Závěrečná práce: Bc. Tomáš Božek: Short vector problem in small-dimensional lattices
Diplomová práce
Short vector problem in small-dimensional lattices
Anotace
Hlavním cílem této práce bylo vyvinout efektivní metodu pro hledání dostatečně krátkých vektorů v nízkodimenzionálních mřížkách (s dimenzí pod 40). Taková metoda by pak mohla zlepšit výkonnost algoritmů pro redukci bází mřížek, jako jsou LLL a BKZ, které hrají důležitou roli v kryptografii založené na mřížkách a při řešení s ní souvisejícího problému nejkratšího vektoru (SVP). Zmíněné využití nalezené …více
Abstract
The primary aim of this thesis was to develop an efficient method for finding sufficiently short lattice vectors in low-dimensional lattices (dimensions below 40). Such a method could then improve the practical performance of lattice basis reduction algorithms such as LLL and BKZ, which play an important role in Lattice-Based Cryptography and the underlying Shortest Vector Problem solving. Such an …více
Zadání práce
This thesis investigates fast methods for finding short lattice vectors in small dimensions (n < 40), with the goal of designing a practical short-vector utility for lattice reduction algorithms such as LLL or BKZ. The focus is not on computing the exact shortest vector, but on efficiently finding sufficiently short vectors under a fixed computational budget.
Pruned enumeration will serve as the core search engine. The thesis will study how structural information derived from the Gram matrix and Gram–Schmidt orthogonalization can be used to improve enumeration performance by modifying vector ordering, coefficient domains, and search strategies.
The following strategies will be examined:
- baseline pruned enumeration and analysis of ordering effects
- greedy ordering based on Gram–Schmidt diagonal values
- template-based preprocessing that identifies promising subsets of vectors using normalized Gram features
- neural-network predictor trained to rank candidate subsets using Gram/GSO-derived features (optional extension of previous approach, only if time permits)
- restricted-coefficient heuristic search strategies guided by the Gram matrix
- meet-in-the-middle variant applied to selected blocks based on the nearest-neighbor algorithm (optional, depending on the algorithm examined in another thesis).
All approaches will be experimentally evaluated on two lattice families with respect to runtime, enumeration cost, and achieved vector quality. The created code will be publicly available in the IS under the MIT
license.
22. 5. 2026 06:36, Mgr. Marek Sýs, Ph.D., učo 232886
Práce na příbuzné téma
Seznam prací, které mají shodná klíčová slova.
-
LLL algoritmus a Gramova matice
Bc. Lucie Šikudová -
LLL and quadratic forms
Bc. Viktorie Blahová -
Transformations of personalized metric views
Mgr. Aneta Böhmová -
LLL algoritmus a HNP problém
Mgr. Jan Mačák -
LLL algoritmus a jeho aplikace
Bc. Jiřina Forbelská -
Aplikace algoritmu LLL
RNDr. Bc. Dominik Velan, Ph.D. -
Numerické metody ve statistice
Mgr. Tomáš Ličák -
Environmentální výchova v odborných předmětech na SOU služeb Velký Újezd
Bc. Jan Špunda




