一百名学生正在竞争大学奖学金。他们来自10所学校(每所学校10名学生)。每所学校中,一名学生申报了物理专业;一名申报了化学专业;一名,生物专业;一名,心理学专业;一名,数学专业;一名,经济学专业;一名,人类学专业;一名,语言学专业;一名,英语专业;还有一名,历史专业。因此,该小组每个专业都有10名学生。
三名评委中的每一位将把学生排名,从最好(排名第1)到最差(排名第10),共10个等级。也就是说,每位评委都要给出十个1分,十个2分,依此类推,直到十个10分。因此,每位评委将为每位学生分配一个排名。
在前几年,一些落选学生声称评委有偏见,所以我们希望确保两个“公平”约束,这将需要评委进行一些计划。在每位评委完成的排名中
每所学校将收到10个不同的排名分数。
每个专业将收到10个不同的排名分数。
因此,例如在经济学专业学生中,每位评委应给出1个1分,1个2分,1个3分,依此类推,直到1个10分。同样,在来自普莱森顿高中的学生中,每位评委应给出1个1分,1个2分,依此类推,直到1个10分。
每个学生的三项分数(每位评委一项)将进行平均。
我们的问题是确保每位评委都遵守约束,但在我们不知道该评委如何投票的情况下。也就是说,出于对评判隐私的尊重,我们想确定评委遵守了约束,但仅此而已。
为了向您展示这是至少可以想象的,假设我们想象一下蒙提·霍尔的电视游戏节目《我们来做个交易》的变体,使用卡片,其中所有卡片都价值为零,只有一个价值10,000美元。主持人开始游戏时,将卡片面朝下排列。参赛者可以选择一张,主持人会将其翻过来,然后给出相应的奖励。如果参赛者输了,他或她可以挑战主持人,以查看是否确实有一张卡片价值10,000美元。为了证明这一点,主持人可以拿起卡片,在参赛者面前洗牌,然后将其展示出来。最终结果是,主持人证明他没有作弊。同时,他没有透露奖金卡的原始位置。
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问题
假设每位评委都收到100张不透明的卡片,其中一面写着学生的姓名、学校和专业,另一面是空白的。每位评委还有100张不干胶,十个相同的1分,十个相同的2分,依此类推,直到十个10分。您能否设计一个协议来确保每位评委都满足约束,但又不允许任何人推断评委的投票?
感谢迈克尔·拉宾提出这种在不泄露秘密的情况下展示知识的方法。他用它为数独建立了“零知识”证明。