本文研究量子密码学基础中的 Microcrypt（微观密码学）可实例化性问题。近期工作提出了哈密顿量相位态（Hamiltonian phase state, HPS）假设，该假设断言哈密顿量相位态可用于实例化伪随机态生成器与单向态生成器（one-way state generators）。更引人注目的是，此前有人猜想：即使单向函数（one-way functions）不存在，HPS 假设仍可能成立。若该猜想为真，HPS 假设将提供一条实例化真正 Microcrypt 的路径，即构造出强度严格弱于单向函数的、本质上只依赖量子假设的密码原语，这对密码学基础具有重大意义。本文证伪了这一猜想：作者证明如果 HPS 假设成立，则单向函数必然存在，从而彻底排除了使用哈密顿量相位态实例化真正 Microcrypt 的可能性。技术上，作者给出了一种从单向态生成器构造单向谜题（one-way puzzles）的通用方法，并配套设计了定制的“先测量、后询问”（measure first, ask later）态认证协议。该构造推广了此前借助经典影子（classical shadows）从单向态生成器构造单向谜题的方案，其核心优势在于能把单向谜题的性质与所用态认证协议的性质显式关联起来：若态认证协议允许高效的经典后处理，则可得到可高效验证的单向谜题；若态认证协议在某种意义下能被高效经典模拟，则可得到经典单向谜题，而经典单向谜题的存在蕴含单向函数。作者利用后一观察，通过分析相位态态认证协议的性质，证明了 HPS 假设蕴含单向函数。同时，前一观察提供了一个新的工具箱：通过为伪随机态与单向态生成器量身定制态认证协议，可以构造可高效验证的单向谜题。总体而言，该工作虽否定了以 HPS 实例化 Microcrypt 的设想，却把 HPS 假设转化为构造经典密码学的全新“固有量子”假设来源，并建立了量子态认证协议与经典单向性之间的桥梁，对量子密码学基础、假设层级关系及单向谜题构造均有方法论贡献。

本文探讨不可克隆加密（uncloneable encryption）在满足不可克隆不可区分性（uncloneable indistinguishability）这一强安全概念下的存在性问题。不可克隆加密是一种对称密钥加密方案，能够以极强的方式防止密文被复制。研究目标是尽可能弱化已知存在（多次安全）不可克隆加密所需的前提假设。作者基于信息论意义上的“不可克隆比特”（即一次安全的单比特不可克隆加密方案）的存在性，推导出以下关键结论：（1）如果存在多次安全的对称密钥加密方案，则存在多次安全的任意长度消息的不可克隆加密方案；由于多次安全的不可克隆加密本身就蕴含多次安全的对称密钥加密，该结果是最佳的。（2）如果存在伪随机酉变换（pseudorandom unitaries），则存在具有相同副本安全性的多次安全任意长度消息的不可克隆加密方案。这些结果表明，多次安全的不可克隆加密可能源自“微密码”（microcrypt）世界中的具体假设——即即使在P=NP的情况下仍可能成立的非结构化量子密码学假设。本文属于量子密码学基础理论的研究，适合对量子加密理论及密码学基础假设感兴趣的读者。