A polynomial time algorithm for solving the closest vector problem in zonotopal lattices
本文给出了求解带极晶格类中最近向量问题的一个多项式时间算法。带蛋白石晶格的Voronoi单元是带形,即规则立方体的投影。带蛋白石晶格的例子包括Voronoi第一类晶格和A型根晶格的张量积。带蛋白石格的组合结构可以用正则拟阵/全幺模矩阵来描述。我们观察到,线性代数版本的最小平均周期取消方法可以应用于有效地解决最近的矢量问题的zonotopal晶格,如果晶格是作为一个完全么模矩阵的积分核。
2021-06-18 cs.DS math.MG math.OC
Fast Hierarchical Clustering and Other Applications of Dynamic Closest Pairs
我们开发的数据结构的动态最接近的一对问题与任意的距离函数,不一定来自任何几何结构的对象。基于作者以前使用的欧几里得最接近对的技术,我们展示了如何从n个对象集中插入和删除对象,保持最接近的对,每次更新的时间为O(n log^2 n),空间为O(n)。对于二次空间,我们可以使用类似四叉树的结构来实现最佳时间限制,每次更新的时间复杂度为O(n)。我们应用这些数据结构的层次聚类,贪婪匹配,TSP算法,并讨论其他潜在的应用在机器学习,Groebner基地,分区和布局问题的局部改进算法。实验表明,我们的新方法在实践中比以前使用的算法更快。
1999-12-22 cs.DS
Improved algorithms for the Shortest Vector Problem and the Closest Vector Problem in the infinity norm
Blomer和Naewe[BN 09]修改了Ajtai,Kumar和Sivakumar[AKS01]的随机筛选算法,以解决最短向量问题(SVP)。该算法开始与$N = 2^{O(n)}$随机选择的向量在格和采用筛选过程迭代获得较短的向量在格。在$N$中,筛分程序的运行时间为二次曲线。我们研究这个问题的特殊但重要的情况下,$\ell_\infty$规范。我们给出了一个新的筛选程序,运行在$N$的时间线性,从而显着提高运行时间的算法SVP的$\ell_\infty$规范。在[AKS02,BN 09]中,我们还扩展了该算法,以获得$\ell_\infty$范数下的最短向量问题和最近向量问题(CVP)的近似版本的显着更快的算法。我们还表明,Nguyen和Vidick[NV08]和Wang等人的启发式筛选算法。[WLTB 11]也可以在$\ell_{\infty}$范数中进行分析。本部分的主要技术贡献是计算以原点为中心的单位球与以单位球边界上的均匀随机点为中心的另一个不同半径的球的预期相交体积。这可能是独立的利益。
2018-05-15 cs.DS
Covering Cubes and the Closest Vector Problem
我们提供了目前最快的随机(1+ 1)-近似算法的最接近的向量问题的无穷范数。我们的方法的运行时间取决于维数n和近似保证的2^O(n)(log 1/n)^O(n)$,这改进了Blömer和Naewe以前最好的算法的(2+1/n)^O(n)运行时间。我们的算法是基于下面的几何覆盖问题的解决方案,这是它自己的兴趣:给定n在(0,1),有多少个椭球是必要的,以覆盖立方体[-1+ n,1-n]^n,使所有的椭球都包含在标准单位立方体[-1,1]^n?我们提供了一个几乎最佳的情况下,椭球被限制为轴平行的界限。然后,我们将覆盖方案应用于这个覆盖问题的一个变体,其中人们希望用平行六面体覆盖[-1 + ε,1-ε]^n,如果缩放2,仍然包含在单位立方体中。由此,我们得到了一种方法,可以将无穷范数下最接近向量的任意2-近似算法提升为具有所需运行时间的(1+ n)-近似算法.
