Научная статья на тему 'Вычисление степени нелинейности функции на циклической группе примарного порядка'

Вычисление степени нелинейности функции на циклической группе примарного порядка Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
275
20
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Область наук
Ключевые слова
ДИСКРЕТНЫЕ ФУНКЦИИ / СТЕПЕНЬ НЕЛИНЕЙНОСТИ / РАЗЛОЖЕНИЕ НЬЮТОНА / DISCRETE FUNCTIONS / NONLINEARITY DEGREE / NEWTON EXPANSION

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Черемушкин Александр Васильевич

Предлагается способ вычисления степени нелинейности дискретных функций, заданных на циклической группе примарного порядка, основанный на свойствах разложения Ньютона. Найдены значения степени нелинейности для базисных функций этого разложения. Для циклических групп порядков p 2 и p 3 приводится распределение числа функций с заданным значением степени нелинейности.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по математике , автор научной работы — Черемушкин Александр Васильевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Computation of nonlinearity degree for discrete functions on primary cyclic groups

A method is proposed for computing the nonlinearity degree of a discrete functions defined on a cyclic group of order p n. The method is based on Newton expansion for a discrete function. Theorem 1 presents the values of nonlinearity degree for all basic functions in Newton expansion. Theorems 2 and 3 illustrate number distributions for functions on cyclic groups of order p 2 and p 3 according to their nonlinearity degrees.

Текст научной работы на тему «Вычисление степени нелинейности функции на циклической группе примарного порядка»

2014 Теоретические основы прикладной дискретной математики №2(24)

УДК 519.719.325

ВЫЧИСЛЕНИЕ СТЕПЕНИ НЕЛИНЕЙНОСТИ ФУНКЦИИ НА ЦИКЛИЧЕСКОЙ ГРУППЕ ПРИМАРНОГО ПОРЯДКА

А. В. Черемушкин

Институт криптографии, связи и информатики, г. Москва, Россия

E-mail: avc238@mail.ru

Предлагается способ вычисления степени нелинейности дискретных функций, заданных на циклической группе примарного порядка, основанный на свойствах разложения Ньютона. Найдены значения степени нелинейности для базисных функций этого разложения. Для циклических групп порядков р2 и р3 приводится распределение числа функций с заданным значением степени нелинейности.

Ключевые слова: дискретные функции, степень нелинейности, разложение Ньютона.

Настоящая работа является продолжением [1]. Напомним определения. Рассмотрим функции F : Gm ^ H, где G и H — циклические группы. Для удобства будем считать, что циклические группы — это аддитивные группы колец вычетов. Всюду ниже запись N mod M обозначает остаток от деления натурального числа N на натуральное число M, а запись (N, M) —их наибольший общий делитель. Производная по направлению AaF, а Е Gm, функции F определяется равенствами

AaF (x) = F (x + а) — F (x),

где x Е Gm. Степенью нелинейности функции F (обозначается dl F) называется минимальное натуральное число t, такое, что

Да! ... Дат F (x) =0

при всех ai,..., at+1, x Е Gm. Если такого числа t не существует, то полагаем dl F = то. Если функция F тождественно равна нулю, то для удобства полагаем dl F = —1.

В работе [1] показано, что степень нелинейности у всех функций из этого множества конечна в том и только в том случае, когда |G| = pn, |H| = pk при некотором простом p и натуральных n ^ 1 и k ^ 11, а также dl F ^ m(pn + (k — 1)(p — 1)pn-i — 1) и верхняя граница степени нелинейности достигается для функций, в табличном задании которых имеется одно ненулевое значение равное 1.

Пусть Dt — множество функций со степенью нелинейности равной t:

Dt = {F : dlF = t}, 1 ^ t ^ tmax.

Из работы [1] следует, что Dt С Ker Д1+1, в частности Dt = Ker Д1+1 \ Ker Д1,

Ker Д1 С Ker Д1 С Ker Д? С ■ ■ ■ С Ker Д1тах С Ker Д1тах+1. (1)

1 Заметим, что в формулировке [1, теорема 1] допущена неточность: в условии пропущены слова «для любой функции» степень нелинейности конечна. Следует также заметить, что свойства значений биномиальных коэффициентов по примарному модулю, приведённые в [1], могут быть выведены в качестве следствия из обобщённой теоремы Люка [2].

