CRII: AF: Pseudorandomness: New Frontiers and Techniques
CRII: AF: Pseudorandomness: New Frontiers and Techniques
批准号:
1849899
负责人:
Eshan Chattopadhyay
金额:
$17.5万
依托单位:
依托单位国家:
美国
项目类别:
Standard Grant
财政年份:
2019
资助国家:
美国
项目状态:
已结题
起止时间:
2019-03-01 至 2021-02-28
中文摘要
随机性在计算中的作用非常重要,在计算机科学的各个分支中有着重要的应用,包括设计实际问题的快速算法,分布式计算,密码学和安全性。科学家和经济学家在物理和生物系统以及其他复杂环境的模拟中广泛使用随机性。然而,在实践中的一个主要问题是,随机性的物理来源是有缺陷的,只产生包含一些熵的相关位。 这就引出了一个基本问题:在多大程度上,随机性的使用是应用程序所固有的?我们能否减少执行这些任务所需的随机性的数量或质量?随机性在密码学中的大多数应用都是固有的。实际上,我们要求各种加密应用(如信用卡交易)的密钥是均匀随机的。 另一方面,不知道随机性的使用是否是设计有效算法的基础。 本项目旨在研究这些基本问题,特别是为密码学和安全中使用的随机性的质量提供理论保证,并减少有效算法设计中使用的随机性数量。伪随机性领域为上述问题提供了一种统一的方法,该领域的主要目标是有效地构建类似随机的确定性对象。这个想法是用一个类似随机的对象的显式构造来替换应用程序中使用的随机对象,从而消除了对随机位的需要。 这一领域的重要概念是随机抽取器和伪随机发生器。随机性提取器是从有缺陷的随机性源产生纯随机位的算法。这种提取器可以用于在执行重要的加密协议之前净化有缺陷的源。伪随机发生器是一种确定性算法,其采用短的均匀随机字符串并将其拉伸成对于适当的应用仍然"看起来随机"的长得多的字符串(例如,使用有限存储器的算法)。该项目旨在研究几个具体的方向,以扩展随机性提取器和伪随机发生器的有效构造的最新技术,从而解决计算复杂性理论和去随机化中的重要开放问题。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
英文摘要
The role of randomness in computation is extremely important with crucial applications to various branches of computer science including design of fast algorithms for practical problems, distributed computing, cryptography, and security. Scientists and economists use randomness extensively in simulations of physical and biological systems and other complex environments. However, a major problem in practice is that physical sources of randomness are defective and only produce correlated bits that contain some entropy. This leads to the following fundamental question: To what extent is the use of randomness inherent in applications? Can we reduce the amount or quality of randomness required to perform these tasks? Most applications of randomness in cryptography are inherent. Indeed, we require the secret keys for various cryptographic applications, such as credit card transactions, to be uniformly random. On the other hand, it is not known if the use of randomness is fundamental in designing efficient algorithms. This project intends to study these fundamental questions, and in particular, provide theoretical guarantees on the quality of randomness used in cryptography and security, and reduce the amount of randomness used in design of efficient algorithms. The area of Pseudorandomness provides a unified approach to the above problems and a major goal in this area is to efficiently construct deterministic objects that are random-like. The idea is to replace a random object used in an application, with an explicit construction of a random-like object, thus removing the need for random bits. Important notions in this area are randomness extractors and pseudorandom generators. A randomness extractor is an algorithm that produces purely random bits from defective sources of randomness. Such extractors can be used in purifying defective sources before carrying out important cryptographic protocols. A pseudorandom generator is a deterministic algorithm that takes a short uniformly random string and stretches it into a much longer string that still "looks random" to the appropriate application (e.g., algorithms that use limited memory). This project intends to study several concrete directions to extend the state-of-art on efficient constructions of randomness extractors and pseudorandom generators that will lead to resolving important open problems in computational complexity theory and derandomization.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
期刊论文(8)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
登录
查看更多内容
Non-malleable Codes, Extractors and Secret Sharing for Interleaved Tampering and Composition of Tampering
用于交错篡改和篡改组合的不可延展代码、提取器和秘密共享
DOI:
10.1007/978-3-030-64381-2_21
发表时间:
2020
期刊:
Cham
影响因子:
--
作者:
[Chattopadhyay, Eshan, Li, Xin]
通讯作者:
Li, Xin
Non-malleability Against Polynomial Tampering
对抗多项式篡改的不可延展性
DOI:
--
发表时间:
2020
期刊:
CRYPTO
影响因子:
--
作者:
[Ball, Marshall, Chattopadhyay, Eshan, Liao, Jyun-Jie, Malkin, Tal, Tan, Li-Yang.]