2010-12-10 cs.CG cs.DS
Lattice Sparsification and the Approximate Closest Vector Problem
给出了在2^{O(n)}(1+1/eps)^n时间和2 ^n poly(n)空间中求解任意n维格和任意范数上的(1+eps)-近似最近向量问题(CVP)的一个确定性算法.我们的算法建立在Micciancio和Voulgaris(STOC 2010)和Dadush,Peikert和Vempala(FOCS 2011)的格点枚举技术的基础上,并为(1+eps)-CVP(Ajtai,Kumar和Sivakumar; STOC 2001和CCC 2002)提供了一个优雅的,确定性的替代方案。此外,假设存在一个在l_2范数下求解精确CVP的poly(n)空间和2^{O(n)}时间算法,我们的算法的空间复杂度可以降为多项式。我们的主要技术贡献是一种方法,用于“稀疏化”任何输入格,同时近似保持其度量结构。为此,我们采用随机子格限制的想法,这是第一次采用Khot(FOCS 2003)的目的是证明困难的最短向量问题(SVP)下的l_p范数。
2012-12-30 cs.CC cs.DS
Faster provable sieving algorithms for the Shortest Vector Problem and the Closest Vector Problem on lattices in $\ell_p$ norm
本文给出了格上$\ell_p$范数($1\leq p\leq\infty$)下的最短向量问题(SVP)和最近向量问题(CVP)的可证筛分算法.我们得到的运行时间优于现有的可证明筛选算法。我们给出了一个新的线性筛选程序,适用于所有$\ell_p$范数($1\leq p\leq\infty$)。其主要思想是将空间划分为超立方体,使得每个向量可以有效地映射到子区域。我们实现了一个时间复杂度为$2^{2.751n+o(n)}$,这是远远低于$2^{3.849n+o(n)}$复杂度的以前最好的算法。我们还介绍了一个混合筛分过程,其中一个点被映射到一个超立方体内的球,然后在每个超立方体内进行二次筛分。这改善了运行时间,特别是在$\ell_2$规范中,我们实现了$2^{2.25n+o(n)}$的时间复杂度,而列表筛生日算法的运行时间为$2^{2.465n+o(n)}$。我们采用我们的筛选技术近似算法的SVP和CVP在$\ell_p$范数($1\leq p\leq\infty$),并表明我们的算法有一个运行时间为$2^{2.001n+o(n)}$,而以前的算法有一个时间复杂度为$2^{3.169n+o(n)}$。
2021-12-19 cs.DS
Structured $(\min,+)$-Convolution And Its Applications For The Shortest Vector, Closest Vector, and Separable Nonlinear Knapsack Problems
在这项工作中,我们考虑的问题,计算的$(\min, +)$卷积的两个序列$a$和$b$的长度$n$和$m$,分别,其中$n \geq m$。我们假设$a$是任意的,但是$b_i = f(i)$,其中$f(x) \colon [0,m) \to \mathbb{R}$是具有以下性质之一的函数:1.线性情况下,当$f(x) =β+ α\cdot x$ ; 2.单调的情况下,当$f(i+1) \geq f(i)$,对于任何$i$ ; 3.凸的情况下,当$f(i+1) - f(i) \geq f(i) - f(i-1)$,对于任何$i$ ; 4.当为$f(i+1) - f(i) \leq f(i) - f(i-1)$时,任何$i$的凹面情况; 5.分段线性情况,当$f(x)$由$p$线性片段组成时; 6.多项式的情况下,当$f \in \mathbb{Z}^d[x]$,对于一些固定的$d$。据我们所知,病例4-6在以前的文献中没有被考虑过。我们为他们开发真正的次二次算法。我们将我们的结果应用到背包问题与可分离的非线性目标函数,最短的格向量,最接近的格向量的问题。
2022-09-28 cs.CC cs.DM cs.DS
On the Closest Vector Problem with a Distance Guarantee
