Score:1

การแก้ระบบสมการเชิงเส้นบนสนามฐานสองที่มีข้อผิดพลาด

ธง ro

ฉันมีระบบสมการเชิงเส้น $f_1, \ldots, f_m$ เหนือตัวแปรไบนารี่ $x_1,\ldots,x_n$ ที่ไหน $m$ มีขนาดใหญ่กว่ามาก $n$. เรารู้ว่าสมการทั้งหมดถูกต้องหรือไม่ เราสามารถหาคำตอบได้อย่างง่ายดายโดยใช้การกำจัดแบบเกาส์เซียน ในบรรดา $m$ สมการ 90% สมการถูกต้อง สำหรับส่วนที่เหลืออีก 10% เงื่อนไขคงที่จะมีการเปลี่ยนแปลง ถ้าพจน์ค่าคงที่จริงเป็น 0 จะได้ 1 เป็นต้น เราสามารถแก้ระบบในเวลาพหุนามได้หรือไม่? แทนที่จะเป็น 90% ถ้าเป็น 99% เราสามารถแก้โจทย์ในเวลาพหุนามได้หรือไม่?

poncho avatar
my flag
ฉันจะทราบว่าการแก้ $n=256$, $p=0.9$ นั้นทำได้ง่าย (โดยการเลือกสมการสุ่ม 256 สมการอย่างง่าย ๆ ด้วยความน่าจะเป็นประมาณ $2^{-39}$ สมการทั้งหมด 256 สมการจึงถูกต้อง ดังนั้น Gaussian การกำจัดให้คำตอบที่ถูกต้อง (ซึ่งง่ายต่อการตรวจสอบ)
ro flag
ขอบคุณ. แต่ถ้า n ใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ เช่น n=1024 เราจะไม่สามารถแก้ปัญหาโดยใช้แนวคิดนี้ได้
poncho avatar
my flag
ไม่ใช่สำหรับ $p=0.9$; มันยังคงค่อนข้างง่ายด้วย $p=0.99$
kelalaka avatar
in flag
และแบบแผนตามนี้..
Score:3
ธง ng

ปัญหา Learning Parity with Noise (LPN) มีดังต่อไปนี้

อนุญาต $\vec s\in\mathbb{F}_2^n$ เป็นความลับที่แน่นอนและ $\mathcal{O}_{\vec s}$ เป็นออราเคิลที่สุ่มตัวอย่าง $\vec a_i\gets \mathcal{U}(\mathbb{F}_2^n)$, $e_i \gets \mathsf{เบิร์น}(\tau)$, และผลตอบแทน $(\vec a_i, \langle \vec a_i, \vec s\rangle + e_i)$

ปัญหา (การค้นหา) LPN คือให้การเข้าถึงการสืบค้นไปยัง oracle $\mathcal{O}_{\vec s}$เพื่อกู้คืนความลับ $\vec s$.

หากคุณจำกัดขอบเขตของแบบสอบถาม $m$ กี่ครั้งที่คุณโทร $\mathcal{O}_{\vec s}$ปัญหาคือปัญหาที่คุณสนใจ

เมื่อมีอัตราเสียงรบกวน $\tau$ เป็นค่าคงที่ (เป็นฟังก์ชันของ $n$) iirc ความซับซ้อนที่รู้จักกันดีที่สุดสำหรับการแก้ LPN คืออัลกอริทึม Blum, Kalai, Wasserman (BKW) ซึ่งทำงานในเวลา หน่วยความจำ และความซับซ้อนของตัวอย่าง $2^{O(n/\log n)}$. ดังนั้นเราจึงไม่ควรคาดหวังความซับซ้อนแบบหลายเวลา

แม้ว่าจะมีขนาดเล็กพอ $p$ สถานการณ์เป็นไปอย่างราบรื่น หากต้องการอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ โปรดดูที่ LPN ถอดรหัส. ฉันได้รวมรูปภาพของเวลาทำงานของอัลกอริทึม LPN ต่างๆ ไว้ด้านล่าง ที่นี่, $\tau \ใน [0, 1/2]$ คือ "อัตราการรบกวน" และเขียนได้เป็น $\tau = \นาที(p, 1-p)$ ในสัญกรณ์ของคุณ

