสำหรับ 2 มิติและจำนวนเฉพาะ $N$.
เขตข้อมูล จำกัด $\mathbb F_N^2 $ สามารถสร้างสามเหลี่ยมด้านเท่าได้ก็ต่อเมื่อ $N$ มีรากสำหรับ $3$.

สามารถสร้างรูปสามเหลี่ยมด้านเท่าที่มีความยาวขอบที่กำหนดได้ $2 น^2$ รูปสามเหลี่ยมอื่น ๆ (แต่ละอันมีความยาวขอบเท่ากัน) ความยาวขอบแต่ละชุดมีสองชุดดังกล่าว เบ็ดเสร็จ $2(N-1) (2N^2)$ ที่ไม่ปะติดปะต่อกัน

(ฉันเพิ่งคำนวณความยาวขอบกำลังสองระหว่างสองจุดเหมือนในปริภูมิยุคลิด)


ในปริภูมิแบบยุคลิดสะท้อนสามเหลี่ยมรอบจุด ($C$) จะมีลักษณะดังนี้:
กระจกบานแรก $A$ ที่ $CB$. แล้วส่องกระจก $B$ ที่ $CA_M$ และอื่น ๆ หากเป็นรูปสามเหลี่ยมด้านเท่าก็จะจับคู่อีกครั้งหลังจากทำเช่นนี้ 6 ครั้ง

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ในสนามที่จำกัด $\mathbb F_{11}^2 $ มันสามารถมีลักษณะดังนี้:
ทำได้ 6 ครั้ง (ประมาณ 1 คะแนน)
ทำเพียงทิศทางเดียวก็จะเข้ากันในภายหลัง $2N$

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่


อัลกอริทึมการเข้ารหัสที่คล้ายกับสิ่งนี้มีอยู่จริงหรือไม่?
เหตุใดจึงไม่ปลอดภัย หรือมันคืออะไร? มิติเพิ่มเติมจะช่วย?
ความคิดใดที่จะทำให้ปลอดภัยยิ่งขึ้น?

fgrieu avatar
ng flag
หากสามเหลี่ยมด้านเท่าเป็นรูปสามเหลี่ยมที่มีระยะห่างระหว่างจุดยอดเท่ากัน คุณจะกำหนดระยะทางในฟิลด์จำกัดทั่วไปอย่างไร $\mathbb F_{p^k}$ หรือคุณจำกัด $\mathbb F_p$ ด้วยไพรม์ $p$ ฉันไม่เข้าใจพีชคณิตของคุณสำหรับกระจกเงา $A'$ ของจุด $A$ w.r.t. edge $BC$ รวมถึง $T$ คืออะไรและ if/how สมมาตร $A'$ ของ $A$ คือ _uniquely_ ที่กำหนดไว้ (ฉันได้รับสิ่งนั้นในฟิลด์ $\mathbb R^d$ โดยที่ $A'=B +C-A$ ). นอกจากนี้ยังเป็นสมมุติฐานว่าเส้นทางที่สั้นที่สุดคือปัญหาที่ยาก และการมีปัญหาที่หนักหน่วงเป็นเงื่อนไขที่จำเป็น ไม่เพียงพอต่อการสร้างระบบเข้ารหัสลับ
J. Doe avatar
at flag
@fgrieu ขอบคุณสำหรับคำแนะนำ ฉันปรับปรุงบางอย่าง ฉันใช้เฉพาะจำนวนเฉพาะ p สำหรับ N ฉันเปลี่ยนพีชคณิตเป็นเวอร์ชันทางเลือกบางเวอร์ชันพร้อมรายละเอียดเพิ่มเติม (T เป็นเพียงทรานสโพสของเวกเตอร์) A' ควรถูกกำหนดให้ไม่ซ้ำกับสิ่งนี้ อย่างน้อยฉันก็คิดอย่างนั้น (จะคิดอีกครั้ง) ฉันไม่ทราบ $A' = B + C -A$ คุณช่วยยกตัวอย่างสำหรับ $\mathbb{R^d}$ โดยที่ $A'$ ไม่ได้กำหนดไว้โดยเฉพาะได้ไหม
fgrieu avatar
ng flag
ใน $\mathbb{R^d}$ ปัญหาจะลดลงเป็นระนาบที่กำหนดโดย $ABC$ ดังนั้นจึงลดเป็น $\mathbb{R^2}$ โดยการเปลี่ยนพื้นฐาน และ $A'$ ถูกกำหนดโดยเฉพาะ และจับคู่ $A'=B+C-A$ หรืออาจเข้มงวดกว่า $\vec{OA'}=\vec{OB}+\vec{OC}-\vec{OA}$ ใน ${\mathbb F_p}^d$ หากเรานิยาม $A'$ ด้วยสมการเดียวกันนั้น $A'$ ก็จะถูกกำหนดโดยเฉพาะเช่นกัน ฉันไม่แน่ใจว่าคำจำกัดความของคุณ (โดยเฉพาะส่วน $T$) คืออะไรเมื่อ $d\ne2$
J. Doe avatar
at flag
@fgrieu ฉันเปลี่ยนสมการ ไม่ควรมี $T$ อีกต่อไป ฉันคิดว่าคุณหมายความว่ามีข้อยกเว้นบางอย่างสำหรับ $A' = B + C -A$ ไม่ซ้ำกัน หากไม่ใช่กรณีนี้ ฉันสามารถเปลี่ยนสมการเป็นสมการนั้นได้ จะง่ายกว่ามาก เชื่อมต่อกับคำตอบจาก Fractalice ได้ดีขึ้น
Score:7
ธง in

