Рейтинг:1

Полиномиальная запись LFSR

флаг se

Я следовал вместе с Лекция Кристофа Паара о регистрах сдвига с линейной обратной связью. Он связно объясняет структуру как набор триггеров, где «отводы» определяются битовым вектором (0 — отсутствие касания этого триггера, 1 — касание этого триггера). Это имеет смысл для меня.

Но затем он упоминает, что люди описывают LFSR не как набор триггеров и битового вектора для определения отводов, а как полиномиальное уравнение.

Я не понимаю, что пытается сделать это полиномиальное представление.

Р (х) = х ^ 4 + х + 1 будет представлять собой сеть из 4 триггеров, причем два крайних правых «подключаются» к XOR для нового бита.

Какова ценность Р(х) должно быть? На самом деле, я даже не уверен, что Икс значение есть. Дальнейшие загадки для меня: (1) крайний правый флип-флоп представлен 1. Является ли это сокращением для х^0 ? (2) х^4 термин.... четыре триггера помечены 0,1,2,3. Так почему же термин «степень четыре»?

Заставляет меня задаться вопросом, не является ли это «уравнение» на самом деле уравнением, которое вы ожидаете получить для использования, а каким-то ручным способом просто описать архитектуру LFSR?

kelalaka avatar
флаг in
[Наглядное руководство] (https://crypto.stackexchange.com/a/89829/18298) и $P(x) = 0$ как обычно!
Fractalice avatar
флаг in
Кстати, на той же идее основаны производящие функции в комбинаторике.
Рейтинг:3
флаг ng

Какова ценность $П(х)$ должно быть?

Ничего такого. Мы заинтересованы в коэффициенты полинома $П(х)$, которые ограничиваются Булевы значения $\{0,1\}$. Эти коэффициенты отражают разводку LFSR. Для других полиномов они могут отражать состояние LFSR. Нам редко приходится вычислять этот многочлен $П(х)$, или другие полиномы, которые мы используем, для конкретного значения $х$, или даже указать набор $х$ принадлежит. Думать о $х$ как неуказанная переменная, будь то целые числа $\mathbb Z$, рациональные $\mathbb Q$, реалы $\mathbb R$, комплексы $\mathbb С$, как вы считаете нужным; и уверенно выполнять арифметические действия над такими многочленами по стандартным правилам алгебры, модифицированным $1+1=0$ (эквивалентно, приведя все коэффициенты многочленов по модулю $2$).

Крайний правый триггер представлен $1$. Это сокращение для $х^0$?

Да. Еще одна причина, по которой мы пишем $1$ заключается в том, чтобы избежать необходимости определять $0^0$.

Четыре триггера помечены $0,1,2,3$. Так почему же термин «степень четыре»?

Член четвертой степени встречается только в $П(х)$, который представляет собой разводку LFSR, а не состояние его триггеров. При работе с состоянием оно будет представлено полиномом $S(х)$ степени не более трех.

Также: когда мы уменьшаем любой многочлен по модулю многочлена $П(х)$, остаток $S(х)$ имеет степень строго ниже, чем $П(х)$, поэтому его коэффициенты (обычно новое состояние LFSR) соответствуют четырем триггерам.

Еще один способ увидеть это состоит в том, что термин $х^4$ в $П(х)$ соответствует биту, который выходит из сдвигового регистра при сдвиге на один бит (эквивалентно умножению состояния на $х$), а остальные биты соответствуют настройкам новых состояний каждого триггера.

Заставляет меня задаться вопросом, не является ли это «уравнение» на самом деле уравнением, которое вы ожидаете выдать для использования, а каким-то извилистым способом просто описать архитектуру LFSR?

Верно, $П(х)$ речь идет об архитектуре LFSR. Представление в виде полинома $П(х)$ для архитектуры и $S(х)$ для состояния полезно установить свойства LFSR. В частности, для LFSR в форме Галуа состояние эволюционирует по $S_{i+1}(x)=S_i(x)\,x\bmod P(x)$, откуда следует $S_i(x)=S_0(x)\,x^i\bmod P(x)$.

Примечание: здесь, $\bmod$ дает остаток за полиномиальное деление, опять же с коэффициентами в логических значениях.


¹ Исключения: оценка $П(х)$ в $х=1$ в логических значениях или $х=2$ для целых чисел иногда дают интересные значения.

Ответить или комментировать

Большинство людей не понимают, что склонность к познанию нового открывает путь к обучению и улучшает межличностные связи. В исследованиях Элисон, например, хотя люди могли точно вспомнить, сколько вопросов было задано в их разговорах, они не чувствовали интуитивно связи между вопросами и симпатиями. В четырех исследованиях, в которых участники сами участвовали в разговорах или читали стенограммы чужих разговоров, люди, как правило, не осознавали, что задаваемый вопрос повлияет — или повлиял — на уровень дружбы между собеседниками.