Если ^ — такая функция, что Д1тах^ = 0, то функции Д1тах-*^ = 0 имеют степень нелинейности і. Поэтому классы при всех числах £ из интервала 1 ^ і ^ £тах не являются пустыми, и в цепочке (1) все включения являются строгими.

В данной работе рассматриваются подходы к описанию классов на основе разложения Ньютона.

Пусть п = к ^ 2 и т ^ 1. Как известно, всякую функцию ^ : Z^ Zpn можно представить в виде

n1

F (xl,...,xm) = Y, h(il,..., im)

i1,...,im=0

xm

im

где О ^ h(il,... , im) ^ pn — 1, О ^ il,...,im ^ pn — 1, и

mod pn

x(x — 1)... (x — i + 1)

i!

при 0 < i ^ pn — 1 и ( „ 1=1.

Подсчитаем степени нелинейности для базисных функций, входящих в это разложение. Пусть

Fj(x) = (Х j mod pn,

x G Zpn, 0 ^ i ^ pn — 1.

Для дальнейшего потребуются следующие простые свойства.

Свойство 1. Если dl F > dl F', то dl (F ± F') = dl F.

Свойство 2. Пусть m ^ 1 и F : Gm ^ H, где G и H — циклические группы порядков pn и pk соответственно, n ^ 2 и k ^ 2. Если k > s ^ 1 и функция F имеет максимальную степень нелинейности dlF = m(pn + (k — 1)(p — 1)pn-1 — 1), то степень нелинейности функции F' : Gm ^ H вида F'(x) = psF(x) mod pk не превосходит

величины

dl F/ ^ m(pn + (k — s — 1)(p — 1)pn 1 — 1)

(3)

Действительно, в силу изоморфизма колец psZpk = Zpk-s функцию F' можно рассматривать как функцию F' : Gm ^ H', где H' — циклическая группа порядка pk-s. Поэтому степень нелинейности функции F' не превосходит максимальной степени нелинейности для функций такого вида, которая в точности равна указанной величине. (Далее будет показано, что при k = n в (3) выполняется равенство.)

Свойство 3. Функция Fpn-1(x) = ( ) mod pn при x G Zpn принимает значе-

кРп — 1

ние 1 только при х = рп — 1, а в остальных точках равна нулю. Поэтому она имеет максимальную степень нелинейности рп + (п — 1)(р — 1)рп-1 — 1.

Это утверждение является прямым следствием способа доказательства теоремы 2 из [1]. Еще одним следствием этой теоремы является

Свойство 4. Пусть т ^ 1 и С и Н — циклические группы порядков рп и рк соответственно, 1 ^ 5 < к ^ п. Тогда функция F : Ст ^ Н вида

F (xl,...,xm) = ps

xl

xm

pn — І pn — І

имеет степень нелинейности m(pn + (k — s — 1)(p — 1)pn-1 — 1).

mod pk

Действительно, при x1 = • • • = xm = pn — 1 функция F принимает значение ps, а в остальных точках равна нулю. Если теперь функцию F рассматривать как функцию F' : Gm ^ H', где H' — циклическая группа порядка pk—s, то она будет иметь единственное ненулевое значение равное 1. Поэтому она имеет максимальную степень нелинейности.

Лемма 1. Пусть M ^ 2 — натуральное число и

Fj(x) = ^x^ mod M.

x G ZM, 0 ^ i ^ M — 1. Тогда при 1 ^ i ^ M — 1 и x G ZM выполняется тождество

AiFi = Fi-i — Fi(M)Fm-i (mod M). (4)

Доказательство. В силу целочисленного тождества

A,(x) . (i — ,).,>i,

при 0 ^ x < M — 1 имеем

A1Fi(x) = Fi((x + 1) mod M) — Fi(x) = Fi(x + 1) — Fi(x) = Fi-1(x) (mod M).

Для x = M — 1 получаем

A1Fi(M — 1) = Fi(0) — Fi(x) = Fi(M) — Fi(M — 1) + Fi(0) — Fi(M) =

= Fi-1(M — 1) — Fi(M) (mod M).

