Powrót do strony głównej
Strona główna Aktualności Badania Technologia Publikacje Gra Urban Gra Permutrix O Autorze Kontakt
 English version  

 :: Projekt
    wspierają





ADL Publishing
wydawca multimedialnych kursów języka angielskiego
www.angielskidlaleniwych.pl



Próbujemy zgłębić wielką zagadkę matematyki:

Projekt badawczy "Funkcja jednokierunkowa VMPC - czy P=NP?"
www.szyfrowanie.com/p

Bartosz Żółtak

1. Cel projektu
2. Jak działa funkcja VMPC
3. Dlaczego funkcja VMPC może rozwiązać problem "czy P=NP?"
4. Dlaczego gra Permutrix może pomóc rozwiązać problem "czy P=NP". Narodowa burza mózgów!
5. Publikacje
6. Wesprzyj projekt finansowo dowolną sumą - dziękuję!
7. Kontakt


1. Cel projektu

Zagadnienie, czy P=NP, jest jedną z wielkich zagadek matematyki. To pytanie, czy istnieją problemy, których rozwiązanie jest trudne do znalezienia, ale łatwe do sprawdzenia.
Clay Mathematics Institute z USA ufundował za jego rozwiązanie nagrodę miliona dolarów. Więcej o tym problemie można przeczytać np. na Wikipedii.

Problem "czy P=NP?" to pytanie, czy istnieją problemy, których rozwiązania są trudne do znalezienia, ale są łatwe do zweryfikowania.

Przez dziesięciolecia nie znaleziona żadnego takiego problemu. Ale i nie udowodniono, że nie istnieje.

Jednym ze sposobów na rozwiązanie zagadki byłoby odkrycie funkcji jednokierunkowej - przekształcenia, które łatwo wykonać ale trudno odwrócić. Nie wiadomo jednak, czy funkcje jednokierunkowe w ogóle istnieją... Gdyby jakąś odkryto, rozstrzygnęłoby to, że P jest różne od NP.

W 1999 roku odkryłem pewną funkcję, którą nazwałem "VMPC". W 2004 roku zostałem zaproszony do zaprezentowania jej na międzynarodowej konferencji kryptograficznej FSE. W roku 2006 na uniwersytecie w Cambridge opublikowana została praca na temat tej funkcji.

Funkcję VMPC wyróżniają dwie cechy: jest bardzo prosta i zgodnie moją najlepszą wiedzą - jest funkcją jednokierunkową.

Aby mogła być oficjalnie uznana za jednokierunkową, potrzebny jest matematyczny dowód jej jednokierunkowości.

Próba zbudowania takiego dowodu jest celem tego projektu. - "Nikomu dotychczas nie dało się udowodnić, że jakakolwiek funkcja jest jednokierunkowa, więc tu na pewno też się nie uda" - tak należy racjonalnie ocenić szanse tego projektu.

jednakże mamy tak wielką pasję dla funkcji VMPC, że i tak poświęcamy dużo energii, żeby próbować.


2. Jak działa funkcja VMPC

Nazwa funkcji pochodzi z angielskiego: Variably Modified Permutation Composition (zmiennie modyfikowane złożenie permutacji). Funkcja VMPC to pewne przekształcenie permutacji (ciągu potasowanych liczb).

Weźmy przykładową 5-elementową permutację F=(3,1,4,5,2).
Funkcja VMPC przekształci ją w nową permutację V wg wzoru V(x) = F(F(F(x))+1)

x  1   2   3   4   5 
F(x)  3   1   4   5   2 


krok 1)   1 daje 3:  F(1) = 3

krok 2)   3 daje 4:  F(F(1)) = 4

krok 3)   4+1=5:  Ten prosty krok jest najważniejszy. F(F(1))+1 = 5

krok 4)   5 daje 2:  V(1) = F(F(F(1))+1) = 2

Obliczyliśmy już pierwszy element funkcji VMPC: F(F(F(1))+1)=2. Powyższe 4 kroki powtarzamy dla pozostałych wartości x: F(F(F(2))+1)=5,  F(F(F(3))+1)=3,  F(F(F(4))+1)=4,  F(F(F(5))+1)=1  (5+1=1 zamiast 6, gdyż w tej permutacją są tylko liczby od 1 do 5). Funkcja VMPC dla permutacji F ma więc wartość (2,5,3,4,1).

Szczegółowy opis funkcji VMPC (w języku angielskim)



3. Dlaczego funkcja VMPC może rozwiązać problem "czy P=NP?"

Odwrócenie funkcji z powyższego przykładu to następujące zadanie: mając dane VMPC(F)=(2,5,3,4,1) trzeba znaleźć F. Zadanie to okazuje się tak trudne, że część elementów szukanej permutacji F musi zostać zgadnięta! Zgadnięcie oznacza w praktyce przeszukanie wszystkich możliwych wartości zgadywanych elementów, aby trafić na te prawidłowe.

Gdyby udało się udowodnić, że zgadnięcia te są niezbędne, wówczas VMPC stałaby się pierwszą na świecie funkcją jednokierunkową, a zagadnienie, czy P=NP - rozwiązane.

