loading...
有限域补缺补漏
Published in:2022-02-02 | category: 密码学

​ 今天看到“域”,一时间想不起来其概念和性质,所以写一篇博客来记录这部分的知识点,以防不时之需。

多项式运算

书中介绍到,多项式运算分为三种:

  • 使用代数基本规则的普通多项式运算。
  • 系数运算是模p运算的多项式运算,即系数在有限域GF(p)中。
  • 系数在有限域GF(p)中,且多项式被定义为模一个n次多项式m(x)的多项式运算。

普通多项式运算就不再赘述。

系数在中的多项式运算

​ 系数是域F中的元素的多项式,这种多项式被称为域F上的多项式。在这种情况下,这样的多项式集合是一个环,成为多项式环。

​ 对有限域中的多项式进行多项式运算时,除法运算是可能的。这里并不是说进行整除。在一个域中,给定两个元素a和b,a除以b的商也是这个域中的一个元素。然而,在非域的环R中,普通除法将得到一个商式和一个余式,这并不是整除。

例子:考虑集合S中的除法运算5/3。如果S是有理数集(是域),那么结果可以简单地表示为5/3,这是S中的一个元素。现在假设S是域Z7,在这种情况下,得:

这是一个整除。最后假设S是整数集(是环而不是域),那么5/3的结果是商1和余数2;

因此,除法在整数集上并不是整除。

​ 即使系数集是一个域,多项式除法也不一定是整除。一般来说,除法会产生一个商式和一个余式。所以对于多项式除法叙述如下:给定n次多项式f(x)和m次多项式g(x)(m \leqslant n),若用g(x)除f(x),则得到一个商式q(x)和一个余式r(x),它们满足

​ 若允许有余数,则我们说有限域中的多项式除法是可能的。与整数的长除法相同,长除法也适用于多项式除法。

​ 与整数运算相似,我们把余式r(x)写为f(x) mod g(x),即 r(x) = f(x) mod g(x)。若这里没有余式,即r(x) = 0,则说g(x)整除f(x),并写为g(x)|f(x);等价地,可以说g(x)是f(x)的一个因式或除式。

​ 在有限域GF(2)中,加法等价于异或(XOR)运算,乘法等价于逻辑与(AND)运算。而且,模2加法和减法是等价的:

​ 域F中的多项式f(x)被称为不可约的(既约的),当且仅当f(x)不能表示为两个多项式的积(两个多项式都在F上,次数都低于f(x)的次数)。与整数相似,一个不可约多项式也被称为素多项式。

Next:
RC4
catalog
catalog