Так как функция Fm-1 (x) принимает значение 1 только при x = M — 1, а в остальных точках равна нулю, то эти равенства можно переписать в виде (4). ■

Лемма 2. П(сть n ^ 2, p простое и 1 ^ i ^ pn — 1. Тогда значения производных

фуНКц^,и ВД = (x) mod pn пр„ 1 < x « pn — 1 уд_ряюТ р_ам

(x) j (i — 0 (mod pn). если (pn.i) = 1.

j (i — x) — (p )(pn — 1) (mod pn). если (pn.i) = 1.

/pn)

Доказательство вытекает из того факта, что ( . j mod pn = 0 только при (pn,i) = 1

(см., например, [1, лемма 1]).

Теорема 1. Пусть n ^ 1 и p простое. Тогда степень нелинейности функции

Fi(x) = f xj mod pn, 1 ^ i ^ pn — 1, равна

i + (t — 1)(p — 1)pn 1 + pn — p*. если p* ^ i ^ pt+1 — 1. 1 ^ t ^ n — 1.

^n— 1 I ^n

■ / —i— i i. — i м ii — II/ ' *

dl Fi .

i. если 1 ^ i ^ p — 1.

Доказательство. Определим рекурсивно семейство деревьев Др(п,к), к = = 1, 2,... При к =1 дерево Др(п, 1) представляет собой цепь с вершинами, помеченными последовательно числами 0,1,... ,рп — 1, и корнем в вершине с пометкой рп — 1. Если деревья при к = 1, 2,... , £ — 1 уже построены, то дерево Др(п, £) получается из дерева Др(п, 1) путём присоединения к каждой вершине с пометкой вида р5а, (а,р) = 1, при 1 ^ в ^ £ — 1 ребра, соединяющего эту вершину с корнем дерева Др(п, в) (см. рис. 1).

D2(3, 3) Ds(2, 2)

7 8

Рис. 1. Деревья ^2(3, 3) и В3(2, 2)

В терминах свойств этого дерева удобно интерпретировать значения степеней нелинейности. Поставим в соответствие г-й вершине исходного дерева Др(п, 1) биномиальный коэффициент ^ . Тогда переходу от вершины г к г — 1 в дереве Др(п, к) соответ-

ствует взятие производной Д^ причём точкам присоединения деревьев соответствует появление дополнительных слагаемых, возникающих в соответствии с формулой

Д'С) * (,—,)—юи,)>-■ л

V» , к

Нетрудно видеть, что степень нелинейности функции mod p при x Е Zn равна

W

высоте поддерева с корнем в вершине i, т. е. длине максимального пути от i-й вершины до листьев дерева Dp(n, k).

Рассмотрим теперь дерево Dp(n,n) и вычислим значения dl Fj, 1 ^ i ^ pn — 1. Воспользуемся индукцией по t. При t = 0 все значения i из интервала 0 ^ i ^ p — 1 взаимно просты с p, (i,p) = 1. По лемме 2 получаем dl Fi-i = dl Fj — 1. Так как при i = 1 имеем dl F1 = 1, то для значений i в этом интервале выполнено равенство dl Fj = i.

Предположим, что для значений £, меньших 5, равенство выполняется. Докажем его для £ = 5. В силу лемм 5 и 6 из [1] достаточно рассмотреть случай, когда используется только производная так как остальные производные могут быть выражены через неё. При г = р5 имеем

x

x

ps — 1

x

pn — 1

(mod pn).

В силу леммы 1 из [1] и того факта, что умножение на обратимый элемент не изменяет значения степени нелинейности функции, получаем

dl

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

x

pn — 1

dl

Р"

x

pn — 1

Это значение совпадает с высотой дерева Др(п, 5) ив силу свойства 4 равно

dl

x

pn — 1

= pn + (s — 1)(p — 1)pn—1 — 1

По предположению индукции

dl

x

ps — 1

ps — 1 + (s — 2)(p — 1)pn—1 + pn — p

Значит, по свойству 1 имеем dl Fps = pn + (s — 1)(p — 1)pn—1.

