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环 LWE(RLWE)

《应用后量子密码学》本章的全部代码:共 4 段,其中 4 段可在此运行。编辑任意单元格,然后点击运行。

书中的代码片段在一章之内层层相依,但 Sage Cell 内核每次只运行一个单元格,运行后不保留任何状态,因此每个单元格都会用 apqc_book 重放此前的代码。这一调用是在书中原有代码之外唯一添加的内容。

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代码 1:Sage 实验

我们可以在 Sage 中定义一个简单的商环。

代码 2:Sage 实验:多项式乘法

无需编写完整的 NTT 实现,我们就能看到基本思想。

代码 3:Sage 实验:一个玩具版 RLWE 式构造

我们可以构造一个小环,并形成 LWE 样本的类比物。

代码 4:一个姊妹假设:NTRU

RLWE 并不是在环 R_q 中构建困难问题的唯一方式。一个更早的构造 NTRU(始于 1996 年,早于 LWE)位于同一个环中,但以不同的方式隐藏其秘密。NTRU 不使用加性噪声方程 b = a s + e,而是选取两个短的秘密多项式 f, g ∈ R_q(其中 f 可逆),并公布单个商:

NTRU 假设是:h 看起来像一个均匀随机的环元素,并且从 h 恢复短的二元组 (f,g) 是困难的。