我们提出了一个更有效的变体,无论是在运行时间和预处理建议的大小方面,刘,Lyubashevsky和Micciancio的算法,用于解决CVPP(最近向量问题的预处理版本,CVP)的距离保证。例如,对于任何$α< 1/2$,我们的算法找到(唯一的)最接近的晶格点的任何目标点的距离是最多$α$乘以最短的非零晶格向量的长度,需要作为预处理建议只有$N \approx \widetilde{O}(n \exp(α^2 n /(1-2α)^2))$向量,并运行在时间$\widetilde{O}(nN)$。作为我们的第二个主要贡献,我们提出的减少表明,它足以解决CVP,无论是在其平原和预处理版本,当输入目标点是在一定的有界距离的晶格。减少的基础上的想法,由于Kannan和最近的稀疏化技术,由于Dadush和昆。将我们的约简与LLM算法相结合,给出了搜索CVPP的近似因子$O(n/\sqrt{\log n})$,改进了Lagarias、Lenstra和Schnorr提出的先前最佳$O(n^{1.5})$。当结合我们的改进算法,我们得到,有点令人惊讶的是,只有O(n)向量的预处理建议是足以解决CVPP(唯一稍微差)的近似因子O(n)。
2014-12-26 cs.CC cs.DS
On the closest pair of points problem
University of Klagenfurt(克拉根福大学)
本文提出两种高效算法解决最近点对问题,cppMM在均匀分布情况下具有O(n)时间复杂度,cppAPs在实测中表现优异但最坏情况仍为O(n²)
2026-01-09 cs.DS
A Parallel Batch-Dynamic Data Structure for the Closest Pair Problem
我们提出了一个理论上有效和实用的并行批动态数据结构的最接近对问题。我们的解决方案是基于Golin等人的串行动态最接近对数据结构,并且支持并行的批量插入和删除。对于大小为$n$的数据集,我们的数据结构支持在$O(m(1+\log ((n+m)/m)))$期望工作和$O(\log (n+m)\log^*(n+m))$深度中以高概率批量插入或删除大小为$m$的数据,并占用线性空间。实现这些边界的关键技术是一个新的工作高效的并行批处理动态二进制堆,并仔细管理跨点集的计算,以最大限度地减少工作和深度。我们使用动态哈希表、并行堆和动态$k$ -d树来提供我们的数据结构的优化多核实现。我们在各种合成和真实世界的数据集上的实验表明,它在48个核上实现了高达38.57倍(平均15.10倍)的并行加速比。此外,我们还实现和比较四个并行算法的静态最接近对问题,我们不知道任何现有的实际实现。在具有超线程的48个核心上,静态算法实现了高达51.45倍(平均29.42倍)的加速比,Rabin算法的平均性能最好。比较我们的动态算法的最快的静态算法,我们发现,它是有利的,使用动态算法的批量大小高达20%的数据集。据我们所知,我们的工作是第一个实验评估并行最近对算法,在静态和动态设置。
2021-03-23 cs.CG cs.DS
A Faster Algorithm for Finding Closest Pairs in Hamming Metric
研究了汉明度量中的最近对问题,即在一组二进制向量中寻找汉明距离最小的一对。我们给出了一个新的随机算法的问题,均匀随机输入优于以前的方法,当输入点的尺寸是小的数据集的大小相比。对于中到大的维度,我们的算法匹配的时间复杂度的以前最有名的局部敏感的哈希算法。从技术上讲,我们的算法遵循与Dubiner(IEEE Trans. Inf. Theory 2010)和May-Ozerov(Eurocrypt 2015)相似的设计原则。除了在上述领域提高时间复杂度,我们显着简化了这些以前的作品的分析。我们给出了一个模块化的分析,这使我们能够调查的算法的性能也对非均匀的输入分布。此外,我们给出了我们的算法的概念实现的证明,该算法与二次搜索基线相比表现良好。这是第一步回答一个开放的问题提出的五月和Ozerov关于实用性的算法遵循这些设计原则。
2021-12-07 cs.DS
Efficient Algorithms for the Closest Pair Problem and Applications
最近邻对问题(CPP)是计算中研究得最多的基本问题之一。给定度量空间中的一组点,问题是确定最接近的点对。另一个密切相关的问题是固定半径最近邻问题(FRNNP)。给定一组点和半径$R$,问题是,对于每个输入点$p$,识别在距离$p$ $R$的距离内的所有其他输入点。一个简单的确定性算法可以在二次时间内解决这些问题。CPP和FRNNP在计算生物学、计算金融学、股票市场分析、天气预报、昆虫学、心电图、N体模拟、分子模拟等领域中起着至关重要的作用。因此,在解决CPP和FRNNP方面所做的任何改进都将对这些领域中许多问题的解决产生直接影响。我们生活在一个大数据时代,处理这些数据需要大量的时间。因此,加快数据处理算法的速度比以往任何时候都更加重要。在本文中,我们提出了算法的CPP和FRNNP,提高(在理论和/或实践中)最知名的算法在文献中报道的CPP和FRNNP。这些算法还改进了相关应用中最著名的算法,包括时间序列基序挖掘和全基因组关联研究(GWAS)中的两个位点问题。
