Предлагается способ вычисления степени нелинейности дискретных функций, заданных на циклической группе примарного порядка, основанный на свойствах разложения Ньютона. Найдены значения степени нелинейности для базисных функций этого разложения. Для циклических групп порядков p
и p
приводится распределение числа функций с заданным значением степени нелинейности.
Number of discrete functions on a primary cyclic group with a given nonlinearity degree.pdf Напомним определения из работы [1]. Будем рассматривать функции F : Gm ^ H, где G и H - циклические группы. Считаем, что циклические группы - это аддитивные группы колец вычетов. Степенью нелинейности функции F (обозначается dl F) называется минимальное натуральное число t, такое, что Да1 ... Aat+1 F(x) = 0 при всех ai,... , at+1, x Е Gm, где Д^(x) = F(x + a) - F(x), a, x E Gm. Пусть Dt - множество функций со степенью нелинейности t. Предлагается подход к описанию классов Dt на основе разложения Ньютона. Теорема 1 даёт точные значения степени нелинейности для базисных функций этого разложения. Лемма 1. Пусть n ^ 2, p простое и 1 ^ i ^ pn - 1. Тогда значения производных фуНКц^,и ВД = (x) mod pn Пр„ 1 < x « pn - 1 удовлетворяют равенствам yx\ И J (m0d p^ если (pn,i) = 1, " 1У{ - 1) - yp-)ypn- 1) (mod pn), если (pn,i) = 1. Теорема 1. Пусть n ^ 1 и p простое. Тогда степень нелинейности функции Fj(x) = mod pn, 1 ^ i ^ pn - 1, равна ,i + (t - 1)(p - 1)pn-i + pn - p*, если p* ^ i ^ pt+1 - 1, 1 ^ t ^ n - 1, dl Fi = < если 1 ^ i ^ p - 1. Следствие 1. В условиях теоремы 1 выполняются равенства (p - 1)pn-i + p* - pt+1, если i = p*, 1 ^ t ^ n - 1, dl Fi - dl Fi-1 = . 1, если i = p, 1 ^ t ^ n - 1. Следствие 2. Пусть m ^ 2, n ^ 1, p ^ 2 и разложение функции F : Z^i ^ Zp имеет вид F(xi,...,xm)= n-1 h(ii,... ,im)( x ) •••(x ) modpn il,...,im=0 V^/ \im/ Тогда следующие условия эквивалентны: 1) функция F имеет максимальную степень нелинейности, равную dlF = m(pn + (k - 1)(p - 1)pn-i - 1); 2) коэффициент h(pn - 1,... ,pn - 1) обратим в кольце Zpn, т. е. (h(pn - 1,...,pn - 1),p) = 1; 3) сумма значений функции F является обратимым элементом в кольце Zpn: Y^ F (xi,..., xm) mod pn, pi =1. X\,...,Xm / Данный подход позволяет подсчитать число функций малой и близкой к максимальной степени нелинейности, а также найти точное распределение числа функций w 2 3 с заданным значением степени нелинейности для циклических групп порядков p и p . Теорема 2. Пусть p ^ 2. Тогда число функций степени нелинейности i среди функций вида F : G ^ H, G = H = Zp2, равно 1 , если i = - 1 , |Di| =
Черемушкин Александр Васильевич | Академия криптографии РФ; Институт криптографии, связи и информатики, г. Москва | доктор физико-математических наук, член-корреспондент; заведующий кафедрой | avc238@mail.ru |
Черемушкин А. В. Аддитивный подход к определению степени нелинейности дискретной функции на циклической группе примарного порядка // Прикладная дискретная математика. 2013. №2(20). С. 26-38.
Черемушкин А. В. Вычисление степени нелинейности функции на циклической группе примарного порядка // Прикладная дискретная математика. 2014. №2(24). С. 37-47.