Рассмотрим теперь случай ps < i ^ ps+1 — 1. В этом интервале встречаются только числа вида i = pra, (p, а) = 1, при r ^ s. В графе Dp(n,n) точке i = prа при r ^ 1 соответствует присоединение к дереву Dp(n, 1) дерева Dp(n, r). Так как все такие вершины находятся выше вершины с пометкой ps, а высота дерева Dp(n, r) не превосходит высоты дерева Dp(n, s), то присоединение этих деревьев не изменит длину максимального пути от i-й вершины до листьев дерева Dp(n, n), который будет проходить через вершину с пометкой ps. Значит, dl F = dl Fps + i — ps = pn + (s — 1)(p — 1)pn—1 + i — ps. ■

Следствие 1. Пусть n ^ 1, p простое. Тогда для степеней нелинейности функций Fj(x) = ( . j mod pn, 1 ^ i ^ pn — 1, выполняются равенства

dl Fi — dl Fi— 1

(p — 1)pn 1 + p* — pt+1,

если i

p*

Следствие 2. Пусть n ^ 1, p ^ 2 и разложение функции F : Zpn ^ Zpn имеет

вид

pn—1 /x\

F(x) = аЛ ) mod pn.

i=0 W

Тогда следующие условия эквивалентны:

1) функция F имеет максимальную степень нелинейности;

2) коэффициент apn—1 обратим в кольце Zpn, т. е. (apn—1,p) = 1;

3) сумма значений функции F является обратимым элементом в кольце Zpn:

/pn—1 \

( F(x) mod pn, p =1.

V ж=0 )

n

s

n

s

1

Доказательство. Эквивалентность первого и второго условий вытекает из теоремы 1 и свойства 1. Для доказательства эквивалентности второго и третьего условий воспользуемся следующим свойством суммы биномиальных коэффициентов:

Sv у

x + Г у +1J’

справедливым при всех х ^ у ^ 0. Его доказательство легко проводится индукцией по х:

' г\ X—V А /х\ ( х \ /х\ /х +

чУ + 1

i=0 у

уу

i=0 у у

+

У + V + \У

С помощью этого равенства получаем

pn ^ _ J 0 (mod pn), 0 ^ i ^ pn — 2,

i + 1/ I 1 (mod pn), i = pn — 1,

pn—1

откуда F(x) = apn—1 (mod pn). ■

ж=0

Следствие 3. Пусть m ^ 2, n ^ 1, p ^ 2 и разложение функции F : Z^; ^ Zpn имеет вид (2). Тогда следующие условия эквивалентны:

1) функция F имеет максимальную степень нелинейности равную

dl F = m(pn + (k — 1)(p — 1)pn—1 — 1);

2) коэффициент h(pn — 1,... ,pn — 1) обратим в кольце Zpn, т. е.

(h(pn — 1,...,pn — 1),p) = 1;

3) сумма значений функции F является обратимым элементом в кольце Zpn:

F(x1,... , xm) mod pn, p I =1.

Доказательство проводится полностью аналогично.

Следствие 4. Пусть m ^ 1 и F : Z^; ^ Zpn, где n ^ 2. Если n > s ^ 1 и функция F имеет максимальную степень нелинейности m(pn + (n — 1)(p — 1)pn—1 — 1), то степень нелинейности функции F' : Gm ^ H вида F'(x) = psF(x) mod pn равна

dl F' = m(pn + (n — s — 1)(p — 1)pn—1 — 1).

Доказательство. Рассмотрим разложение Ньютона функции F вида (2). В силу следствия 3 и свойства 1 можно считать, что функция F имеет в своём задании единственное ненулевое значение, причём оно должно быть взаимно просто с p. Пусть, например, F(0) = 1 (в противном случае можно перейти к функции F'' = = F(0) —1F mod pn). Значит, у функции F'(x) также одно ненулевое значение F(0) = ps. При гомоморфизме Zpn ^ Zpn-s элементу ps соответствует элемент 1 £ Zpn-s. Поэтому для степени нелинейности функции F'(x) в неравенстве (3) на самом деле должно стоять равенство. ■

Следствие 5. При п ^ 1, р ^ 2 число функций максимальной степени нелинейности среди функций вида Г : Zpn ^ Zpn равно

1А,„«| = ^(р>“(р"-1> = (р - 1)р”р*-‘ = Л - р) р“р"

Следствие 6. При т ^ 1, п ^ 1, р ^ 2 число функций максимальной степени нелинейности среди функций вида Г : Zmn ^ Zpn равно

1А„, | = ^(р")р"<р"“-1> = (р - 1)р"р™-1 = - р)р"р™.