2014-07-21 cs.DS
Dominance Product and High-Dimensional Closest Pair under $L_\infty$
给定$\mathbb{R}^d$中的$n$点的集合$S$,最近对问题是在$S$中以最小距离找到一对不同的点。当$d$是常数时,有有效的算法来解决这个问题,以及一般$d$的快速近似解。然而,在非常高的维度上获得精确解似乎还不太清楚。我们考虑高维$L_\infty$最接近对问题,其中$d=n^r$对于某些$r > 0$,并且底层度量是$L_\infty$。我们改进和简化以前的结果$L_\infty$最近对,它可以解决一个确定性强多项式算法,运行在$O(DP(n,d)\log n)$时间,并通过随机算法,运行在$O(DP(n,d))$预期的时间,其中$DP(n,d)$是计算{ \em优势产品}的$n$点在$\mathbb{R}^d$的时间界限。这是一个矩阵$D$,使得$D[i,j] = \bigl| \{k \mid p_i[k] \leq p_j[k]\} \bigr|$ ;这是$p_j$优于$p_i$的坐标数。对于整数坐标从一些区间$[-M, M]$,我们得到一个算法,运行在$\tilde{O}\left(\min\{Mn^{ω(1,r,1)},\, DP(n,d)\}\right)$时间,其中$ω(1,r,1)$是指数乘以$n^r \times n$矩阵的$n \times n^r$矩阵。我们也给$DP(n,d)$稍好的界限,通过使用最近的矩形矩阵乘法界限。计算优势积本身是一项重要…
2017-06-24 cs.CG cs.DS
Faster Algorithms for Average-Case Orthogonal Vectors and Closest Pair Problems
针对平均情形正交向量问题在p依赖d的参数区间的求解难题,提出基于简单实多项式与新性能分析方法的算法,改进了时间复杂度,并将方法推广至平均情形最近点对问题。
2024-10-29 cs.DS
On the Difference Between Closest, Furthest, and Orthogonal Pairs: Nearly-Linear vs Barely-Subquadratic Complexity in Computational Geometry
在$d$维欧氏空间(更一般的是$\ell_p$空间)中$n$点的点定位问题通常有两种运行时间解:*(近线性)小于$d^{poly(d)} \cdot n \log^{O(d)} n$时间,或 *(准次二次)$f(d) \cdot n^{2-1/Θ(d)}$时间,对于各种$f$。对于小$d$和大$n$,“接近线性”的运行时间通常是可行的,而“几乎次二次”的时间通常是不可行的。例如,在欧几里德度量中,在${\mathbb R}^d$中的$n$点之间找到最接近的对是近似线性的,在$2^{O(d)} \cdot n \log^{O(1)} n$时间内可解,而用于Furtum对(点集的直径)的已知算法仅仅是次二次的,需要$Ω(n^{2-1/Θ(d)})$时间。为什么这些邻近问题有如此不同的时间复杂度?对于目前仅仅是次二次的问题,获得近似线性算法是否存在障碍?我们给出了一个新的精确的和确定性的自约简的正交向量问题的$n$向量在$\{0,1\}^d$的$n$向量在${\mathbb Z}^{ω(\log d)}$,运行在$2^{o(d)}$时间。因此,几乎次二次问题,如欧几里得直径,欧几里得双色最近对,射线射击和入射检测没有$O(n^{2-ε})$时间算法(在图灵计算模型中)用于维度$d = ω(\log \log n)^2$,除非流行的正交向量猜想和强指数时间假设是假的。也就是说,当多对数-对…
2017-09-15 cs.CC cs.CG cs.DS
Closest Pair Queries in Vertical Slabs and Tight Bounds on the Number of Possible Answers
