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线性码的Hull的研究

批准号:
12101277
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
黄鑫梅
依托单位:
学科分类:
安全中的数学理论
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
黄鑫梅

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
线性码的Hull是指它与其对偶码的交集,是近年来纠错码领域的一个研究热点。Hull维数越低则确定线性码的自同构群的算法复杂度越低,Hull维数为0的LCD码在密码学中有着重要应用,自对偶码在编码、密码、组合等学科都有重要应用。本项目主要利用代数、数论、组合等工具辅以计算机搜索,研究Hull维数为1的线性码、LCD码和自对偶码的构造和重量分布问题,具体内容如下:1)根据GRS码(扩展的GRS码)的特点,研究它们Hull的特征,构造出一些新参数的Hull维数达到最大值的MDS自对偶码、LCD码和Hull维数为1的码;2)分析Hull维数为1的BCH码的生成多项式以及线性码的生成矩阵的特点,构造出一些Hull维数为1的码,并利用数论或组合工具计算其重量分布;3)构造一些校验多项式的零点数较少的二元、三元LCD BCH码,利用指数和等工具计算它们的重量分布。
英文摘要
The hull of a linear code refers to its intersection with its dual code, which is a research hotspot in the field of error-correcting codes in recent years. The lower the hull dimension is, the lower the algorithm complexity is to determine the automorphism group of linear codes. LCD codes with hull dimension 0 have important applications in cryptography, and self-dual codes have important applications in coding, cryptography, combinatorics and other disciplines. In this project we mainly use the tools of algebra, number theory, combinatorics, supplemented by computer search, to investigate the construction of linear codes with hull dimension 1, LCD codes and self-dual codes and their weight distributions. The details are described as follows: 1) investigate the properties of GRS codes (Extended GRS codes) with hull dimensions 1, 0 and half of the code length, search some optimal linear codes with the properties, construct some optimal linear codes with new parameters; 2) investigate the properties of BCH codes with hull dimension 1 and the generator matrix of linear codes with hull dimension 1, construct linear codes with the properties, and calculate their weight distributions; 3)construct some binary and ternary LCD BCH codes, whose parity polynomials have less zeros, study their weight distribution by using exponential sums and other tools.
随着通信技术的飞速发展,尤其是5G以及未来6G等超高可靠性低时延网络通信技术的兴起,编码理论面临着更高的要求。线性码的hull的概念最初由Assmus等学者在有限射影平面分类研究中提出,为射影几何分类提供了重要的数学支撑。随着编码理论的不断发展,人们发现hull的维数对线性码自同构群算法的计算效率具有显著影响,低维数可大幅降低算法复杂度。此外,hull的结构特征是判断线性码置换等价的关键依据,能够有效提升编码等价性检查的效率。在密码学和量子纠错码等领域,hull也发挥着重要作用,例如提升密码学应用的安全性以及构造纠缠辅助量子纠错码,展现出其在编码理论及相关领域的广泛应用价值。.本项目主要研究了以下内容:(1)在广义 Reed-Solomon(GRS)码的研究工作里,我们对其多项式表达形式展开深度挖掘,经过严谨的推导,成功揭示了生成多项式与校验多项式之间的内在联系,同时明确了GRS码的hull结构。另外,在前期对二元、三元本原LCD BCH码系统性研究的基础上,我们针对长度为(q^m-1)/a、设计距离为δ且hull维数为0和1的BCH码开展了初步研究。(2)构造了两类循环扩展的双纠错Goppa码,给出了这两类码的参数。Goppa码作为GRS码的子域子码,不仅在自身的研究范畴内具备重要价值,而且为GRS码的深入研究提供了全新的研究思路与方法,它们之间的研究相互促进。(3)我们研究了超高可靠性低时延网络中信息年龄的优化问题,以及滑动窗口网络编码的问题。通过研究,为我们积累了丰富的理论知识,为后续运用广义交织整合BCH码开展超可靠性低时延通信研究奠定了坚实的理论基础。
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