Следствие 7. Пусть п ^ 2, р ^ 2. Тогда число функций степени нелинейности г при 0 ^ г ^ р - 1 среди функций вида Г : Zpn ^ Zpn равно

I А| = (рп - 1)рга

Следствие 8. Пусть п ^ 2, р ^ 2. Тогда число функций степени нелинейности ^тах - г при 1 ^ г ^ р - 1 среди функций вида Г : Zpn ^ Zpn равно

|Атах-г| = (р - 1)рпрЗД.

Доказательство. В силу следствия 3 при г =1

dl

x

^pn — 1

pn + (n — 2)(p — 1)pn — 1

Поскольку при n ^ 2 выполняется неравенство dl

x

^pn — 1

^ pn + (n — 2)(p — 1)pn 1 — 1 < pn + (n — 1)(p — 1)pn 1 — 2 = dl

pn — 2

x

то в этот класс попадают только функции, у которых в разложении Ньютона коэффициент при ^ ^ вз таких функций равно

циент при ( ) взаимно прост с p, а коэффициент при ( ) кратен p. Число

pn — 2 pn — 1

(p — 1)p2(n—1)pn(pn—2) = (p — 1)pnpn—2.

Далее для 2 ^ i ^ p — 1 можно воспользоваться индукцией. ■

Пример 1. Пусть G = H = Z4. Подсчитаем число функций F : G ^ H для каждого возможного значения степени нелинейности. Всего имеется 256 таких функций. Рассмотрим разложение Ньютона функции F

F(x) = й0 + а1 (д) + а2 (2) + аз (з) mod 4, a £ Z4, 0 ^ i ^ 3.

С помощью теоремы 1 и следствия 3 подсчитаем степени нелинейности функций

2г^ mod 22, 0 ^ i ^ 1, 2 ^ j ^ 3 (табл. 1):

Т а б л и ц а І

Пользуясь табл. 1, найдём возможные значения коэффициентов разложения Ньютона для каждого значения степени нелинейности (табл. 2):

Таблица 2

dl F а с ai а2 аз Число F

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

5 * * * 1,3 128

4 * * 1,3 2 64

3 * * О,2 2 32

2 * * 2 О 16

1 * 1-3 О О 12

О 1-3 О О О 3

— 1 О О О О 1

Примечание. Символ «*» означает, что соответствующий коэффициент может принимать любое значение из Z4.

Пример 2. Для G = H = Z9 уже будет 387 420 489 функций. Рассмотрим разложение Ньютона функции F:

F(x) = й0 + «1 ^x) + а2 (2) + ... «8 (б) mod 9, « £ Z9.

С помощью теоремы 1 и следствия 3 находим степени нелинейности функций x2

3і ( . ) mod 3 , О ^ i ^ 1, 2 ^ j ^ S (табл. З, см. также рис. І)

Т а б л и ц а З

Теперь выпишем возможные значения коэффициентов разложения Ньютона для каждого значения степени нелинейности (табл. 4):

