Score:2

การกระจายองค์ประกอบกลุ่มด้วยบิตที่เลือกและความแข็งของปัญหาบันทึกที่ไม่ต่อเนื่อง

ธง do

สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า $g$ ของการสั่งซื้อ $n$ องค์ประกอบของกลุ่ม $y=g^x$ม็อด $n$ มีการกระจายอย่างสม่ำเสมอเนื่องจากการทำงานของโมดูโล

อย่างไรก็ตาม สมมติว่าจากพื้นที่เอาต์พุตเดิม $Y$เราพิจารณาเฉพาะองค์ประกอบเหล่านั้น $y$ ซึ่งมีบิต "คงที่" ในการแทนเลขฐานสอง ตัวอย่างเช่นสำหรับ $y = y_1,y_2...y_m$ (ที่ไหน $y_i$ เป็นบิตของการแสดง m-bit ของ $y$) พิจารณาพื้นที่เอาต์พุต $Y'$ ที่ทั้งหมด $y \ใน Y'$ มีบิตคงที่ $y_i$ ในตำแหน่ง $i$ ชุด. เหล่านั้น $x$ ที่ถูกต้องเช่นนั้น $g^x \ใน Y'$ (และชุดเสริม $\bar{Y'}$) ยังกระจายอย่างสม่ำเสมอ? กล่าวอีกนัยหนึ่งคือความแข็งของปัญหาลอการิทึมแบบไม่ต่อเนื่องที่เทียบเท่าเมื่อพิจารณาจากปริภูมิเอาต์พุต $Y$ และ $Y'$? สัญชาตญาณของฉันบอกว่าใช่เพราะการทำงานของโมดูโลและกลุ่มวัฏจักร แต่ฉันกำลังมองหาคำตอบที่น่าเชื่อถือกว่านี้ (พร้อมกรณีต่างๆ $n$ เป็นจำนวนเฉพาะหรือกำลังของ 2)

ฉันเคยเห็นงานที่พูดถึง "ความปลอดภัยของ Bit" (เช่น https://dl.acm.org/doi/pdf/10.1145/972639.972642 ) แต่สิ่งเหล่านี้พูดถึงบิตของ $x$ในขณะที่ฉันกำลังพิจารณาปัญหา "ผกผัน" สำหรับบิตของ $y$..

kelalaka avatar
in flag
อาร์กิวเมนต์ง่ายๆ ถ้า $n$ ไม่ใช่ยกกำลัง 2 แสดงว่าไม่ใช่!
do flag
ลองแยกความแตกต่างระหว่าง 2 กรณี (a) ถ้า $n$ เป็นจำนวนเฉพาะ และ (b) ถ้า $n$ เป็นกำลัง 2 คุณพูดว่าในกรณี (a) การกระจายของ $x$ โดยที่ $g^x$ มีบางส่วน คำนำหน้าที่เลือกเบ้?
do flag
ใช้ถ้อยคำคำถามใหม่หากช่วยได้
Score:1
ธง ru

อัปเดต 20220330: คำตอบใหม่หลังจากการชี้แจงคำถาม คำตอบเก่ายังคงอยู่เพื่อให้เข้าใจถึงความคิดเห็น

ฉันคิดว่าสิ่งที่คุณถามคือบิตของ $y$ ทำหน้าที่เป็นฟังก์ชันฮาร์ดคอร์ในส่วนผกผันของฟังก์ชันทางเดียว (ในกรณีนี้ โมดูโลฟังก์ชันลอการิทึมแบบไม่ต่อเนื่อง $n$).สำหรับพื้นหลังของฟังก์ชันฮาร์ดคอร์ ดูตัวอย่างในหัวข้อ 2.4 สำหรับ รากฐานของการเข้ารหัส). อย่างไรก็ตาม หากการผกผันของฟังก์ชันทางเดียวนั้นง่ายต่อการคำนวณ (ซึ่งเป็นจริงในกรณีของคุณ เนื่องจากฟังก์ชันการยกกำลังสามารถคำนวณได้ในเวลาพหุนาม) แสดงว่าไม่มีฟังก์ชันฮาร์ดคอร์