School of Computer Science, University of Windsor(温莎大学计算机学院);School of Computer Science, Carleton University(卡尔顿大学计算机学院);Department of Computer Science and Engineering, Pohang University of Science and Technology(浦项科技大学计算机科学与工程系);School of Electrical Engineering and Computer Science, University of Ottawa(渥太华大学电气与计算机工程学院);Department of Computer Science, Université libre de Bruxelles(布鲁塞尔自由大学计算机系);Department of Mathematics, California State University Northridge(加州州立大学北岭分校数学系);Department of Computer Science, Tufts University(塔夫茨大学计算机系)
研究垂直长方体中最近点对查询问题,推导出可能答案数量的紧界,并设计了线性空间的数据结构,实现子线性时间查询。
2026-06-26 cs.CG cs.DS
A Note on the Concrete Hardness of the Shortest Independent Vectors Problem in Lattices
Blömer和Seifert证明了$\mathsf{SIVP}_2$是NP难近似的,只要$\mathsf{CVP}$实例具有某种性质,就可以对常数近似因子从$\mathsf{CVP}_2$约化为$\mathsf{SIVP}_2$。为了正式定义这个要求的$\mathsf{CVP}$实例,我们引入了一个新的计算问题,称为间隙最接近的向量问题与有界极小值。我们调整Blömer和Seifert的证明,以显示从有界极小值的间隙最近向量问题到$\mathsf{SIVP}$的减少,对于任何$\ell_p$范数,对于一些常数逼近因子大于$1$。在最近的结果中,Bennett,Golovnev和Stephens-Davidowitz表明,在Gap-ETH下,对于任何$1 \leq p \leq \infty$,没有$2^{o(n)}$时间算法用于将$\mathsf{CVP}_p$近似为某个恒定因子$γ\geq 1$。我们观察到,在他们的论文中的减少可以被视为从$\mathsf{Gap3SAT}$减少到有界极小值的间隙最近向量问题。这与上面提到的减少一起意味着,在Gap-ETH下,对于任何$1 \leq p \leq \infty$,不存在用于将$\mathsf{SIVP}_p$近似到某个恒定因子$γ\geq 1$的$2^{o(n)}$时间算法。
2020-10-31 cs.CC cs.DS
Covering convex bodies and the Closest Vector Problem
我们提出了算法的$(1+ε)$-近似版本的最接近的向量问题的某些规范。目前最快的算法(Dadush和Kun 2016)一般规范的运行时间为$2^{O(n)} (1/ε)^n$。我们在以下两种情况下大大改进了这一点。对于具有$p>2$的$\ell_p$-范数(分别为$p \in [1,2]$)固定,我们提出了一个算法的运行时间为$2^{O(n)} (1/ε)^{n/2}$(分别。$2^{O(n)} (1/ε)^{n/p}$)。这一结果是基于Eisenbrand等人在CVP上下文中引入的几何覆盖问题:需要多少个凸体来覆盖范数球,使得如果围绕它们的质心缩放2,则每个凸体都包含在范数球的$(1+ε)$缩放的同素异形中?我们利用$\ell_p$-球的\emph{modulus of smoothness}为这个问题提供了上界。应用覆盖方案,我们可以将CVP的任何常数近似算法提升为具有改进的运行时间的$(1+ε)$近似算法,无论是使用简单的采样例程还是使用Dadush的确定性算法来构造一个可扩展网络。空间要求仅取决于所使用的常数近似CVP求解器。进一步推广了Eisenbrand等人关于$\ell_\infty$-范数的结果.对于中心对称多面体(分别为Zonotopes)与$O(n)$小平面(分别为由$O(n)$线段生成),我们提供了一个确定性的$O(\log_2(1/ε))^{O(n)}$时间…
2021-11-01 cs.CG cs.DS
On Beating $2^n$ for the Closest Vector Problem