Таблица 4

dl F ao ai a2 аз a4 a5 a6 a7 as Число F

14 * * * * * * * * - 0,3,6 258 280 326

13 * * * * * * * - 0,3,6 0,3,6 86 093 442

12 * * * * * * - 0,3,6 0,3,6 0,3,6 28 697 814

11 * * * * * - 0,3,6 0,3,6 0,3,6 0,3,6 9 565 938

10 * * * * - 0,3,6 0,3,6 0,3,6 0,3,6 0,3,6 3188 646

9 * * * - 0,3,6 0,3,6 0,3,6 0,3,6 0,3,6 0,3,6 1062 882

8 * * * 0,3,6 0,3,6 0,3,6 0,3,6 0,3,6 3, 6 354 294

7 * * 0,3,6 0,3,6 0,3,6 0,3,6 0,3,6 3, 6 0 118098

6 * * 0,3,6 0,3,6 0,3,6 0,3,6 3, 6 0 0 39 366

5 * * 0,3,6 0,3,6 0,3,6 3, 6 0 0 0 13122

4 * * 0,3,6 0,3,6 3, 6 0 0 0 0 4 374

3 * * * 3, 6 0 0 0 0 0 1458

2 * * 1-8 0 0 0 0 0 0 648

1 * 1-8 0 0 0 0 0 0 0 72

0 1-8 0 0 0 0 0 0 0 0 8

— 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

Примечание. Обозначение «— 0,3,6» использовано для множества {1, 2,4, 5, 7, 8}.

Данный пример можно обобщить следующим образом.

Теорема 2. Пусть р ^ 2. Тогда число функций степени нелинейности г среди функций вида Г : С ^ Н, С = Н = Zp2, равно

1, если г = -1,

|А| = ^ р2г(р2 - 1), если 0 ^ г ^ р - 1,

рг+^р - 1), если р ^ г ^ р2 + (р - 1)р - 1.

Доказательство вытекает из табл. 5 со значениями степеней нелинейности функций x

) mod p2, 0 ^ i ^ 1, 2 ^ j ^ p2 — 1.

j

Таблица 5

x

p — 1

x

p +1

p2 +1 p + 1

p2 — 1

p — 1 p — 1

p2

p

p2 + (p — 1)p — 1 p2 — 1

x

Пример 3. Для G = H = Zg имеется 16 777 216 функций. Рассмотрим разложение Ньютона функции F:

F(x) = й0 + aJ 1 j + «2 ( x ) +-----+ aM x ) mod 8, « £ Zg.

Выпишем степени нелинейности функций 2М mod 2 , 0 ^ i ^ 2, 2 ^ j ^ 7 (табл. 6,

j

см. также рис. 1):

Таблица 6

Отсюда вытекают возможные значения коэффициентов разложения Ньютона для каждого значения степени нелинейности (табл. 7):

Таблица 7

ш г ао ах а2 аз а4 а5 а6 а7 Число Г

15 * * * * * * * 1,3,5,7 8388 608

14 * * * * * * 1,3,5,7 0,2,4,6 4194 304

13 * * * * * 1,3,5,7 0,2,4,6 0,2,4,6 2 097152

12 * * * * 1,3,5,7 0,2,4,6 0,2,4,6 0,2,4,6 1 048 576

11 * * * * 0,2,4,6 0,2,4,6 0,2,4,6 2, 6 524 288

10 * * * * 0,2,4,6 0,2,4,6 2, 6 0,4 262 144

9 * * * * 0,2,4,6 2, 6 0,4 0,4 131072

9 * * * 1,3,5,7 0,2,4,6 0, 4 0,4 0,4 65 536

8 * * * 0,2,4,6 2, 6 0, 4 0,4 0,4 32 768

8 * * 1,3,5,7 0,2,4,6 0, 4 0, 4 0,4 0,4 16 384

7 * * 0,2,4,6 0,2,4,6 0, 4 0, 4 0,4 4 8192

6 * * 0,2,4,6 0,2,4,6 0, 4 0, 4 4 0 4 096

5 * * 0,2,4,6 0,2,4,6 0, 4 4 0 0 2 048

4 * * 0,2,4,6 0,2,4,6 4 0 0 0 1024

3 * * 0,2,4,6 2, 4, 6 0 0 0 0 768

2 * * 2, 4, 6 0 0 0 0 0 192

1 * 1-7 0 0 0 0 0 0 56

0 1-7 0 0 0 0 0 0 0 7

-1 0 0 0 0 0 0 0 0 1

Этот пример также можно обобщить в виде следующей теоремы.