นักเข้ารหัสไม่ได้นิยามสิ่งนี้ในแง่ของการแจกแจงแบบสม่ำเสมอ แต่ในแง่ของการจำแนกที่สามารถคำนวณได้ในเวลาพหุนามและให้ข้อได้เปรียบที่ไม่สำคัญ (ดูคำจำกัดความ 2.4 ของหมายเหตุ) พวกเขาบอกว่าภาคแสดง $ข(ย)$ เป็นฮาร์ดคอร์สำหรับ $f$ ถ้าสำหรับตัวจำแนกเวลาพหุนามทั้งหมดที่เรามี $$\mathbb P(A(f(U_n)),1^n)=b(U_n)<1/2+1/p(n).$$ ในกรณีของคุณ $f$ เป็นฟังก์ชัน $y=g^x\mod n\mapsto x$ และหน้าที่ของคุณ $ข$ คือ $i$บิตของ $y=g^x\mod n$. อย่างไรก็ตาม ฉันมีตัวอย่างการแบ่งแยก $ก(z,1^n)$ ซึ่งก็คือการคำนวณ $g^z\mod n$ (ในเวลาพหุนาม) และดูที่ $i$บิต สิ่งนี้แยกแยะคำตอบด้วยความน่าจะเป็น 1 เพราะมีข้อโต้แย้งแรก $f(y)=x$ มันกลับมา $ข(ย)$.

กล่าวอีกนัยหนึ่งคือไม่มีความสม่ำเสมอที่ตรวจสอบได้ทางคอมพิวเตอร์เพราะฉันสามารถทดสอบได้อย่างรวดเร็ว $x$ ค่าเพื่อดูว่าพวกเขาสร้างผลลัพธ์ที่อยู่ในนั้นหรือไม่ $Y'$.

คำตอบเก่า

ใช่. อนุญาต $|Y'|=M$ และปล่อยให้ $z$ เป็นองค์ประกอบใด ๆ ของ $Y'$ แล้วทฤษฎีบทของเบส์บอกเราว่า $$\mathbb P(g^x\mod n=z|g^x\mod n\in Y')=\frac{\mathbb P(g^x\mod n=z)\mathbb P(g^x \mod n\in Y'|g^c\mod n=z)}{\mathbb P(g^x\mod n\in Y')}.$$ ตอนนี้เราทราบว่า $\mathbb P(g^x\mod n=z)=1/\phi(n)$ (โดยความสม่ำเสมอที่ระบุไว้ในคำถาม) $\mathbb P(g^x\mod n\in Y'|g^c\mod n=z)=1$ และนั่น $\mathbb P(g^x\mod n\in Y')=M/\phi(n)$ (อีกครั้งโดยความสม่ำเสมอในคำถาม) ดังนั้น $$\mathbb P(g^x\mod n=z|g^x\mod n\in Y')=1/M$$ สำหรับทุกอย่าง $z\ในY'$ ซึ่งอธิบายการกระจายแบบสม่ำเสมอ

