FiniteFieldElement

FiniteFieldElement[ff,ind]

给出索引为 ind 的有限域 ff 的元素.

FiniteFieldElement[ff,{c0,c1,c2,}]

给出有限域 ff 的元素 c0+c1θ+c2θ2+,其中 θff 的域生成器.

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范例

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基本范例  (1)

表示一个特征为 、扩张度为 的有限域:

使用多项式系数指定域的一个元素:

等效规范:

使用索引指定域的元素:

等效规范:

做算术:

做多项式代数:

有限域元素是原子对象:

提取有限域元素的属性:

范围  (13)

表示和属性  (4)

表示一个特征为 、扩张度为 的有限域:

使用多项式系数指定域的一个元素:

等效规范:

有限域元素是原子对象:

从有限域元素中提取多项式系数和域:

使用索引指定域的元素:

等效规范:

从有限域元素中提取索引和域:

从有限域元素中提取域属性:

使用 Information 提取属性:

域加法和乘法单位元的索引为

构造一个使用元素指数表示的有限域:

该域的所有非零元素都是索引为 的元素的幂:

域加法和乘法单位元的索引为

的每个元素也可以表示为 次的多项式:

大的索引以缩写格式排版:

大的特征按符号 p 排版:

算术  (3)

在有限域中执行算术运算:

有理数幂仅适用于指数分母

对于某些域元素,平方根可能不存在:

算术运算将整数视为域的元素:

有理数需要在域特征模下有效:

使用 Element 决定哪些有理数可以用域元素标识:

为了比较的目的,有理数用域元素标识:

不同有限域的元素不能合并:

具有相同特征和不可约域但不同元素表示的域是允许的:

自同构和嵌入  (2)

计算有限域元素的所有共轭:

共轭是 a 的最小多项式的根:

弗罗贝尼乌斯自同构将 映射到

计算一个有限域在另一个有限域中的嵌入:

通过嵌入映射有限域元素:

嵌入保留算术运算:

有限域上的多项式  (2)

在有限域上计算多项式:

展开乘积:

计算最大公因式:

约去一个分数:

计算商和余数:

分解一个多项式:

计算结果:

计算多元多项式:

在有限域的扩张上对多项式进行因式分解:

上的不可约多项式,在将 嵌入更大的域 后进行因式分解:

有限域上的线性代数  (1)

对有限域上的矩阵进行计算:

矩阵相乘:

计算矩阵的幂:

计算行列式:

计算逆矩阵:

求解线性方程:

计算矩阵的秩和零空间:

计算矩阵的 LU 分解:

对矩阵进行行约化:

求矩阵的特征多项式:

有限域上的方程  (1)

求解有限域上的方程:

单变量方程:

线性方程组:

多项式方程组:

求解的实例:

消除量词:

应用  (8)

执行纠错码. 汉明码将 位消息编码为 位序列,并且可以纠正至多一个错误:

为使用指数元素表示法的具有 个元素的有限域,令 是用于构造 的不可约多项式,令 的生成器:

编码后的消息是 的系数列表,其中 的系数列表是原始消息:

为多项式,该多项式的系数列表是接收到的消息:

如果接收到的消息没有错误,则 ,因此

如果接收到的消息在位置 包含一个错误,则 ,因此

检查并更正收到的消息:

要对消息进行解码,需要计算 的系数列表:

当接收到的消息没有错误或有一个错误时,解码后的消息是正确的:

为任意质数幂 构造 个正交的 阶拉丁方阵. 阶拉丁方阵是一个 数组,其中每一行和每一列都包含恰好 个元素中的每个元素一次. 如果通过并置两个数组形成的 个数对都不同,则称这对拉丁方阵是正交的:

验证所有数组都是拉丁方阵:

验证所有数组对都是正交的:

如果 时,和 都是不同的,那么一个有限的整数集合 是一个西顿集合(Sidon set). 对于质幂 ,在 中构造一个 个整数的西顿集合:

验证 是长度为 的西顿集合:

对于有 个字母的字母表,阶 的 de Bruijn 序列是字母表中 个字母的循环序列 ,使得 个字母的每个序列作为 的子序列恰好出现一次. 为一个有 个字母的字母表构造一个阶数为 的 de Bruijn 序列,取质幂

验证对于一个有 个字母的字母表, 是阶数为 的 de Bruijn 序列:

如果 的所有项为 H.TemplateBox[{H}, Transpose]=n I_n,则 矩阵 是哈达玛(Hadamard)矩阵. 为任意素幂 构建一个阶数为 的哈达玛矩阵,其中 TemplateBox[{{q, =, 3}, 4}, Mod]

实现高级加密标准(AES)算法中使用的 Rijndael S 盒步骤. 第一部分称为 Nyberg S 盒,使用 中的乘法逆:

第二部分涉及 上的仿射变换:

前向 S 盒由这两部分组成:

用十六进制符号计算前向 S 盒表:

定义逆 S 盒变换:

用十六进制符号计算逆 S 盒表:

验证逆 S 盒是正 S 盒的逆:

使用 2049 位素数实现 DiffieHellman 公钥密码系统:

查找域 的基元元素:

第一个用户选择一个私钥

公钥由 组成:

第二个用户选择

要发送 2048 位信息 ,第二个用户发送

第一个用户可以通过计算 恢复

实现数字签名方案. 固定一个质数 ,并找到 的基元

选取一个秘密整数 ,并公布

信息 的签名是一对 小于 并使得 的正整数. 计算签名需要知道秘密整数

签名可通过公开信息进行验证:

为随机生成的信息计算签名:

验证签名:

属性和关系  (9)

具有特征 和扩张度 的有限域具有 个元素:

具有特征 的有限域的元素满足

因此映射 是一个域自同构,称为 FrobeniusAutomorphism

域生成器 是不可约域的根:

使用 FrobeniusAutomorphism 的剩余根:

使用 MinimalPolynomial 求有限域元素的最小多项式:

上的最小多项式:

的子域上具有 个元素的最小多项式:

具有 个元素的有限域的所有元素都是 的根:

实际上,

上的 次不可约多项式在具有 个元素的域中有 个根:

使用 IrreduciblePolynomialQModulusp 验证在 上的不可约性:

使用 FactorExtension 验证 f 上线性因子的乘积:

使用 MultiplicativeOrder 求有限域元素的乘法阶:

使用 FiniteField[p,1] 在质数域 上计算:

与使用 Mod 获得的结果进行比较:

上的多项式计算:

与使用 Modulus 选项获得的结果进行比较:

使用 FromFiniteFieldIndex 来获取指定索引的域元素:

FiniteFieldIndex 给出了域元素的索引:

Wolfram Research (2023),FiniteFieldElement,Wolfram 语言函数,https://reference.wolfram.com/language/ref/FiniteFieldElement.html (更新于 2024 年).

文本

Wolfram Research (2023),FiniteFieldElement,Wolfram 语言函数,https://reference.wolfram.com/language/ref/FiniteFieldElement.html (更新于 2024 年).

CMS

Wolfram 语言. 2023. "FiniteFieldElement." Wolfram 语言与系统参考资料中心. Wolfram Research. 最新版本 2024. https://reference.wolfram.com/language/ref/FiniteFieldElement.html.

APA

Wolfram 语言. (2023). FiniteFieldElement. Wolfram 语言与系统参考资料中心. 追溯自 https://reference.wolfram.com/language/ref/FiniteFieldElement.html 年

BibTeX

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BibLaTeX

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