2. Порождение элементов поля gf(pn)1) .
Итак, конечные
поля порядка pn,
где характеристика p
простое число, а размерность n
натуральное число, порождаются с помощью
неприводимых многочленов степени n.
В особенности удобно использовать
примитивные неприводимые многочлены
;
в этом случае соответственно изложенному
выше простое поле GF(p)
может быть расширено до поля
за счет присоединения к полю GF(p)
корня
многочлена
(при этом приходим к операциям в
расширенном поле по двум модулям p
и
).
Алгоритм последовательного образования элементов расширенного поля GF(pn) сводится к следующему:
корень многочлена выбирается как примитивный элемент поля, то есть принимается = 0, откуда вытекает
,
где
многочлен
-ой
степени, полученный из равенства
= 0 переносом старшего терма в левую
сторону.элементы поля
сопоставляются со степенями
и двоичными комбинациями из n
компонент:
N = 0 (000...000) |
N = 1 (000...001)
|
N = 2 (000...010)
|
. . . . . . . . . |
N = n 1 (010...000)
|
N = n (100...000)
|
элементы поля
получаются один за одним путем сдвига
влево предыдущей комбинации для всех
n
разрядов, при этом, если в
-м
разряде слева (разряде переполнения)
оказывается 0, то полученная в результате
сдвига комбинация остается без изменения;
в другом случае, если в указанном разряде
переполнения появляется 1, то она
откидывается, а к полученной комбинации
прибавляется поразрядно по модулю 2
двоичное представление
.
Комментарий.
Таким образом,
примитивным элементом
берется комбинация (000...010), то есть N
= 2. Двоичные комбинации для N,
которые равняются
,
содержат строго по одной единице, которая
последовательно сдвигается влево
в сторону старших разрядов, что отвечает
умножению предыдущего элемента N
на
.
Дальнейший сдвиг влево для получения
элемента N =
,
то есть
,
приводит к переполнению
возникновению
-го
разряда. Это переполнение устраняется
с помощью коррекции путем прибавления
к разрядам по модулю 2 двоичного
представления
,
которое равняется (по модулю неприводимого
многочлена
)
значению разряда переполнения
.
Процесс формирования элементов полей
для n
= 2, ..., 5 иллюстрируют табл.1,2.
Если характеристика
поля
,
то процедура генерации элементов
отличается лишь тем, что в разряде
переполнения может появиться любой
элемент
Таблица 1. Порождение полей Галуа характеристики 2 маленьких порядков.
|
|
|
|||||||
N |
GF |
N |
GF |
N |
GF |
N |
GF |
N |
GF |
0 |
0 0 |
0 |
0 0 0 |
4 |
0 1 1 |
0 |
0 0 0 |
4 |
1 0 1 |
1 |
0 1 |
1 |
0 0 1 |
5 |
1 1 0 |
1 |
0 0 1 |
5 |
1 1 1 |
2 |
1 0 |
2 |
0 1 0 |
6 |
1 1 1 |
2 |
0 1 0 |
6 |
0 1 1 |
3 |
1 1 |
3 |
1 0 0 |
7 |
1 0 1 |
3 |
1 0 0 |
7 |
0 1 0 |
Таблица 2. Порождения полей Галуа характеристики 2 маленьких порядков
-
,
,
N
GF
N
GF
N
GF
0
0 0 0 0
0
0 0 0 0 0
16
1 1 1 1 1
1
0 0 0 1
1
0 0 0 0 1
17
1 1 0 1 1
2
0 0 1 0
2
0 0 0 1 0
18
1 0 0 1 1
3
0 1 0 0
3
0 0 1 0 0
19
0 0 0 1 1
4
1 0 0 0
4
0 1 0 0 0
20
0 0 1 1 0
5
0 0 1 1
5
1 0 0 0 0
21
0 1 1 0 0
6
0 1 1 0
6
0 0 1 0 1
22
1 1 0 0 0
7
1 1 0 0
7
0 1 0 1 0
23
1 0 1 0 1
8
1 0 1 1
8
1 0 1 0 0
24
0 1 1 1 1
9
0 1 0 1
9
0 1 1 0 1
25
1 1 1 1 0
10
1 0 1 0
10
1 1 0 1 0
26
1 1 0 0 1
11
0 1 1 1
11
1 0 0 0 1
27
1 0 1 1 1
12
1 1 1 0
12
0 0 1 1 1
28
0 1 0 1 1
13
1 1 1 1
13
0 1 1 1 0
29
1 0 1 1 0
14
1 1 0 1
14
1 1 1 0 0
30
0 1 0 0 1
15
1 0 0 1
15
1 1 1 0 1
31
1 0 0 1 0
Процесс формирования
полей
для n
= 2 и 3 представлен в табл.3
из ПСЛ
по модулю p.
В этом случае к текущей n-разрядной
комбинации прибавляется по модулю p
исправление в виде двоичного представления
многочлена
,
которое домножается на число
,
удовлетворяющее условию
,
где умножение также выполняется по
модулю p.
Рассмотрим еще один важный для дальнейшего вопрос, связанный с отображениями полей в себя.
Таблица 3. Порождения полей для n = 2,3.
|
|
||||||
N |
GF |
N |
GF |
N |
GF |
N |
GF |
0 |
0 0 |
0 |
0 0 0 |
9 |
2 0 2 |
18 |
2 1 0 |
1 |
0 1 |
1 |
0 0 1 |
10 |
0 1 1 |
19 |
1 2 1 |
2 |
1 0 |
2 |
0 1 0 |
11 |
1 1 0 |
20 |
2 2 2 |
3 |
2 1 |
3 |
1 0 0 |
12 |
1 1 2 |
21 |
2 1 1 |
4 |
2 2 |
4 |
0 1 2 |
13 |
1 0 2 |
22 |
1 0 1 |
5 |
0 2 |
5 |
1 2 0 |
14 |
0 0 2 |
23 |
0 2 2 |
6 |
2 0 |
6 |
2 1 2 |
15 |
0 2 0 |
24 |
2 2 0 |
7 |
1 2 |
7 |
1 1 1 |
16 |
2 0 0 |
25 |
2 2 1 |
8 |
1 1 |
8 |
1 2 2 |
17 |
0 2 1 |
26 |
2 0 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
