不可电报式加密及其应用

我们启动了不可电报式加密（Untelegraphable Encryption, UTE）的研究，基于无电报原则，允许加密者对消息进行加密，使得密文的二进制字符串表示无法被持有密钥的用户解密，这在经典情况下是不可能的。这是对不可克隆加密（Unclonable Encryption, UE）的一种自然的放宽，灵感来自Nehoran和Zhandry（ITCS 2024）的最新工作，他们展示了在计算层面上，无克隆原则与无电报原则之间存在着差异。在本文中，我们信息论地定义并构造UTE。基于此，我们给出了UTE的若干应用并研究了UTE与UE之间的相互作用，以及与量子态学习中众所周知任务的关系，具体贡献包括：- 构建了从纯密钥加密中实现的抗联邦攻击UTE，进而表明不存在超高效阴影测量（Hyper-Efficient Shadow Tomography, HEST）。通过构建一种对抗联邦攻击的UTE的放宽版本，我们展示在仅假设伪随机状态生成器（可能不暗示单向函数）时，不可能实现HEST。这几乎无条件地回答了Aaronson（STOC 2018）的开放性问题。- 构建了从经典 oracle 模型下的一次性消息认证码中实现的UTE，使得存在明确的攻击会破坏UE安全性，针对无限多的解密者。- 在量子随机 oracle 模型（QROM）中构建了永久安全的抗联邦攻击UTE，解密者对手可以在无限时间内运行，并对纯模型下的构造提供形式证据，这是一个具有挑战性的任务。我们利用该构造表明，在QROM下实现HEST（允许无限后处理时间）是不可能的。- 构建了抗联邦攻击的UTE，以实现对密钥共享的抗联邦攻击和不可电报式函数加密。