趣味冒險:獲得大學獎學金的公平方式:我們來做個交易

教師應該如何給學生的表現排名?

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一百名學生正在競爭大學獎學金。他們來自10所學校(每所學校10名學生)。每所學校中,一名學生申報了物理專業;一名申報了化學專業;一名,生物專業;一名,心理學專業;一名,數學專業;一名,經濟學專業;一名,人類學專業;一名,語言學專業;一名,英語專業;還有一名,歷史專業。因此,該小組每個專業都有10名學生。

三名評委中的每一位將把學生排名,從最好(排名第1)到最差(排名第10),共10個等級。也就是說,每位評委都要給出十個1分,十個2分,依此類推,直到十個10分。因此,每位評委將為每位學生分配一個排名。

在前幾年,一些落選學生聲稱評委有偏見,所以我們希望確保兩個“公平”約束,這將需要評委進行一些計劃。在每位評委完成的排名中

  1. 每所學校將收到10個不同的排名分數。

  2. 每個專業將收到10個不同的排名分數。

因此,例如在經濟學專業學生中,每位評委應給出1個1分,1個2分,1個3分,依此類推,直到1個10分。同樣,在來自普萊森頓高中的學生中,每位評委應給出1個1分,1個2分,依此類推,直到1個10分。

每個學生的三項分數(每位評委一項)將進行平均。

我們的問題是確保每位評委都遵守約束,但在我們不知道該評委如何投票的情況下。也就是說,出於對評判隱私的尊重,我們想確定評委遵守了約束,但僅此而已。

為了向您展示這是至少可以想象的,假設我們想象一下蒙提·霍爾的電視遊戲節目《我們來做個交易》的變體,使用卡片,其中所有卡片都價值為零,只有一個價值10,000美元。主持人開始遊戲時,將卡片面朝下排列。參賽者可以選擇一張,主持人會將其翻過來,然後給出相應的獎勵。如果參賽者輸了,他或她可以挑戰主持人,以檢視是否確實有一張卡片價值10,000美元。為了證明這一點,主持人可以拿起卡片,在參賽者面前洗牌,然後將其展示出來。最終結果是,主持人證明他沒有作弊。同時,他沒有透露獎金卡的原始位置。


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問題
假設每位評委都收到100張不透明的卡片,其中一面寫著學生的姓名、學校和專業,另一面是空白的。每位評委還有100張不乾膠,十個相同的1分,十個相同的2分,依此類推,直到十個10分。您能否設計一個協議來確保每位評委都滿足約束,但又不允許任何人推斷評委的投票?

答案

感謝邁克爾·拉賓提出這種在不洩露秘密的情況下展示知識的方法。他用它為數獨建立了“零知識”證明。

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