通讯作者:
Tan, Li-Yang.
Extractors and Secret Sharing Against Bounded Collusion Protocols
针对有限共谋协议的提取器和秘密共享
DOI:
10.1109/focs46700.2020.00117
发表时间:
2020
期刊:
2020 IEEE 61st Annual Symposium on Foundations of Computer Science (FOCS
影响因子:
--
作者:
[Chattopadhyay, Eshan, Goodman, Jesse, Goyal, Vipul, Kumar, Ashutosh, Li, Xin, Meka, Raghu, Zuckerman, David]
通讯作者:
Zuckerman, David
XOR lemmas for resilient functions against polynomials
针对多项式的弹性函数的异或引理
DOI:
10.1145/3357713.3384242
发表时间:
2020
期刊:
52nd Annual ACM Symposium on Theory of Computing (STOC
影响因子:
--
作者:
[Chattopadhyay, Eshan, Hatami, Pooya, Hosseini, Kaave, Lovett, Shachar, Zuckerman, David]
通讯作者:
Zuckerman, David
DOI:
10.4007/annals.2019.189.3.1
发表时间:
2019-05-01
期刊:
ANNALS OF MATHEMATICS
影响因子:
4.9
作者:
[Chattopadhyay, Eshan, Zuckerman, David]
通讯作者:
Zuckerman, David
共 7 条
CAREER: Randomness in Computation
-
批准号:2045576
-
项目类别:Continuing Grant
-
资助金额:$58.33万
-
财政年份:2021
-
负责人:Eshan Chattopadhyay
-
依托单位:
国内基金
海外基金
登录
查看更多内容
基于前瞻性队列的双酚AF联合果糖加重代谢损伤的靶向代谢组学研究
-
批准号:2025JJ30049
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:--
-
批准年份:2025
-
负责人:王穆
-
依托单位:
U2AF2-circMMP1信号轴促进结直肠癌进展的分子机制研究
-
批准号:2025JJ80723
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:--
-
批准年份:2025
-
负责人:吴明浩
-
依托单位:
U2AF2精氯酸甲基化调控RNA转录合成在MTAP缺失骨肉瘤T细胞耗竭中的机制研究
-
批准号:--
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:--
-
批准年份:2024
-
负责人:穆浩然
-
依托单位:
BDA-366通过MYD88/NF-κB/PGC1β通路杀伤 KMT2A/AF9 AML细胞的机制研究
-
批准号:
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:15.0万元
-
批准年份:2024
-
负责人:吴利新
-
依托单位:
Lu AF21934减少缺血性脑卒中导致的神经损伤的机制研究
-
批准号:
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:--
-
批准年份:2024
-
负责人:
-
依托单位:
H2S介导剪接因子BraU2AF65a的S-巯基化修饰促进大白菜开花的分子机制
-
批准号:32372727
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:50万元
-
批准年份:2023
-
负责人:裴雁曦
-
依托单位:
AF9通过ARRB2-MRGPRB2介导肠固有肥大细胞活化促进重症急性胰腺炎发生MOF的研究
-
批准号:82300739
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:30万元
-
批准年份:2023
-
负责人:贺君
-
依托单位:
剪接因子U2AF1突变在急性髓系白血病原发耐药中的机制研究
-
批准号:82370157
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:49万元
-
批准年份:2023
-
负责人:李军民
-
依托单位:
线粒体活性氧介导的胎盘早衰在孕期双酚AF暴露致婴幼儿神经发育迟缓中的作用
-
批准号:82304160
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:30万元
-
批准年份:2023
-
负责人:张超
-
依托单位:
U2AF2-circMMP1调控能量代谢促进结直肠癌肝转移的分子机制
-
批准号:82303789
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:30万元
-
批准年份:2023
-
负责人:翟晓慧
-
依托单位: