Линейная сложность обобщённых циклотомических последовательностей с периодом 2p | Прикладная дискретная математика. Приложение. 2012. № 5.

Линейная сложность обобщённых циклотомических последовательностей с периодом 2p

A method for analyzingthe linear complexity of generalized cyclotomic sequences with period 2mpn is proposed.It allows to pick out sequences with the high linear complexity. The linear complexity ofsome sequences is computed on the base of classes of quadratic and biquadratic residues.

Linear complexity of generalized cyclotomic sequences with period 2p.pdf Пусть X = { x i } , x i . {0,1} -последовательность c периодом N = 2mpn, где p -нечётное простое число, а m, n - натуральные числа. Её минимальный многочлен m(t)и линейную сложность L над полем GF(2) можно определить по следующим фор-мулам:m(t) = (tN - 1)/ ((tpn - 1)2m, S(t)) , L = N - deg ( ( ^ - 1)2m, S(t)) ,где S(t) - производящая функция цикла последовательности. Следовательно, если a -примитивный корень степени pn из единицы в расширении поля GF(2), то для вычис-ления минимального многочлена и линейной сложности последовательности X доста-точно найти корни многочлена S(t) в множестве { a v : v = 0 , 1 , . . . ,pn - 1} и определитьих кратность. Метод вычисления значений S(av ) для обобщённых циклотомическихпоследовательностей с периодом pn предложен в [1, 2], здесь обобщим его на последо-вательности с периодом 2mpn.Пусть Hk = {ek+td (mod pn) : t = 1 , . . . , p n - 1 ( p - 1)/d}, k = 0 , 1 , . . . , d - 1 - циклото-мические классы порядка d по модулю pn, где в - первообразный корень по модулю pn,а d - делитель p - 1, d ^ 2. Справедливо разбиениеn-1d-1ZpUnp n =- и I J p j H k u { 0 } .j = 0 k=0Кольцо классов вычетов ZN изоморфно прямому произведению Z2m ®Z pn относительно/ n-1 \изоморфизма 1.Теорема 1. Если v . pf Hj, f = 0 , 1 , . . . , n - 1, j = 0 , 1 , . . . , d - 1, то av - кореньмногочлена S(t) тогда и только тогда, когда rj + qj = (111 +1J|)f (p - 1)/d+6, и корень avмногочлена S(t) кратный тогда и только тогда, когда rj = |I|f (p - 1)/d + 6.Теорема 1 показывает, что известные значения R(x), Q(x), а фактически Sd(x),позволяют оценить линейную сложность последовательности X. Метод вычислениязначений Sd(x) предложен в [1], следовательно, теорема 1 определяет метод анали-за линейной сложности последовательностей с периодом 2mpn, сформированных поправилу (1).Воспользовавшись теоремой 1, несложно получить следующие утверждения.Лемма 1. Если d = 2 и /0 = Ii = {0}, то для последовательности X, сформиро-ванной по правилу (1) при N = 2pn, линейная сложность L = 2pn, а её минимальныймногочлен m(t) = t2p" - 1.Лемма 2. Если d = 4 и /0 = {0,1}, то для линейной сложности последовательно-сти X, сформированной по правилу (1) при N = 2pn, справедливо:1) L = 2pn, если /1 = {0,1}, или /1 = {0, 2} и ^= 1, или /1 = {0, 3} и ^^ = 1,( 2 А (2 А 4 „где -символ Лежандра, а -символ 4-степенного вычета;2) L = (3pn + 1)/2, если /1 = {0, 3} и (^j = 1, ^ =1;3) L = (5pn + 1)/4, если =1 и /1 = {0, 2} или /1 = {0, 3}.Аналогично можно получить следующие оценки линейной сложности последова-тельностей.Лемма 3. Если d =2 и последовательность X с периодом 4pn определена прави-лом (1) при / 0 = / 1 = / 2 = {0}, / 3 = {1}, то L ^ 4pn - 4.Лемма 4. Если d = 4 и последовательность X с периодом 8pn определена прави-лом (1) при / о = / 1 = / 2 = / 5 = {0}, / 3 = {1}, / 4 = / б = {2} и / 7 = {3}, то L ^ 8pn - 8,если = 1, и L ^ 4pn - 8, если = 1.Таким образом, предложен метод анализа линейной сложности последовательно-стей с периодом 2mpn, построенных на основе обобщённых циклотомических классов.Метод позволяет как явно рассчитать линейную сложность и минимальный многочленрассматриваемых последовательностей, так и оценить её, а также определить характе-ристики последовательностей, обладающих заведомо высокой линейной сложностью.Подробное изложение представленных результатов можно найти в [3].

Ключевые слова

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Едемский Владимир АнатольевичНовгородский государственный университет, г. Великий Новгороддоцент, доктор физико-математических наук, профессор кафедры прикладной математики и информатикиVladimir.Edemsky@novsu.ru
Антонова Ольга ВладимировнаНовгородский государственный университет, г. Великий Новгородаспирантка кафедры прикладной математики и информатикиantonova2906@yandex.ru
Всего: 2

Ссылки

Едемский В. А. О линейной сложности двоичных последовательностей на основе классов биквадратичных и шестеричных вычетов // Дискретная математика. 2010. Т. 22. №1. С. 74-82.
Edemskiy V. А. About computation of the linear complexity of generalized cyclotomic sequences with period pn+1 // Designs, Codes and Cryptography. 2011. V. 61. No. 3. P. 251-260.
Едемский В. А., Антонова О. В. Линейная сложность обобщённых циклотомических последовательностей с периодом 2mpn // Прикладная дискретная математика. 2012. №3 (в печати).
 Линейная сложность обобщённых циклотомических последовательностей с периодом 2p | Прикладная дискретная математика. Приложение. 2012. № 5.

Линейная сложность обобщённых циклотомических последовательностей с периодом 2p | Прикладная дискретная математика. Приложение. 2012. № 5.