Zgodnie z obecnym stanem mojej wiedzy, aby odwrócić funkcję VMPC dla 10-elementowej permutacji, trzeba zgadnąć 3 elementy permutacji F. Przeszukanie ich wszystkich możliwych wartości zajmuje około 120 operacji. Dla 30-elementowej - zgadnąć trzeba już 6 elementów i wykonać 16 milionów operacji. Dla 250-elementowej - zgadnięcia wymagają aż 33 elementy F, co oznacza 7000...000 operacji. To liczba mająca 75 zer. Wynosi ponad miliard miliardów miliardów miliardów miliardów miliardów miliardów miliardów (słowo "miliard" występuje 8 razy).

Ciekawostka, że niemal identycznie wyglądająca funkcja G(x)=F(F(F(x))), jest bardzo prosta do odwrócenia.

Nikt nie udowodnił jednokierunkowości jakiejkolwiek funkcji. Więc dlaczego wierzymy, że może to być możliwe dla funkcji VMPC?

Ponieważ VMPC jest tak prosta. Kilka linijek nienaukowego tekstu wystarczyło, aby wytłumaczyć Ci, jak funkcja działa...



4. Dlaczego gra Permutrix może pomóc rozwiązać problem "czy P=NP". Narodowa burza mózgów!

Permutrix to gra polegająca na uzupełnianiu tabeli liczbami. Jej zasady wywodzą się bezpośrednio z funkcji VMPC, a dokładniej z procesu jej odwracania. Granie w Permutrixa to nic innego jak odwracanie funkcji VMPC i zapisywanie kolejnych kroków tego procesu w tabeli.

Przedstawienie funkcji VMPC w postaci tabeli Permutrixa może pozwolić jeszcze łatwiej zauważyć szczególne własności funkcji, które pozwolą udowodnić jej jednokierunkowość.

Problem można sprowadzić do pytania: dlaczego Permutrixa (o odpowiednio dużych rozmiarach) nie da się rozwiązać bez zgadywania liczb i dlaczego ilość zgadywanych liczb rośnie ze wzrostem rozmiarów Permutrixa?

Celna i niepodważalna odpowiedź na to pytanie może być krokiem milowym w kierunku udowodnienia jednokierunkowości funkcji VMPC, a tym samym rozwiązania problemu "czy P=NP".

Narodowa burza mózgów!

Zagraj w Permutrixa i napisz nam, co myślisz o jego rozwiązywaniu! To Twoja obserwacja, nawet jeśli Tobie wydaje się oczywista, może pomóc rozwiązać problem "czy P=NP"!

Osoby, których opinie pomogą rozwiązać problem, zostaną wymienieni w publikacjach naukowych.

Jeśli chcesz podzielić się swoimi obserwacjami na temat rozwiązywania Permutrixa, możesz to zrobić przy pomocy formularza na dole tej strony.

Strona domowa Permutrixa: www.permutrix.pl


5. Publikacje

1) VMPC One-Way Function and Stream Cipher, Bartosz Żółtak. Międzynarodowa konferencja kryptograficzna
Fast Software Encryption (FSE), Delhi, Indie, 5-7 lutego 2004. Publikacja w Springer LNCS nr 3017, 2004. Mój wyjazd na konferencję sponsorowany był przez Kancelarię Prezydenta Rzeczpospolitej Polskiej oraz przez Prezydenta Wrocławia. Pobierz pracę.

2) On inverting the VMPC one-way function, Kamil Kulesza, University of Cambridge. Informacja, cała praca.

3) On inverting the VMPC one-way function, Kamil Kulesza, Wystąpienie na seminarium Zakładu Złożoności Obliczeniowej i Algorytmów Instytutu Matematycznego Uniwersytetu Wrocławskiego, 21.05.2008. Informacja.

4) Funkcja jednokierunkowa VMPC i system uwierzytelnionego szyfrowania VMPC-Tail-MAC praca naukowa opublikowana na Krajowej Konferencji Zastosowań Kryptografii Enigma 2004, 10-13 maja 2004, Warszawa.

5) Funkcja jednokierunkowa i szyfr strumieniowy VMPC, Bartosz Żółtak. Seminarium Kryptologiczne w Instytucie Matematycznym Polskiej Akademii Nauk, sala 106, Warszawa, 18.03.2004. Informacja.

6) Funkcja jednokierunkowa i szyfr strumieniowy VMPC, Bartosz Żółtak, artykuł w magazynie komputerowym SOFTWARE 2.0 (obecnie Software Developer's Journal). numer 9 (117), wrzesień 2004, strony 26-29. Okładka magazynu.



6. Wesprzyj projekt finansowo dowolną sumą - dziękuję!

Do pracy nad tym projektem potrzebne są, jak wszędzie, środki finansowe.

Jeśli popierasz te badania i chcesz pomóc dalej prowadzić ten projekt możesz to zrobić przekazując dowolną kwotę na ten cel:

Przelewem na nasze konto:  50 1020 5558 1111 1331 4210 0053


Każda pomoc jest dla mnie bardzo cenna i z góry za nią dziękuję.

Jeśli chciałbyś jako firma, instytucja lub osoba prywatna stać się sponsorem tego projektu i zostać wymienionym jako sponsor na stronie projektu, jestem także zainteresowany.


7. Kontakt w sprawie projektu

Tel. (Bartosz Żółtak): 888 422 122


Formularz zapytania:

Twój email:


Twoje zapytanie:





Aktualizacja: 12.10.2011
Strona główna  |   Badania  |   Technologia  |   Publikacje  |   Gra Urban  |   Gra Permutrix  |   O Autorze  |   Kontakt

Copyright © 1999-2011 by Bartosz Żółtak & OHTON EXPO Okna Wrocław