The specifics of the Galois field GF(257) and its use for digital signal processing

2024

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.1038/s41598-024-66332-2
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Abstract An algorithm of digital logarithm calculation for the Galois field $$GF(257)$$ G F ( 257 ) is proposed. It is shown that this field is coupled with one of the most important existing standards that uses a digital representation of the signal through 256 levels. It is shown that for this case it is advisable to use the specifics of quasi-Mersenne prime numbers, representable in the form $${p=2}^{n}+1$$ p = 2 n + 1 , which includes the number 257. For fields $$GF({2}^{n}+1)$$ G F ( 2 n + 1 ) , an alternating encoding can be used, in which non-zero elements of the field are displayed through binary characters corresponding to the numbers + 1 and − 1. In such an encoding, multiplying a field element by 2 is reduced to a quasi-cyclic permutation of binary symbols (the permuted symbol changes sign). Proposed approach makes it possible to significantly simplify the design of computing devices for calculation of digital logarithm and multiplication of numbers modulo 257. A concrete scheme of a device for digital logarithm calculation in this field is presented. It is also shown that this circuit can be equipped with a universal adder modulo an arbitrary number, which makes it possible to implement any operations in the field under consideration. It is shown that proposed digital algorithm can also be used to reduce 256-valued logic operations to algebraic form. It is shown that the proposed approach is of significant interest for the development of UAV on-board computers operating as part of a group.