We show direct and conceptually simple reductions between the classical learning with errors (LWE) problem and its continuous analog, CLWE (Bruna, Regev, Song and Tang, STOC 2021). This allows us to bring to bear the powerful machinery of LWE-based cryptography to the applications of CLWE. For example, we obtain the hardness of CLWE under the classical worst-case hardness of the gap shortest vector problem. Previously, this was known only under quantum worst-case hardness of lattice problems. More broadly, with our reductions between the two problems, any future developments to LWE will also apply to CLWE and its downstream applications. As a concrete application, we show an improved hardness result for density estimation for mixtures of Gaussians. In this computational problem, given sample access to a mixture of Gaussians, the goal is to output a function that estimates the density function of the mixture. Under the (plausible and widely believed) exponential hardness of the classical LWE problem, we show that Gaussian mixture density estimation in $\mathbb{R}^n$ with roughly $\log n$ Gaussian components given $\mathsf{poly}(n)$ samples requires time quasi-polynomial in $n$. Under the (conservative) polynomial hardness of LWE, we show hardness of density estimation for $n^{\epsilon}$ Gaussians for any constant $\epsilon > 0$, which improves on Bruna, Regev, Song and Tang (STOC 2021), who show hardness for at least $\sqrt{n}$ Gaussians under polynomial (quantum) hardness assumptions. Our key technical tool is a reduction from classical LWE to LWE with $k$-sparse secrets where the multiplicative increase in the noise is only $O(\sqrt{k})$, independent of the ambient dimension $n$.


翻译:我们用错误( LWE) 的经典学习及其连续的模拟( CLWE) 问题( Bruna, Regev, Song and Tang, STOC 2021) 来显示在概念上直接和概念上简单的减少。 这使我们能够将基于 LWE 的强力加密机器应用到 CLWE 的应用程序中。 例如, 在典型最坏情况最差的最小矢量问题下, 我们获得 CLWE 的硬度。 之前, 只是在量级最差的硬度问题下才知道这一点。 更广泛地说, 在两个问题之间, LWE 的未来发展也将适用于 CLWE 及其下游应用。 作为具体应用, 我们展示了高斯人混合物的硬度估算的硬度结果。 在高斯的混合物中, 我们的目标是输出一个函数来估计混合物的密度功能。 在( 可见和广泛相信的) 经典LWEWE 问题的指数性硬度下, 我们显示GAus 的混合物密度估算值为 $ 美元 。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
73+阅读 · 2022年6月28日
MIT-深度学习Deep Learning State of the Art in 2020,87页ppt
专知会员服务
61+阅读 · 2020年2月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
11+阅读 · 2021年3月25日
VIP会员
相关资讯
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员