Теорема 3. Пусть р ^ 2. Тогда число функций степени нелинейности г среди функций вида Г : С ^ Н, С = Н = Zpз, равно

1А|

1,

рЗг(рЗ - 1), р р р р

^(р2 - 1), ^^(р - 1),

- 1),

2

(р - 1),

если г = - 1 ,

если 0 ^ г ^ р - 1,

если р ^ г ^ р2 - 1,

если р2 ^ г ^ р3 - 1,

если р3 ^ г ^ р3 + р2 - р - 1,

если р3 + р2 - р ^ г ^ р3 + 2(р - 1)р2 - 1.

Доказательство вытекает из табл. 8 со значениями степеней нелинейности функций

X

Т а б л и ц а В

x

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

p - І

p2 - І

p3 - І

p3 + 2(p — !)p2 — І p3 + (p — !)p2 — І p3 — І

p — І p3 ... p3 + p2 — p — І p2 + 2(p — 1)p2

p — І p . . . p 2 — І p 3

p — І p . . . p 2 — І p 2

x

x

p

Теперь нетрудно выписать возможные значения коэффициентов разложения Ньютона для каждого значения степени нелинейности (табл. 9):

Таблица 9

dl F ас . . ар-1 ар . . ар2-1 ар2 . . . а2 p 2 - p - 1 а2р2-р . . ар3-1 Число F

p3 + 2(p - 1)p2 - 1 * • • * * . .* *. .. * *. . . n p3p3-1(p - 1)

p3 + 2(p - 1)p2 - 2 * • • * * . .* *. .. * *. . . p p3p3-2(p - 1)

p3 + p2 - p * • • * * . .* *. .. * n. . . p pp3+3p2-p(p - і)

p CO + p to - p - * • • * * . .* p. . . ip p2 . . . p 2 pp3+3p2-p-2(p - 1)

p со + p to - p - * • • * * . .n p. . . p 2 p2 . . . p 2 pp +3p p 3 (p — 1)

p3 * • • * * . .p ip . . p2 p2 .. .. .. p2 pp3+p2+p+1(p - l)

p3 * • • * n . .p p2 . . . p 2 p2 . . . p 2 pp3+p2+p(p - l)

p3 -1 * • • * * . .p p. .. p p2 . . . i p 2 pp3+p2+p-1(p - l)

2 - 3 p * • • * * . .p p. .. p p2 . . . о pp3-2p2-p-2(p - l)

p .. -.. 2 p 2 * • • * p . .p p. .. p i p 2 . . . о -. (p .. p( .2 - 2 p 4 p

- p - 2 p 2 * • • * p . . .p p. . . i p2 о. . . о p4p -2p-1(p - l)

p2 +1 * • • * p . . .p p. .. о о. . . о p2p2+p+1(p - l)

p2 * • • * p . . .p ip2 . .. о о. . . о p to p2 + (p p -

p2 - 1 * • • * p . . . p \ о о . .. о о. . . о p2p2+p-2(p2 - l)

2 - 2 p * • • * p . . .о о. .. о о. . . о p2p2+p-4(p2 - l)

p + 1 * • • * p . . .о о. .. о о. . . о p3p+2(p2 - l)

p * • • * p \ о . .о о . .. о о. . . о p co (p p to -

p -1 * • • • = о о . .о о . .. о о. . . о p3(p 1)(p3 - 1)

2 - p * . .. о о . .о о. .. о о. . . о - 3 (p 2) 1 (p 3( p

о = о ... о о . .о о. .. о о. . . о p3 -1

-1 о. .. о о . .о о . .. о о. . . о 1

Примечание. * — произвольное значение; p — кратные p; p2 — кратные p2; ip — кратные p, но не p2, без нуля; ip2 — кратные p2 без нуля; p\ 0 — кратные p без нуля; = 0 — произвольное значение, не равное нулю.

ЛИТЕРАТУРА

1. Черемушкин А. В. Аддитивный подход к определению степени нелинейности дискретной функции на циклической группе примарного порядка // Прикладная дискретная математика. 2013. №2(20). С. 26-38.

2. Granville A. Arithmetic properties of binomial coefficients. I. Binomial coefficients modulo prime powers // Organic Math. (Burnaby, BC, 1995), CMS Conf. Proc., 20, Amer. Math. Soc., Providence, RI, 1997. P. 253-276.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.