Impagliazzo的世界状况?


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在1995年,Russell Impagliazzo提出了五个复杂性世界:

1- Algorithmica:具有所有惊人的结果。P=ñP

2-启发式算法:问题在最坏的情况下(P N P)很难解决,但在平均情况下可以有效解决。ñPPñP

3- Pessiland:存在平均情况下的问题,但不存在单向函数。这意味着我们无法用已知的解决方案生成N P-完全问题的硬实例。 ñPñP

4- Minicrypt:存在单向功能,但不可能使用公钥密码系统

5- Cryptomania:存在公钥密码系统,并且可以进行安全通信。

计算复杂性的最新进展青睐哪个世界?选择的最佳证据是什么?

Russell Impagliazzo,《平均情况复杂度的个人观点》 ,1995年

Impagliazzo的五个世界, 计算复杂性博客


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我还没有足够的专家来回答这个问题,但是我想您可能想知道,在第一届“复杂性研讨会”中,Impagliazzo要求非常符合您的问题的研究计划。称其为“类似地球的先知”,其中的复杂性定理与我们生活在“真实”未相对化的世界中的定理相同。然后研究这些类似于实际地球的先知的属性。因此,在该框架中,您的问题变为:“甲骨文必须具备什么样的条件才能成为类地球?”
亚伦·斯特林2010年

Answers:


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大约一年前,我联合组织了一个关于复杂性和密码学的研讨会:Impgliazzo的世界状况,网站上的幻灯片和视频可能会引起人们的兴趣。

简而言之,就大多数研究者仍然认为我们生活在“隐身动物”中的意义而言,变化并没有太大变化,对此我们仍然或多或少具有相同的证据,并且在彼此崩溃的世界上没有太多进展。

也许最重要的新信息是Shor算法,该算法表明,至少如果用BQP替换P,最常用的公共密钥密码系统是不安全的。但是,由于基于莱迪思的密码系统,默认假设是即使在这种情况下我们也生活在密码躁狂症中,尽管此处的共识可能比经典情况弱一些。即使在经典情况下,似乎也有比单向功能(“ Cryptomania”)存在更多证据的单向功能(“ Minicrypt”)。尽管如此,考虑到人们在尝试破解各种公钥密码系统上所付出的努力,对于后者也有重要的证据。



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这是一个很好的问题,但科学家甚至无法将“算法”与其余案例区分开,更不用说确定我们生活的确切世界了。

也就是说,有几篇有关该主题的研究论文。例如,参见: 关于密码学的可能性,基于 Goldreich和Goldwasser 假设P!= NP及其参考。

另请参阅Adi Akavia 等人的“ 基于NP硬度的单向函数”

另外,众所周知,对某些密码系统进行解码是NP难的(例如,参见McEliece密码系统基于Lattice的密码学)。我不知道为什么这不能解决问题,因为我对这种密码系统不熟悉。请参阅下面的Peter Shor评论。

我还建议您快速查看Stackoverflow上的讨论。回顾引用Impagliazzo著作的文献也可能具有启发性

编辑: 以下结果可能是有趣的:

Feigenbaum和Fortnow。成套的随机自约性。SIAM Journal on Computing,22:994-1005,1993年。

Bogdanov和Trevisan。关于NP问题的最坏情况还原为平均情况。在2003年第44届IEEE计算机科学基础年度研讨会论文集中,第308-317页。

Akavia,Goldreich,Goldwasser和Moshkovitz。基于NP硬度的单向函数

Gutfreund和Ta-Shma。去随机化,最坏情况复杂度和平均情况复杂度之间的新连接。科技 代表TR06-108,关于计算复杂性的电子学术讨论会,2006年。

Bogdanov和Trevisan。平均情况下的复杂性。找到了。趋势理论。计算 科学 2,1(2006年10月),1-106。DOI = http://dx.doi.org/10.1561/0400000004


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McEliece密码系统不是密码系统。它是整个密码系统家族,具体取决于您在其中使用的纠错码类别。如果使用任意的纠错码,则很难破解NP,但是也很难解码消息。如果您使用一类具有多项式时间解码算法的纠错码,则对消息进行解码的确是多项式时间,但是我们再也没有证据证明破解密码系统是NP困难的。基于晶格的密码学的情况更好,但是仍然很难破解。
彼得·索尔

@Peter:非常感谢!您解决了一个困扰我很长时间的难题!
MS Dousti 2011年

实际上,似乎对于某些纠错码系列而言,McEliece密码系统已被破坏,尽管对于McEliece最初的提议中的Goppa码却没有。
彼得·索尔
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