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为何我们无法证明偶数范数下最近向量问题的 SETH 困难性!

计算复杂性 2023-11-28 v2 密码学与安全 数据结构与算法

摘要

近期工作 [BGS17,ABGS19] 已证明,对于任何非偶整数的 pp,在 p\ell_p 范数下的 CVP 具有 SETH 困难性。该结果通过给出一个从 nn 个变量的 kk-SAT 到秩为 nn 的格上的 CVP 的 Karp 归约来证明。在这项工作中,我们展示了在 pp 为偶整数的 p\ell_p 范数下,证明 CVP 类似结果的障碍。我们证明,对于任意 c>0c>0,如果对于每个 k>0k > 0,都存在一个有效的归约,能将 nn 个变量的 kk-SAT 实例映射到欧几里得范数下秩至多为 ncn^{c} 的格上的 CVP 实例,那么 coNPNP/Poly\mathsf{coNP} \subset \mathsf{NP/Poly}。在一个温和的额外承诺下,即目标到格的距离与格中最短非零向量的比率受限于 exp(nO(1))exp(n^{O(1)}),我们对所有偶数范数下的 CVP 证明了类似的结果。此外,我们证明,对于任意 c>0c> 0 和任意偶整数 pp,如果对每个 k>0k > 0,都存在一个有效的归约,能将 nn 个变量的 kk-SAT 实例映射到秩至多为 ncn^{c} 的格上的 SVPpSVP_p 实例,那么 coNPNP/Poly\mathsf{coNP} \subset \mathsf{NP/Poly}。这个关于 SVP 的结果不需要任何额外承诺。虽然先前的结果已表明 2\ell_2 范数(欧几里得范数)下的格问题比其他范数下的格问题更容易,但这是第一个显示这些问题之间存在分离的结果。我们通过使用 Dell 和 van Melkebeek [JACM, 2014] 的一个结果来达成这一点,该结果指出,对于任何 ϵ>0\epsilon>0,不可能存在一个能将任意 kk-SAT 实例压缩成长度为 O(nkϵ)\mathcal{O}(n^{k-\epsilon}) 的字符串的归约。除了 CVP,我们还使用类似技术证明了子集和问题也成立相同的结果。

关键词

引用

@article{arxiv.2211.04385,
  title  = {Why we couldn't prove SETH hardness of the Closest Vector Problem for even norms!},
  author = {Divesh Aggarwal and Rajendra Kumar},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2211.04385},
  year   = {2023}
}

备注

Added: Instance compression of exact-CVP