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Enregistrement W6891668506 · doi:10.4230/lipics.ccc.2025.34

Witness Encryption and NP-Hardness of Learning

2025· article· en· W6891668506 sur OpenAlexaff

Notice bibliographique

RevueDROPS (Schloss Dagstuhl – Leibniz Center for Informatics) · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueCryptography and Data Security
Établissements canadiensSimon Fraser University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésEncryptionWitnessReduction (mathematics)Complement (music)Probabilistic encryption40-bit encryption

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

We study connections between two fundamental questions from computer science theory. (1) Is witness encryption possible for NP [Sanjam Garg et al., 2013]? That is, given an instance x of an NP-complete language L, can one encrypt a secret message with security contingent on the ability to provide a witness for x ∈ L? (2) Is computational learning (in the sense of [Leslie G. Valiant, 1984; Michael J. Kearns et al., 1994]) hard for NP? That is, is there a polynomial-time reduction from instances of L to instances of learning? Our main contribution is that certain formulations of NP-hardness of learning characterize the existence of witness encryption for NP. More specifically, we show: - witness encryption for a language L ∈ NP is equivalent to a half-Levin reduction from L to the Computational Gap Learning problem (denoted CGL [Benny Applebaum et al., 2008]), where a half-Levin reduction is the same as a Levin reduction but only required to preserve witnesses in one direction, and CGL formalizes agnostic learning as a decision problem. We show versions of the statement above for witness encryption secure against non-uniform and uniform adversaries. We also show that witness encryption for NP with ciphertexts of logarithmic length, along with a circuit lower bound for E, are together equivalent to NP-hardness of a generalized promise version of MCSP. We complement the above with a number of unconditional NP-hardness results for agnostic PAC learning. Extending a result of [Shuichi Hirahara, 2022] to the standard setting of boolean circuits, we show NP-hardness of "semi-proper" learning. Namely: - for some polynomial s, it is NP-hard to agnostically learn circuits of size s(n) by circuits of size s(n)⋅ n^{1/(log log n)^O(1)}. Looking beyond the computational model of standard boolean circuits enables us to prove NP-hardness of improper learning (ie. without a restriction on the size of hypothesis returned by the learner). We obtain such results for: - learning circuits with oracle access to a given randomly sampled string, and - learning RAM programs. In particular, we show that a variant of MINLT [Ker-I Ko, 1991] for RAM programs is NP-hard with parameters corresponding to the setting of improper learning. We view these results as partial progress toward the ultimate goal of showing NP-hardness of learning boolean circuits in an improper setting. Lastly, we give some consequences of NP-hardness of learning for private- and public-key cryptography. Improving a main result of [Benny Applebaum et al., 2008], we show that if improper agnostic PAC learning is NP-hard under a randomized non-adaptive reduction (with some restrictions), then NP ⊈ BPP implies the existence of i.o. one-way functions. In contrast, if CGL is NP-hard under a half-Levin reduction, then NP ⊈ BPP implies the existence of i.o. public-key encryption.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Théorique ou conceptuel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,762
Score d'incertitude au seuil0,898

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,002
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,007
Tête enseignante GPT0,246
Écart entre enseignants0,239 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeThéorique ou conceptuel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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