Moje pytanie dotyczy równoważności bezpieczeństwa różnych kandydujących funkcji jednokierunkowych, które można zbudować w oparciu o twardość faktoringu.
Zakładając problem
FAKTORING: [Biorąc pod uwagę dla losowych liczb pierwszych , znajdź , ]P , Q < 2 n P Q
funkcja nie może być rozwiązana w czasie wielomianowym z nieistotnym prawdopodobieństwem
PRIME-MULT: [Biorąc pod uwagę ciąg bitów jako dane wejściowe, użyj jako zarodka do wygenerowania dwóch losowych liczb pierwszych i (gdzie długości , są tylko wielomianowo mniejsze niż długość ); następnie .]x P Q P Q x P Q
może być pokazany jako jednokierunkowy.
Inną kandydującą funkcją jednokierunkową jest
INTEGER-MULT: [Podane losowe liczby całkowite jako wejście, wyjście .] A B
INTEGER-MULT ma tę zaletę, że jest łatwiejszy do zdefiniowania w porównaniu do PRIME-MULT. (Zwróć uwagę w szczególności, że w PRIME-MULT istnieje szansa (choć na szczęście nieistotna), że ziarno nie wygeneruje które są pierwsze.)P , Q
Przynajmniej w dwóch różnych miejscach (Arora-Barak, Złożoność obliczeniowa, strona 177, przypis 2) oraz ( Nota wykładu Wprowadzenie do kryptografii Vadhana ) wspomina się, że INTEGER-MULT jest jednokierunkowy przy założeniu średniej twardości faktoringu. Jednak żadne z tych dwóch nie podaje przyczyny ani odniesienia do tego faktu.
Pytanie brzmi:
Jak możemy zredukować w wielomianowym rozkładzie czasu z nieistotnym prawdopodobieństwem do odwrócenia INTEGER-MULT z nieistotnym prawdopodobieństwem?
Oto możliwe podejście (które, jak zobaczymy, NIE działa!): Biorąc pod uwagę , pomnóż przez znacznie (choć wielomianowo) dłuższą losową liczbę całkowitą aby uzyskać . Chodzi o to, że jest tak duża, że ma wiele czynników pierwszych wielkości w przybliżeniu równa , dzięki czemu nie«wyróżniać»wśród głównych czynników . Wtedy ma w przybliżeniu rozkład jednolicie losowej liczby całkowitej w danym zakresie (powiedzmy ). Następnie losowo wybierz liczbę całkowitą z tego samego zakresu .N A ′ A = N A ′ A ′ P , Q P , Q A A [ 0 , 2 n - 1 ] B [ 0 , 2 n - 1 ]
Teraz, jeśli falownik dla INTEGER-MULT może, biorąc pod uwagę , z pewnym prawdopodobieństwem znaleźć tak, że , istnieje nadzieja, że jeden z lub zawiera jako czynnik a drugi zawiera . W takim przypadku możemy znaleźć lub , biorąc gcd z z .A ′ , B ′ < 2 n A ′ B ′ = A B A ′ B ′ P Q P Q A ′ N = P Q
Problem polega na tym, że falownik może rozdzielić czynniki pierwsze, na przykład umieszczając małe czynniki w i duże w , tak aby i kończyły się w lub oba w .A ′ B ′ P Q A ′ B ′
Czy działa inne podejście?