do flag
ขอบคุณ แต่วิธีการของ Bayes จับการกระจายของ $x$ ได้จริงหรือ เช่น. $x$ เหล่านั้นที่ "ถูกต้อง" เช่นนั้น $g^x \in Y'$ อาจเบ้ในแง่ของพื้นที่ทั้งหมด $Y$? เช่น. บางทีสำหรับการ "แก้ไข" $y_b$ บิตบาง $x$ เหล่านั้นอาจมีความเป็นไปได้ที่บิตใดบิตหนึ่งจะเท่ากับ 0 มากกว่า 1/2?
Daniel S avatar
ru flag
ฉันไม่แน่ใจว่าฉันทำตามความคิดเห็นของคุณหากคุณถูกถามว่า "เป็นไปได้ไหมที่จะสร้างการแจกแจงความน่าจะเป็นแบบมีเงื่อนไขโดยที่ไม่มีการใช้ทฤษฎีบทของเบส์" แล้วคำตอบคือ "ไม่" โปรดทราบว่าแม้ว่าค่าของ $g^x$ จะกระจายอย่างสม่ำเสมอ สำหรับ $B$-bit $p$ MSB คือ 0 ด้วยความน่าจะเป็น $(2^{B-1}-1)/(p-1)$ และ 1 ด้วยความน่าจะเป็น $(p-2^{B-1} )/2$.
do flag
ดังนั้นฉันจึงถามเกี่ยวกับการแจกแจงของ $x$ ไม่ใช่ $g^x$ และคำถามของฉันก็คือว่าการแจกแจงของ $x$ (เช่น ความน่าจะเป็นที่บิตของ $x$ เป็น 0 หรือ 1) จะเปลี่ยนไปอย่างไรถ้าฉัน "แก้ไข" บิตในการเป็นตัวแทนของ $y = g^x$ ฉันไม่เห็นว่าข้อเท็จจริงที่ว่า P = $1/M$ สำหรับ $z \in Y'$ ทั้งหมดแสดงว่า $x$ ยังคงกระจายอย่างสม่ำเสมอในพื้นที่เอาต์พุต *ดั้งเดิม* $Y$..
Daniel S avatar
ru flag
ฉันคิดว่าตอนนี้ฉันเข้าใจคำถามของคุณและได้แก้ไขคำตอบแล้ว
do flag
ดังนั้น คำถามก็คือว่าบิตของเอาต์พุต $y$ ที่ระบุจะเปิดเผยข้อมูลบางอย่างเกี่ยวกับพรีอิมเมจ $x$ บิตใดหรือไม่ ดังนั้น ฉันคิดว่าฟังก์ชัน $b$ ควรเป็น *ใดๆ* บิตของ $x$ (**ไม่ใช่** $y$) และถ้าตัวจำแนกที่มีบิต $y$ ชุดนั้น สามารถทำนายด้วยความน่าจะเป็นที่มากกว่า 1 /2 บิตใดๆ ของ $x$ (ได้รับรางวัลเนื่องจากหมดอายุ)
Daniel S avatar
ru flag
หากเราจำกัดตัวเองไว้ที่การประมาณเชิงเส้นบิตเดียวตามที่คุณอธิบาย ข้อมูลร่วมกันใดๆ ระหว่าง $y$ หนึ่งบิตและ $x$ หนึ่งบิตจะทำงานทั้งสองแบบ โดยที่เพรดิเคตทั้งสองจะคำนวณได้ง่าย นอกเหนือจากความเอนเอียงของบิตเนื่องจากโมดูลัสแล้ว ข้อมูลเพิ่มเติมใดๆ จะเป็นเพรดิเคตที่ยากสำหรับบิตของลอการิทึมที่ไม่ต่อเนื่องซึ่งเราไม่เชื่อว่ามีอยู่จริง

โพสต์คำตอบ

คนส่วนใหญ่ไม่เข้าใจว่าการถามคำถามมากมายจะปลดล็อกการเรียนรู้และปรับปรุงความสัมพันธ์ระหว่างบุคคล ตัวอย่างเช่น ในการศึกษาของ Alison แม้ว่าผู้คนจะจำได้อย่างแม่นยำว่ามีคำถามกี่ข้อที่ถูกถามในการสนทนา แต่พวกเขาไม่เข้าใจความเชื่อมโยงระหว่างคำถามและความชอบ จากการศึกษาทั้ง 4 เรื่องที่ผู้เข้าร่วมมีส่วนร่วมในการสนทนาด้วยตนเองหรืออ่านบันทึกการสนทนาของผู้อื่น ผู้คนมักไม่ตระหนักว่าการถามคำถามจะมีอิทธิพลหรือมีอิทธิพลต่อระดับมิตรภาพระหว่างผู้สนทนา