Puncte:1

Rezolvarea sistemului de ecuații liniare pe câmp binar cu eroare

drapel ro

Am un sistem de ecuații liniare $f_1, \ldots, f_m$ peste variabile binare $x_1,\ldots,x_n$ Unde $m$ este mult mai mare decât $n$. Știm că dacă toate ecuațiile sunt corecte, putem găsi o soluție cu ușurință folosind eliminarea gaussiană. Printre acestea $m$ ecuații, 90% ecuații sunt corecte. Pentru restul de 10%, termenii constanți sunt modificați. Deci, dacă termenul constant real este 0, i se dă 1 etc. Putem rezolva sistemul în timp polinomial? În loc de 90%, dacă este 99%, putem rezolva în timp polinomial?

poncho avatar
drapel my
Aș reține că rezolvarea pentru $n=256$, $p=0,9$ este tratabilă (prin simplul expedient de a selecta 256 de ecuații aleatorii; cu probabilitate de aproximativ $2^{-39}$, toate cele 256 de ecuații sunt corecte și, deci, gaussiene Eliminarea oferă răspunsul corect (care este ușor de verificat).
drapel ro
Mulțumiri. Dar dacă n devine mai mare să spunem n=1024, nu putem rezolva folosind această idee.
poncho avatar
drapel my
Nu pentru $p=0,9$; ar fi încă destul de ușor de tratat cu $p=0,99$
kelalaka avatar
drapel in
Și o schemă bazată pe aceasta.. [Există semnături bazate pe matrice](https://crypto.stackexchange.com/q/37562/18298)
Puncte:3
drapel ng

Problema Learning Parity with Noise (LPN) este următoarea

Lăsa $\vec s\in\mathbb{F}_2^n$ să fie un secret fix și $\mathcal{O}_{\vec s}$ fi un oracol care probe $\vec a_i\obține \mathcal{U}(\mathbb{F}_2^n)$, $e_i \gets \mathsf{Berna}(\tau)$, și se întoarce $(\vec a_i, \langle \vec a_i, \vec s\rangle + e_i)$

Problema LPN (căutare) este că se acordă acces la interogare la oracol $\mathcal{O}_{\vec s}$, pentru a recupera secretul $\vec s$.

Dacă restricționați anumite interogări legate de $m$ de câte ori suni $\mathcal{O}_{\vec s}$, problema este tocmai problema care vă interesează.

Când rata de zgomot $\tau$ este constantă (în funcție de $n$), iirc cea mai cunoscută complexitate pentru rezolvarea LPN este algoritmul Blum, Kalai, Wasserman (BKW), care rulează în timp, memorie și complexitatea probei $2^{O(n/\log n)}$. Deci nu ar trebui (asimptotic) să ne așteptăm la complexitate poli-timp.

Concret însă, pentru destul de mici $p$ situatia este tratabila. Pentru mai multe citiri despre aceasta, vezi LPN decodificat. Am inclus mai jos o imagine a timpului de rulare a diverșilor algoritmi LPN. Aici, $\tau \in [0, 1/2]$ este „rata de zgomot” și poate fi scris ca $\tau = \min(p, 1-p)$ în notația dvs.

Timpul de rulare a algoritmilor LPN.

Rețineți că pentru $p = 0,99 $, avem asta $\tau = 1 / 100$. Apoi teorema 5 a lucrării legate rezolvă LPN cu complexitatea timp/interogare

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

Acest lucru dă complexitate timp/interogare $\aproximativ (100/99)^{\frac{n}{1+\log(100/99)}}$, care, deși nu este un timp polinom, ar trebui să fie destul de rezonabil pentru dimensiuni moderate $n$.

drapel ro
Ce este coloana „Eșantioane”? Este m în problema mea? În cazul meu, m este în jur de 4n.
Mark avatar
drapel ng
Da, este.Acest lucru vă va face problema oarecum mai dificilă decât problema pe care o rezolvă această lucrare. Totuși, merită menționat că o problemă similară („problema LWE”) are ceea ce se numește o „autoreducere aleatorie” --- având în vedere un număr de eșantioane (fixe), puteți face un număr *arbitrar* de eșantioane (deși la o rată de zgomot mai mare). Nu știu dacă și LPN are o astfel de auto-reducere, dar m-aș aștepta să aibă. În special, dacă vă „stivuiți” mostrele $\vec a_i$ într-o matrice $A$, le puteți scrie ca $(A, As + e)$. Apoi ar trebui să puteți face o nouă mostră prin $(xA, x(As + e))$ pentru...
Mark avatar
drapel ng
$x$ distribuit adecvat (probabil uniform aleatoriu). Totuși, nu am analizat formal acest lucru și, în căutarea pe scurt „LPN randomized self-reduction” nu am găsit nimic, așa că este posibil ca această schiță a unei reduceri să nu fie utilă/să fie invalidă dintr-un anumit motiv.
Mark avatar
drapel ng
Am găsit un rezultat, vezi [aici](https://cseweb.ucsd.edu/~vlyubash/papers/parityproblem.pdf). Rețineți că acest rezultat special este prea slab pentru a „amplifica eșantioanele” în situația dvs., dar este posibil ca munca ulterioară să obțină ceva suficient de puternic.
drapel ro
Mulțumesc mult. Mă voi uita în acele hârtii.

Postează un răspuns

Majoritatea oamenilor nu înțeleg că a pune multe întrebări deblochează învățarea și îmbunătățește legătura interpersonală. În studiile lui Alison, de exemplu, deși oamenii își puteau aminti cu exactitate câte întrebări au fost puse în conversațiile lor, ei nu au intuit legătura dintre întrebări și apreciere. În patru studii, în care participanții au fost implicați în conversații ei înșiși sau au citit transcrieri ale conversațiilor altora, oamenii au avut tendința să nu realizeze că întrebarea ar influența – sau ar fi influențat – nivelul de prietenie dintre conversatori.