Кіріспе
Криптографияның математикалық және компьютерлік ғылым саласында үш саннан тұратын топ (x, y, z) егер f0(x) = f1(y) = z болса, f0 және f1 екі пермутациясының «тырнағы» деп аталады. f0 және f1 пермутациялар жұбы, егер тырнақты есептеуге тиімді алгоритм болмаса, «тырнақсыз» деп айтылады. «Тырнақсыз» терминологиясын Голдвассер, Микали және Ривест 1984 жылы жариялаған «Қолтаңба мәселесіне парадоксалды шешім» (кейін толыққанды ғылыми мақалада) еңгізді, онда олар тырнақсыз тұзақ есігі пермутациялары жұбының болуы адаптивті таңдалған хабарлама шабуылдарына қарсы тұратын цифрлық қолтаңба схемаларының болуын білдіреді. Бұл құрылым кейіннен кез келген бір бағытты тұзақ пермутациясынан цифрлық қолтаңба құру арқылы алмастырылды. Тұзақ есігі бар пермутациялардың болуы, өзінен тырнақсыз пермутациялардың болуын білдірмейді; алайда, егер сандық факторлау қиын болса, тырнақсыз пермутациялардың бар екені көрсетілді. Тырнақсыз пермутация (міндетті түрде тұзақ есігі болмаса да) туралы жалпы түсінікті Иван Дамгард өзінің PhD диссертациясында «Криптографияда тырнақсыз функцияларды қолдану» (Аархус университеті, 1988) тақырыбында зерттеді, онда ол тырнақсыз пермутациялардан соқтығысуға төзімді хэш-функцияларды қалай құруға болатынын көрсетті. Тырнақсыздық түсінігі хэш-функциялардағы соқтығысуға төзімділікпен тығыз байланысты. Айырмашылық – тырнақсыз пермутациялар олардың арасында соқтығысу жасау қиын болатын функциялар жұбы, ал соқтығысуға төзімді хэш-функция – соқтығысу табу қиын болатын жалғыз функция, яғни H функциясы соқтығысуға төзімді, егер x және y екі түрлі мәндері үшін H(x) = H(y) теңдігін табу қиын болса. Хэш-функция әдебиетінде бұл әдетте «хэш-соқтығысу» деп аталады. Соқтығысуды табу қиын болса, хэш-функцияның соқтығысуға төзімділігі бар деп айтылады.
f0(x) = f1(y) = z. A pair of permutations f0 and f1 are said to be claw free if there is no efficient algorithm for computing a claw. The terminology claw free was introduced by Goldwasser, Micali, and Rivest in their 1984 paper, "A Paradoxical Solution to the Signature Problem" (and later in a more complete journal paper), where they showed that the existence of claw free pairs of trapdoor permutations implies the existence of digital signature schemes secure against adaptive chosen message attack. This construction was later superseded by the construction of digital signatures from any one way trapdoor permutation. The existence of trapdoor permutations does not by itself imply claw free permutations exist; however, it has been shown that claw free permutations do exist if factoring is hard. The general notion of claw free permutation (not necessarily trapdoor) was further studied by Ivan Damgård in his PhD thesis The Application of Claw Free Functions in Cryptography (Aarhus University, 1988), where he showed how to construct
Collision Resistant Hash Functions from claw free permutations. The notion of claw freeness is closely related to that of collision resistance in hash functions. The distinction is that claw free permutations are pairs of functions in which it is hard to create a collision between them, while a collision resistant hash function is a single function in which it's hard to find a collision, i. e. a function H is collision resistant if it's hard to find a pair of distinct values x,y such that
H(x) = H(y). In the hash function literature, this is commonly termed a hash collision. A hash function where collisions are difficult to find is said to have collision resistance.
Біттік міндеттеме
F0 және f1 тырнақсыз пермутациялар жұбы берілген жағдайда, міндеттеме схемасын құру оңай. b битіне міндеттеме беру үшін жіберуші кездейсоқ x таңдайды және fb(x) есептейді. f0 және f1 екеуінің де домені (және мәндер жиыны) бірдей болғандықтан, b биті қабылдаушыдан статистикалық тұрғыдан жасырылады. Міндеттенуді ашу үшін жіберуші тек қана кездейсоқ x-ті қабылдаушыға жібереді. Жіберуші өзі берген битіне байланысты, себебі 1-b битіне міндеттенуді ашу, тырнақ табумен бірдей. Соқтығысуға төзімді хеш-функциялардың құрылымы сияқты, бұл құрылымда тырнақсыз функциялардың құпия кілті болуы міндетті емес.