เวลาทำงานของอัลกอริทึม LPN

โปรดทราบว่าสำหรับ $p = 0.99$เรามีสิ่งนั้น $\tau = 1 / 100$. จากนั้นทฤษฎีบทที่ 5 ของบทความที่เชื่อมโยงจะแก้ LPN ด้วยความซับซ้อนของเวลา/การสืบค้น

$$\tilde{\Theta}\left(\left(\frac{1}{(1-\tau)^n}\right)^{\frac{1}{1+\log\left(\frac{ 1}{1-\tau}\right)}}\right).$$

สิ่งนี้ทำให้เวลา / ความซับซ้อนของแบบสอบถาม $\ประมาณ (100/99)^{\frac{n}{1+\log(100/99)}}$ซึ่งแม้ว่าจะไม่ใช่เวลาพหุนาม แต่ก็ควรจะค่อนข้างเหมาะสมสำหรับขนาดปานกลาง $n$.

ro flag
คอลัมน์ "ตัวอย่าง" คืออะไร มันอยู่ในปัญหาของฉันหรือไม่ ในกรณีของฉัน m อยู่ที่ประมาณ 4n
Mark avatar
ng flag
ใช่แล้ว.นั่นจะทำให้ปัญหาของคุณค่อนข้างหนักกว่าปัญหาที่บทความนี้แก้ไข เป็นเรื่องที่ควรค่าแก่การกล่าวถึงว่าปัญหาที่คล้ายกัน ("ปัญหา LWE") มีสิ่งที่เรียกว่า "การลดตัวเองแบบสุ่ม" --- เมื่อได้รับตัวอย่าง (คงที่) จำนวนหนึ่ง คุณสามารถสร้าง * จำนวนตัวอย่างโดยพลการ* (แม้ว่า ในอัตราเสียงที่สูงขึ้น) ฉันไม่รู้ว่า LPN มีการลดขนาดตัวเองด้วยหรือไม่ แต่ฉันคาดหวังว่าจะมี โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หากคุณ "สแต็ก" ตัวอย่างของคุณ $\vec a_i$ ลงในเมทริกซ์ $A$ คุณสามารถเขียนพวกมันเป็น $(A, As + e)$ จากนั้นคุณควรสร้างตัวอย่างใหม่ผ่าน $(xA, x(As + e))$ สำหรับ ...
Mark avatar
ng flag
$x$ กระจายอย่างเหมาะสม (อาจสุ่มอย่างสม่ำเสมอ) ฉันยังไม่ได้วิเคราะห์สิ่งนี้อย่างเป็นทางการ และในการค้นหาสั้นๆ "LPN randomized self-reduction" ไม่พบสิ่งใด ดังนั้นจึงเป็นไปได้ว่าร่างการลดขนาดนี้ไม่มีประโยชน์/ไม่ถูกต้องด้วยเหตุผลบางประการ
Mark avatar
ng flag
ฉันพบผลลัพธ์ โปรดดู[ที่นี่](https://cseweb.ucsd.edu/~vlyubash/papers/parityproblem.pdf) โปรดทราบว่าผลลัพธ์เฉพาะนี้อ่อนแอเกินไปที่จะ "ขยายตัวอย่าง" ในสถานการณ์ของคุณ แต่เป็นไปได้ที่งานติดตามผลจะได้บางอย่างที่แข็งแกร่งเพียงพอ
ro flag
ขอบคุณมาก. ฉันจะตรวจสอบเอกสารเหล่านั้น

โพสต์คำตอบ

คนส่วนใหญ่ไม่เข้าใจว่าการถามคำถามมากมายจะปลดล็อกการเรียนรู้และปรับปรุงความสัมพันธ์ระหว่างบุคคล ตัวอย่างเช่น ในการศึกษาของ Alison แม้ว่าผู้คนจะจำได้อย่างแม่นยำว่ามีคำถามกี่ข้อที่ถูกถามในการสนทนา แต่พวกเขาไม่เข้าใจความเชื่อมโยงระหว่างคำถามและความชอบ จากการศึกษาทั้ง 4 เรื่องที่ผู้เข้าร่วมมีส่วนร่วมในการสนทนาด้วยตนเองหรืออ่านบันทึกการสนทนาของผู้อื่น ผู้คนมักไม่ตระหนักว่าการถามคำถามจะมีอิทธิพลหรือมีอิทธิพลต่อระดับมิตรภาพระหว่างผู้สนทนา