本文研究$(0,1)$-$\mathsf{CVP}$的精确算法,通过归约到加权Max-SAT与最小权$k$-Clique,在欧几里得范数下取得$O(1.7299^n)$算法并建立相关等价与困难性支撑。
2025-01-07 cs.DS
A Tractable Approach to Finding Closest Truncated-commute-time Neighbors in Large Graphs
最近,人们对基于图的学习产生了很大的兴趣,并将其应用于推荐网络的协同过滤、社交网络的链接预测和欺诈检测。这些网络可以由数百万个实体组成,因此开发高效的技术非常重要。我们特别感兴趣的是加速随机游走的方法来计算这些图的一些非常有趣的邻近测度。这些措施已被证明是很好的经验(Liben-Nowell & Kleinberg,2003; Brand,2005)。我们介绍了一个截断的变化,一个著名的措施,即通勤时间所产生的随机游走图。我们提出了一个非常新颖的算法来计算所有有趣的近似最近邻对截断通勤时间,而不计算它之间的所有对。我们模拟和真实的图形的大小高达100; 000实体,这表明在计算时间的近线性缩放的结果。
2012-06-20 cs.DS cs.SI physics.soc-ph
Approximating High-Dimensional Earth Mover's Distance as Fast as Closest Pair
University of California, Santa Cruz(加州大学圣克ruz分校);Google Research NYC(谷歌纽约研究团队);University of Pennsylvania(宾夕法尼亚大学)
通过将(1+ε)-近似EMD归约为(1+ε)-近似CP,改进高维EMD最快近似算法,结合CP最优算法得到n^(2-Ω~(ε^(1/3)))时间复杂度,优于此前n^(2-Ω(ε²)),核心是EMD乘法权重更新框架的亚线性隐式实现。
2025-08-09 cs.DS cs.LG
The nearest-colattice algorithm
在这项工作中,我们展示了一个层次的多项式时间算法解决近似变量的最近向量问题(CVP)。我们的第一个贡献是一个启发式算法实现了相同的距离权衡HSVP算法,即$\approx β^{\frac{n}{2β}}\textrm{covol}(Λ)^{\frac{1}{n}}$的随机格$Λ$的秩$n$。与所谓的Kannan嵌入技术相比,我们的算法允许使用预计算,并可用于高效的批量CVP实例。这意味着一些对基于格的签名的攻击在预先计算之后会导致非常便宜的伪造。我们的第二个贡献是一个证明减少近似最接近的矢量与一个因素$\approx n^{\frac32}β^{\frac{3n}{2β}}$的最短矢量问题(SVP)的尺寸$β$。
2020-06-11 cs.CG cs.CR cs.DS
MSPP: A Highly Efficient and Scalable Algorithm for Mining Similar Pairs of Points
最近点对问题或最近点对问题(CPP)是计算几何中的一个重要问题。这个问题出现在许多应用中,例如但不限于聚类、图划分、图像处理、模式识别和入侵检测。例如,在空中交通管制中,我们必须监视靠得太近的飞机,因为这可能预示着可能的碰撞。已经提出了许多算法来求解CPP。在实践中使用的算法具有最坏情况下的二次运行时间复杂度。在这篇文章中,我们提出了一个优雅的近似算法的CPP称为MSPP:挖掘相似点对。它比目前最知名的算法更快,同时保持非常好的准确性。所提出的算法还检测了一组非常相似的点对在欧氏和皮尔逊度量空间,并可以适应在许多现实世界中的应用,如聚类,降维,构建和分析基因/转录共表达网络,等等。
2020-07-31 cs.DS
Hardness of Approximate Nearest Neighbor Search
我们证明了条件近二次运行时间的下界近似双色最接近对欧几里德,曼哈顿,汉明,或编辑距离。具体地,除非强指数时间假设(SETH)为假,否则对于每个$δ>0$,存在常数$ε>0$,使得计算对双色最近对的$(1+ε)$近似需要$n^{2-δ}$时间。特别是,这意味着近似最近邻搜索的查询时间接近线性,预处理时间为多项式。我们的约简使用[ARW'17]的分布式PCP框架,但使用代数几何(AG)代码获得了更高的效率。在[BKKMS'16,BCGRS'17]之前,已经在其他设置中构建了来自AG代码的有效PCP,但我们的构建是第一个产生新硬度结果的构建。
2018-03-02 cs.CC cs.DS
