论最佳一次性程序

一次性程序(OTP)旨在让用户仅能对单一输入执行程序评估而不泄露任何其他信息。经典OTP方案需依赖硬件假设,且即使借助量子信息,由于温和测量攻击的存在(Broadbent、Gutoski和Stebila,2013),确定性功能的一次性程序仍无法实现。尽管近期研究在某些随机化功能上取得突破,但其根本性限制与可达到的最强安全性定义仍未被充分理解。本文致力于构建“最佳可能”的OTP方案,以实现任何OTP构造所能达到的最强一次性安全。 该团队首先证明:即使针对经典随机化功能(假设存在有损加密方案),通用的最佳可能一次性编译器也不存在。鉴于这种不可能性,研究人员提出一种称为“可测试一次性程序”编译器的自然子类,其输出量子态时会附加针对这些程序态的反演预言机。通过以下两个关键步骤,该工作证明最佳可测试OTP编译器可实现:(1) 为量子通道建立广义的“单次有效查询”(SEQ)模拟安全概念,并证明SEQ安全性蕴含最佳可测试一次性安全;(2) 在经典预言机模型中为所有量子功能构建具备SEQ安全性的OTP。这首次实现了超越经典随机化功能的任意量子通道OTP方案。 最后,该研究提出有状态量子不可区分混淆(stateful quantum iO)——针对有状态量子程序的量子态混淆技术。研究证明:(1) 有状态量子iO可推导出最佳可测试OTP;(2) 该方案同样可在经典预言机模型中实现。这些发现将有状态量子iO确立为实现最佳可测试OTP的有效路径。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-02-28 08:46

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