Faktörlü asal ürünleri faktoring tamsayı ürünlerini azaltmak (ortalama olarak)


10

Sorum, faktoringin sertliğine dayanarak inşa edilebilen çeşitli aday tek yönlü işlevlerin güvenliğinin denkliği hakkında.

Sorununu varsayarsak

FACTORİNGİ: [Verilen N=PQ rastgele asal için bulmak , .] P QP,Q<2nPQ

Anlaşılmaz olasılık ile polinom zamanda çözülemez, fonksiyon

PRIME-MULT: [ Girdi olarak bit dizisi verildiğinde , iki rasgele ve primerini oluşturmak için bir tohum olarak kullanın (burada , uzunlukları yalnızca uzunluğundan polinom olarak küçüktür ); sonra çıktısını alın .]x P Q P Q x P QxxPQPQxPQ

tek yönlü olduğu gösterilebilir.

Başka bir aday tek yönlü işlev

INTEGER-MULT: [ rasgele tamsayıları giriş .] A BA,B<2nAB

INTEGER-MULT, PRIME-MULT'a kıyasla tanımlamanın daha kolay olması avantajına sahiptir. (Özellikle PRIME-MULT'da, tohum asal olan üretememe şansının (neyse ki ihmal edilebilir) bir şansı olduğuna dikkat edin .)P , QxP,Q

En az iki farklı yerde (Arora-Barak, Hesaplama Karmaşıklığı, sayfa 177, dipnot 2) ve ( Vadhan'ın Kriptografiye Giriş ders notları ) INTEGER-MULT'un ortalama faktoring sertliği varsayımlarından tek yönlü olduğu belirtilmektedir. Ancak, bu ikisinden hiçbiri bu gerçeğin nedenini veya referansını vermez.

Soru şu:

Anlaşılmaz olasılıkla INTEGER-MULT'u tersine çevirme olasılığı olan PQ'nun polinom zaman faktörünü nasıl azaltabiliriz ?N=PQ

İşte olası bir yaklaşım (göreceğimiz gibi işe yaramaz!): verildiğinde , elde etmek için (polinom olarak da olsa) daha uzun rastgele bir tamsayı çarpın . Fikir şu ki, o kadar büyüktür ki, kabaca eşit büyüklükte birçok ana faktöre sahiptir , böylece , ana faktörleri arasında "öne çıkmaz" . Daha sonra , belirli bir aralıkta yaklaşık olarak rastgele bir tamsayı dağılımına sahiptir (örneğin ). Daha sonra aynı aralıktan rastgele tamsayısını seçin .N A A = N A A P , Q P , Q A A [ 0 , 2 n - 1 ] B [ 0 , 2 n - 1 ]N=PQNAA=NAAP,QP,QAA[0,2n1]B[0,2n1]

Şimdi tamsayı MULT için bir invertör, verilen eğer bazı olasılık bulmak ile, şekilde , umut bu biridir ya da B ' ihtiva P a olarak faktör ve diğeri Q içerir . Eğer durum buysa, bulabilecegimizin P veya Q bir gcd alarak A ' ile N = P , Q .A , B < 2 n A B = A B A ABA,B<2nAB=ABABPQPQAN=PQ

Sorun inverter küçük faktörler koyarak, örneğin, ana faktörler ayırmak için seçme imkanına sahip olmasıdır içinde A ' ve büyük olanlar B ' , böylece P ve Q, her ikisi de sonunda A ' ya da her ikisi de B .ABABPQAB

İşe yarayan başka bir yaklaşım var mı?


INT-FACT'ın üstel olarak küçük olma olasılığını azaltabilir ve daha sonra iki primer ürününün çoğunda başarısız olmayacağını söylemek için primer yoğunluğunu kullanabilir miyiz?
Kaveh

2
INTEGER-MULT'u örneklerin üstel olarak küçük bir kısmı hariç tüm durumlar için tersine çevirebilseydik, gerçekten de primerlerin FACTORING ürünleri kolay olurdu. Ama zayıf bir invertörden güçlü bir invertör almanın bir yolunu bilmiyorum.
Omid Etesami

1
Bu sorunun (bir şekilde) tersi burada zaten tartışılmıştır .
MS Dousti

Yanıtlar:


4

Bu gerçekten bir cevap değil, ancak bu tür indirimleri göstermenin zorluğuna biraz ışık tutuyor.


Sorun şu şekilde özetlenebilir: , INTEGER-MULT problemini ihmal edilemez bir olasılıkla çözen bir algoritma olsun . Bu olasılık en azından n - c olsun , bazı sabit c N için (giriş boyutu n olduğunda ). Bir PPT (olasılıksal polinom-süresi) algoritması var olduğunu kanıtlamak A ' , kullanan A alt rutin olarak ve çözer büyüklüğü FAKTORĠNG sorun bir örneği , n , en azından bir olasılık ile , n - d bir sabit için, d N .AnccNnAAnnddN

Bir algoritma düşünün tamsayı MULT sorunu çözmeyi ve giriş sadece K sahip özel K = p Q R , P ve Q büyüklüğü asal olan n / 4 ve R, boyutta bir asal n / 2 ve aksi takdirde başarısız olur. Ayrıca, giriş bir tamsayıdır ilgili K , yukarıda formunun, bu çıktılar p Q ve R . İlk önce AAN N=PQRPQn/4Rn/2NPQRAINTEGER-MULT problemini çözme ihmal edilemez bir olasılığı vardır. Bu amaçla, bu kısmını bulmak için yeterli bu fraksiyon başarısı olasılığını sınırlayan olarak, özel formun -bit tamsayılar A * aşağıdan.nA

By asal sayı teoremi , boyutudur asal sayısı -bits geçerli:k

2k/ln(2k)2k1/ln(2k1)=Θ(2k/k)

Bu nedenle, özel formun bit tamsayılarının oranı:n

Θ(2n/4/(n/4))2Θ(2n/2/(n/2))2n1=Θ(n3)

ki burada göz ardı edilemeyecek olan .n

Bu nedenle, tek bir PPT algoritması varlığını kanıtlamak mümkün olmalıdır kullanır, bir * alt rutin olarak ve çözer büyüklüğü FAKTORĠNG sorun bir örneği , n , en azından bir olasılık ile , n - d bir sabit için, d N .AAnnddN

IMHO, bu yana, çok zor bir görev gibi görünüyor sadece (kısmen) özel formun tamsayılar parçalanır ve formun tamsayılar ayrıştırmak için kullanmak için bir yol olarak görünmüyor P Q .APQ

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.