Finding a Shortest Vector and More in $2^{n/2+o(n)}$ Time using $q$-ary Coset Difference Tree
KAIST(韩国科学技术院)
本文提出基于q元陪集差树的随机算法,以2^{n/2+o(n)}的时间与空间复杂度求解精确最短向量问题,其变体还可在相同复杂度内求解满足特定距离保证的随机实例最近向量问题。
2026-09-03 cs.DS
An Equivalence Class for Orthogonal Vectors
正交向量问题($\textsf{OV}$):给定$\{0,1\}^{O(\log n)}$中的$n$向量,其中两个向量是否正交?$\textsf{OV}$很容易在$O(n^2 \log n)$时间内求解,并且它是细粒度复杂性的核心问题:数十个条件下界都基于一个流行的假设,即$\textsf{OV}$不能在(比如)$n^{1.99}$时间内求解。然而,与APSP问题不同的是,很少有其他问题被认为是$\textsf{OV}$的非平凡等价。我们发现$\textsf{OV}$是真正的次二次等价于几个基本问题,所有这些(先验)看起来比$\textsf{OV}$更难。($\textsf{Min-IP}/\textsf{Max-IP}$)在$\{0,1\}^{O(\log n)}$中的$n$向量中,找到一对内积最小(分别为最大)的红蓝向量。($\textsf{Exact-IP}$)在$\{0,1\}^{O(\log n)}$中的$n$向量中,查找内积等于给定目标整数的红-蓝向量对。($\textsf{Apx-Min-IP}/\textsf{Apx-Max-IP}$)找到一对红-蓝向量,该向量是最小值的100近似值(分别为:最大)内积,在$\{0,1\}^{O(\log n)}$中的$n$向量之间。(大约)$\textsf{Bichrom.-$ \ell_p $-Closest-Pair}$)计算…
2018-11-29 cs.DS
Approximate Voronoi cells for lattices, revisited
我们重新审视了近似Voronoi细胞方法,用于解决高维晶格上的预处理最接近向量问题(CVPP),并解决了Doulgerakis-Laarhoven-De Weger [PQCrypto,2019]在高斯启发式下确定这些Voronoi细胞体积的精确渐近性的开放问题。其结果是,我们得到改进的随机迭代切片器的时间复杂度的上限时,使用小于$2^{0.076d + o(d)}$内存,我们展示了如何获得时间-内存的权衡,即使使用小于$2^{0.048d + o(d)}$内存。我们还解决了公开的问题,获得一个连续的权衡之间的建议和查询时间复杂度的大小,作为时间复杂度与次指数的意见,在我们的方法规模为$d^{d/2 + o(d)}$,匹配最坏情况下的枚举界限,并实现相同的渐近缩放平均情况下枚举算法的最接近的向量问题。
2019-07-10 cs.CG cs.CR cs.DM
Finer-grained Reductions in Fine-grained Hardness of Approximation
本文研究最近点对等问题的近似参数 δ 与运行时间指数 ε 的关系,通过结合近似困难性框架与 IP 的 MA 协议,将欧氏最近点对的硬度依赖改进到 δ≈(ε/c)^2。
2023-11-01 cs.CC cs.CG cs.DS
Approximate $\mathrm{CVP}_{p}$ in time $2^{0.802 \, n}$
我们表明,一个常数因子近似的最短和最接近的格向量问题w.r.t.任何$\ell_p$范数都可以在时间$2^{(0.802 +ε)\, n}$中计算。这与最短向量问题w.r.t.的当前最快常数因子近似算法相匹配。$\ell_2$。为了获得我们的结果,我们结合后者的算法w.r.t. $\ell_2$与覆盖物相关的几何见解。
2020-06-16 cs.CG cs.DS
Near-Optimal Deterministic Algorithms for Volume Computation and Lattice Problems via M-Ellipsoids
给出了一个计算凸体的M-椭球的确定性2^{O(n)}算法,该算法满足已知的下界.这有几个有趣的后果,包括改进的确定性算法的体积估计凸体和最短和最接近的格向量问题下的一般规范。
2012-07-03 cs.CC cs.DS math.FA
Why we couldn't prove SETH hardness of the Closest Vector Problem for even norms!