จากรูปสามเหลี่ยมที่สอง เราสามารถหารูปสามเหลี่ยมข้างเคียงที่มีการวางแนวเดียวกันกับรูปแรก (จุดทั้งหมดจะถูกเลื่อนโดยเวกเตอร์เดียวกัน) ดังนั้นเราจึงสนใจที่จะหาเส้นทางระหว่างมุมหนึ่งหรือสามเหลี่ยมสองรูป สร้างโครงตาข่ายสองมิติ: เช่น $A_M$ สามารถไปที่ $A$ หรือเป็นคู่บน (ในความต่อเนื่องของ $BC$). เวกเตอร์สองตัวนี้เป็นพื้นฐาน เรายังสามารถรวมเวกเตอร์ที่สาม (จาก $A_M$ ลงผ่านสามเหลี่ยมสองอัน): มัน "ซ้ำซ้อน" แต่เราจำเป็นต้องใช้เนื่องจากเราต้องการหาพิกัดสั้นๆ และเวกเตอร์ทั้งสามนี้ครอบคลุมทั้ง 6 ทิศทาง

ตอนนี้เราแค่ต้องการแสดงเวกเตอร์ที่เชื่อมต่อมุมที่แตกต่างของสามเหลี่ยมสองรูปในพื้นฐาน (ซ้ำซ้อน) ของเรา สิ่งนี้ควรบอกใบ้ถึงจุดอ่อนของปัญหาอยู่แล้ว เนื่องจากเรา "แค่" ต้องการหาตัวเลข 3 ตัว (พิกัดในฐาน) เช่น ลำดับของขั้นตอนไม่สำคัญ

สิ่งนี้นำไปสู่อินสแตนซ์ CVP (ปัญหาเวกเตอร์ปิด) ซึ่งสามารถแก้ไขได้ด้วยอัลกอริทึมของ Babai และ LLL (คุณจะมีมิติเพิ่มเติมเล็กน้อยสำหรับพิกัดและเพิ่มการลดโมดูลัสลงในโครงตาข่าย)

การเข้าสู่มิติที่สูงขึ้นอาจทำให้ LLL มีประสิทธิภาพน้อยลง ฉันไม่รู้รายละเอียดเกี่ยวกับเรื่องนั้น แต่ดูเหมือนว่าพื้นฐานที่เรามีนั้นดีพอสมควร ดังนั้น LLL ควรหาการสลายตัวของเส้นทางที่ดีมาก

J. Doe avatar
at flag
โอ้ ที่รัก ฉันจะพลาดได้ยังไง ฉันคิดแบบนั้นด้วย (เลื่อนด้วยเวกเตอร์เดียวกัน) และทดสอบด้วยตัวอย่าง มันไม่ได้ผลในตอนนั้น ฉันทำผิดพลาดในการเปรียบเทียบรูปสามเหลี่ยมหลังจากการสะท้อนแสง 3 ครั้ง แต่เพื่อให้ได้รูปร่างที่เหมือนกันจำเป็นต้องใช้การสะท้อนแสงเพียง 2 ครั้งเท่านั้น ขอบคุณที่ชี้ให้เห็นอีกครั้ง ฉีกความคิด ฉันเดาว่าไม่มีทางเลือกที่คล้ายกัน แต่มีความปลอดภัยมากกว่า

โพสต์คำตอบ

คนส่วนใหญ่ไม่เข้าใจว่าการถามคำถามมากมายจะปลดล็อกการเรียนรู้และปรับปรุงความสัมพันธ์ระหว่างบุคคล ตัวอย่างเช่น ในการศึกษาของ Alison แม้ว่าผู้คนจะจำได้อย่างแม่นยำว่ามีคำถามกี่ข้อที่ถูกถามในการสนทนา แต่พวกเขาไม่เข้าใจความเชื่อมโยงระหว่างคำถามและความชอบ จากการศึกษาทั้ง 4 เรื่องที่ผู้เข้าร่วมมีส่วนร่วมในการสนทนาด้วยตนเองหรืออ่านบันทึกการสนทนาของผู้อื่น ผู้คนมักไม่ตระหนักว่าการถามคำถามจะมีอิทธิพลหรือมีอิทธิพลต่อระดับมิตรภาพระหว่างผู้สนทนา