α是一个原始元素,它是x4 + x + 1的根。α的值为多少
时间: 2023-06-20 17:05:45 浏览: 166
首先,我们将x4 + x + 1写成模2下的多项式,即x4 + x + 1 ≡ x4 + x + 1 (mod 2)。然后,我们可以使用GF(2)有限域上的运算来计算α的值。
我们将α表示为α = a3x3 + a2x2 + a1x + a0,其中a3、a2、a1、a0均为GF(2)有限域上的元素。将α代入x4 + x + 1 ≡ 0,得到:
(a3x3 + a2x2 + a1x + a0)4 + (a3x3 + a2x2 + a1x + a0) + 1 ≡ 0 (mod 2)
化简得:
a32x12 + a22x8 + a12x4 + a02 + a3x + a1 ≡ 0 (mod 2)
因为α是x4 + x + 1的根,所以:
α4 + α + 1 ≡ 0 (mod 2)
化简得:
α4 ≡ α + 1 (mod 2)
将α4表示为:
α4 = (a3x3 + a2x2 + a1x + a0)4 = a33x12 + a23x8 + a13x4 + a03
将α表示为:
α = a3x3 + a2x2 + a1x + a0
将α4中的α替换为α + 1,得到:
α4 = (a3x3 + a2x2 + a1x + a0 + 1)3x12 + (a3x3 + a2x2 + a1x + a0 + 1)2x8 + (a3x3 + a2x2 + a1x + a0 + 1)x4 + a03
展开并化简得:
a33x12 + a23x8 + a13x4 + a03 + a33x12 + a23x8 + a03 + a3x4 + a2x3 + a2x2 + a1x + a0 ≡ 0 (mod 2)
可以看出,上式中仅有a3x4和a0项的系数不同,因此:
a3x4 + a0 ≡ 0 (mod 2)
即:
a3 = a0
将α表示为:
α = a3x3 + a2x2 + a1x + a0 = a0x3 + a2x2 + a1x + a0
因为α是原始元素,所以α的阶为15,即α15 = 1。因此,我们可以通过不断平方和乘法来计算α的幂,直到得到α15 = 1。
计算α2:
α2 = (a0x3 + a2x2 + a1x + a0)2 = a0x6 + a2x4 + a1x3 + a0x2 ≡ a2x4 + a1x3 + a0x2 + a0 (mod 2)
计算α4:
α4 = (α2)2 ≡ (a2x4 + a1x3 + a0x2 + a0)2 = a2x8 + a1x6 + a0x4 + a0x2 ≡ a2x8 + a0x4 + a0x2 + a1 (mod 2)
计算α8:
α8 = (α4)2 ≡ (a2x8 + a0x4 + a0x2 + a1)2 = a2x16 + a0x8 + a0x4 + a2x8 + a0x2 + a2x4 + a1x2 + a2 ≡ a2x16 + a2x8 + a2x4 + a1x2 + a2 + a0 (mod 2)
计算α15:
α15 = α8 × α4 × α2 × α ≡ (a2x16 + a2x8 + a2x4 + a1x2 + a2 + a0) × (a2x8 + a0x4 + a0x2 + a1) × (a2x4 + a1x3 + a0x2 + a0) × (a0x3 + a2x2 + a1x + a0) ≡ a3x15 + a2x14 + a1x13 + a0x12 + a3x11 + a2x10 + a1x9 + a3x7 + a0x6 + a2x5 + a1x4 + a3x3 + a2x2 + a0x + a1 ≡ 1 (mod 2)
因此,α的值为α = a0x3 + a2x2 + a1x + a0 = 0011,即α的十进制值为3。
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