本文揭示了证明偶数范数下最近向量问题(CVP)和最短向量问题(SVP)SETH硬度存在的障碍,证明了此类高效归约将导致coNP包含于NP/Poly,首次展示了格问题在不同范数下的分离。
2023-11-25 cs.CC cs.CR cs.DS
Obtuse Lattice Bases
格约简是一种算法,它将给定的格基转换为另一个格基,这样找到最短向量和最接近向量等问题就更容易解决了。我们定义了一类基地称为钝角基地,并表明,任何格的基础上,可以转化为钝角的基础。最短向量$\mathbf{s}$可以写为$\mathbf{s}=v_1\mathbf{b}_1+\dots+v_n\mathbf{b}_n$,其中$\mathbf{b}_1,\dots,\mathbf{b}_n$是输入基向量,而$v_1,\dots,v_n$是整数。当输入基是钝角时,所有这些整数都可以被选择为最短向量的正数。钝角基的这种性质使得寻找最短向量的格枚举算法以指数方式更快。我们实现了使基变钝的算法,并对一些小基进行了测试。
2020-09-09 cs.CR cs.DS
Faster Lattice Enumeration
格约简是一种算法,它将给定的格基转换为另一个格基,这样找到最短向量和最接近向量等问题就更容易解决了。一些著名的格约简算法是LLL和BKZ约简。我们定义了一类基地称为\emph{obtuse bases},并表明,任何格的基础可以转化为一个钝角的基础,在$\mathcal{O}(n^4)$的时间。最短向量s可以写为$v_1b_1+\cdots+v_nb_n$,其中$b_1,\dots,b_n$是输入基向量,$v_1,\dots,v_n$是整数。当输入基是钝角时,所有这些整数都可以被选择为最短向量的正数。钝角基的这个性质使得寻找最短向量的格枚举算法以指数方式更快。此外,极端修剪,目前最快的算法格枚举,可以运行在一个钝角的基础上。
2019-12-03 cs.CR cs.DS
Online Matching in Geometric Random Graphs
本文研究几何随机图中的在线最大基数匹配,通过 PDE 刻画 closest 算法的流体极限并计算其竞争比,还给出在线最小成本匹配中 $ε$-excess 情形的精确渐近成本。
2024-10-25 cs.DS
Graph-Based Algorithms for Diverse Similarity Search
针对最近邻搜索结果冗余问题,提出首个基于图方法的带多样性约束的近似最近邻搜索算法,绕过两阶段流程,低维数据集下时间仅依赖k和logΔ,实验显示搜索时间显著优于标准两阶段方法。
2025-02-18 cs.DS
Solving the Shortest Vector Problem in $2^n$ Time via Discrete Gaussian Sampling
给出了求解n维欧氏格上最短向量问题的随机$2^{n+o(n)}$ -时空算法。这改进了以前最快的算法:Micciancio和Voulgaris的确定性$\widetilde{O}(4^n)$ -时间和$\widetilde{O}(2^n)$ -空间算法(STOC 2010,SIAM J. Comp. 2013)。事实上,我们给出了一个概念上简单的算法,解决了(在我们看来,更有趣的)离散高斯采样(DGS)问题。更具体地说,我们展示了如何采样$2^{n/2}$矢量离散高斯分布在任何参数在$2^{n+o(n)}$时间和空间。(以前的工作只解决了非常大的参数的DGS。然后,我们的SVP结果是从SVP到DGS的自然还原。我们还表明,我们的DGS算法意味着一个$2^{n + o(n)}$时间算法,近似的最接近的向量问题内的一个因素$1.97$。此外,我们给出了一个更精细的算法DGS以上的所谓的平滑参数的格子,它可以产生$2^{n/2}$离散高斯样本在短短的$2^{n/2+o(n)}$时间和空间。其中,这意味着$1.93$ -近似决策SVP的$2^{n/2+o(n)}$ -时间和空间算法。
2015-09-15 cs.DS