Світи, щодо яких "невразливих генераторів" не існує


10

Невразливі генератори визначаються наступним чином:

Нехай R - відношення NP, а M - машина, яка приймає L(R) . Неофіційно програма є невразливим генератором, якщо на вході 1n вона створює пари екземплярів-свідків (x,w)∈R , з |x|=n , згідно з розподілом, при якому будь-який супротивник багаточленного часу, якому дано x не в змозі знайти свідка, що x∈S , з помітною ймовірністю, нескінченно багато довжин n .

Невразливі генератори, вперше визначені Абаді та ін. , знайшов багато застосувань у криптографії.

Наявність невразливих генераторів ґрунтується на припущенні, що P≠NP , але це, можливо, недостатньо (див. Також пов'язану тему ).

Теорема 3 Абаді та ін. Згаданий вище документ показує, що будь-який доказ існування невразливих генераторів не релятивізує:

Теорема 3. Існує оракул B такий, що PB≠NPB , і невразливих генераторів не існує відносно B.

Я не розумію частини доказу цієї теореми. Нехай ⊔ позначає операцію неперервного з'єднання . Нехай QBF - мова, повна PSPACE, що задовольняється кількісно визначеними булевими формулами, і нехай K є надзвичайно рідким набором рядків максимальної складності Колмогорова. Зокрема, K містить один рядок кожної довжини ni , де послідовність n1,n2,… визначається: n1=2 , ni є потрійним експоненціалом у ni−1 , дляi>1; якщоx∈Kі|x|=n, тоxмає складність Колмогороваn.

У статті йдеться , що за відношенню до B=QBF⊔K , то справедливо , що P≠NP . Ви можете пояснити? (Також уточнюйте, чи є B рекурсивним.)

Відповіді:


7

Якби вони просто говорили про складність Колмогорова (не обмежена ресурсами), то було б незаперечним (інакше ви могли б використовувати машинний обчислювач K, щоб дати короткі описи рядків x ∈ K , оскільки все, що вам потрібно зробити, це описати машина і довжина п з х , і ми маємо K ( х ) = п поки До ( п ) ≤ увійти п ), отже , Б буде невичіслімим , а також.KKx∈KnxK(x)=nK(n)≤log⁡nB

Однак документ Abadi et al. посилання ( Хартманіс. Узагальнена складність Колмогорова та структура здійснених обчислень. FOCS 1983. ) використовує обмежену ресурсом версію складності Колмогорова. Нехай - ефективна універсальна машина Тьюрінга. Визначте K U [ f ( n ) , g ( n ) ] як набір рядків x таким, що є рядок d довжини | d | ≤ f ( | x | ) такий, що x = U (UKU[f(n),g(n)]xd|d|≤f(|x|) і обчислення U ( d ) займає не більше г ( | х | ) часу. У верхній частині другої колонки на с. 444 цього документа, Хартманіс описуєяк використовувати цю концепціющоб побудувати (обчислюваних) оракуломщодо якого P ≠ N P .x=U(d)U(d)g(|x|)P≠NP

Ось ідея Хартманіса, адаптована до Абаді та ін. результат. Нехай і t o w 3 ( n + 1 ) = 2 2 2 n (що я вважаю функцією, яку ви описали). За допомогою стандартної діагоналізації (наприклад, як у теоремі часової ієрархії) побудуйте підрахунок C таким, що C ⊆ { 1 t o w 3 ( n ) : n ≥ 1 } іtow3(1)=2tow3(n+1)=222nCC⊆{1tow3(n):n≥1} . Тепер помістіть перший рядок довжини т ö ш 3 ( п ) з K [ журнал п , п увійти п ] - K [ журнал п , п увійти лог п ] в K тодітільки тоді 1 т про ж 3 ( п ) ∈ C . З тих пірC∈TIME[nlog⁡n]−Ptow3(n)K[log⁡n,nlog⁡n]−K[log⁡n,nlog⁡log⁡n]K1tow3(n)∈C , ми маємо C ∈ N P K .C={1n:(∃x)[|x|=n and x∈K]}C∈NPK

Ми також маємо , отже , Р К ≠ N P K . Нехай для противного , що C ∈ P K . Тоді є багаторазовий оракуловий апарат M такий, що C = L ( M K ) . Я стверджую , що це означає , C ∈ P (без оракула!), Що суперечить конструкції C . Ось алгоритм полі-часу: на вході x = 1 t o w 3 ( n 0C∉PKPK≠NPKC∈PKMC=L(MK)C∈PC :x=1tow3(n0)

  1. Обчислити всі рядки в довжиною строго менше | х | . Це можна зробити за багаточлен, тому що всі такі рядки мають довжину не більше ніж журнал журналу журналу | х | , і нам просто потрібно перевірити обчислення U ( d ) на ще менших рядках d , на кількість часу, що ще дуже мала в порівнянні з | х | .K|x|log⁡log⁡log⁡|x|U(d)d|x|

  2. Запустіть , імітуючи запити oracle до менших рядків з результатами (1). Якщо M ( x ) коли-небудь запитує рядок довжиною | х | , моделюйте цей запит відповіддю "НІ".M(x)M(x)|x|

y∈KMK yyy∈K[log⁡n,nk]nkMy K[log⁡n,nlog⁡log⁡n]


Дуже детально і добре написано. Дякую Джошуа!
— MS Dousti
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.