Lfsr

為什麼 LFSR 表示為多項式?

  • September 5, 2020

*免責聲明:我既不是電子工程師也不是數學家。

我明白什麼是LFSR。如果 LFSR 由它的抽頭描述,我可以推導出週期序列。*

我的問題是 - 為什麼 LFSR 表示為多項式?

將抽頭表示為 有什麼好處x^n?是什麼x?最後的常數是什麼?

我看到一個非常相似的問題 -為什麼 LFSR 的多項式會這樣稱呼?

但我仍然在問我的問題,因為我不明白答案。我不明白延遲運算符是什麼。所以答案對我沒有用。

此外,該答案並沒有真正涵蓋將其表示為多項式的優勢。

為什麼 LFSR 表示為多項式?

因為它為 LFSR 的行為提供了有用的見解。

如果回饋項由多項式表示 $ P $ , 如果 LFSR 的初始狀態由多項式表示 $ Q $ , 然後是 LFSR 之後的狀態 $ n $ 步驟將是多項式 $ x^n Q \bmod P $ (計算是在多項式上完成的,而不是在基礎欄位上 - 多項式上的代數並不難,但它與您可能習慣的不同)。

為什麼這是一個有用的見解?因為我們可以從這個觀察中確定長期行為。一方面,我們有 $ x^n Q \bmod P = (x^n \bmod P) \times Q \bmod P $ ; 假設常數項 $ P $ 與場特性相對素數,則 $ x^n \bmod P = 1 $ 對於一些 $ n $ ,因此 LFSR 最終將返回其初始狀態(而不是陷入中間狀態循環)。

此外,我們可以推斷,只要 $ Q $ 相對質數 $ P $ , 那麼 LFSR 在返回到原始步長之前將採取的步數與實際設置無關 $ Q $ .

第三,如果 $ P $ 是一個“不可約多項式”,也就是說,如果不存在多項式 $ R, S $ 度數 > 0 st $ P = R \times S $ ,那麼在 LFSR 返回其初始狀態之前所花費的時間量將是 $ p^k $ , 在哪裡 $ p $ 是使用的欄位的大小(如果我們在二進製欄位中執行 LFSR,則為 2)和 $ k $ 是程度 $ P $ .

這些觀察(除了第一個)在 LFSR 的抽象定義中並不明顯。

最後一個問題:

多項式的最後一個常數是多少?

這只是 LFSR 的另一個回饋術語。LFSR 可以用 ‘Fibonacci’ 或 ‘Galois’ 模式表示(上面的抽像對兩者都適用,所以上面討論的哪個都沒有關係)。在“斐波那契”模式(這似乎是您要問的)中,這個常數項對應於用於在 LFSR 中生成新位的回饋項的總和。

引用自:https://crypto.stackexchange.com/questions/83718