Lattice Part 6: Lattice Trapdoors and Signatures — GPV, Falcon, Dilithium
Reading path: Micciancio-Regev 的 survey / lecture-note 主线[^micciancio-regev],再接 GPV[^gpv]、Lyubashevsky 的 trapdoor-free signature line[^lyu12]、Falcon[^falcon] 与 Dilithium[^dilithium]。这一篇只讨论结构,不写成 NIST 结果综述。
Part 4 和 Part 5 讲的是 hardness 如何支撑 encryption 与 KEM:SIS / LWE 给出难解关系,RLWE / MLWE / NTRU 给出更适合实现的结构。Part 6 反过来问另一个问题。假设已经有困难问题了,signer 到底靠什么持续生成“可验证而且足够短”的 witness?
这是签名线和加密线分叉的地方。加密只要求 honest party 能解码;签名要求 honest signer 主动制造一个受控分布的短向量,而且这个过程不能把 trapdoor 本身逐次泄露出去。于是短基、陪集、预像采样、Gaussian sampling、Fiat-Shamir with aborts 会在这一篇同时出现。
Working thesis: lattice signatures need more than encryption hardness. They need a mechanism for distribution-controlled short witness generation.
