位数2の有限体 ( GF(2) ) での1変数多項式の計算 (その1)

元が0と1しかないGF(2)での計算について

 

GF(2)での1変数の多項式を考えたとき

係数は0か1なので項は必ずx^3とかx^2とかで3*x^3とか5*x^2とかはない。

定数項は1しかない。

多項式うしの足し算は

例えば

x^5+x^3+x+1 と

x^5+x^2+x+1   をまじめに足してみると

 

(x^5+x^3+x+1)+(x^5+x^2+x+1)=(1*x^5+1*x^5)+x^3+x^2+(1*x+1*x)+1+1

=(1+1)*x^5+x^3+x^2+(1+1)*x+(1+1)

=0*x^5+x^3+x^2+0*x+0

=x^3+x^2

足し算すると2個づつあるx^5とxと1が消える。

なんで1+1が0になるかというと1+1=2

2は2で割ったときの余りが0だから

1+1=0なのである。

 

CRCの計算では、多項式÷多項式をするわけですが、そのとき多項式うしの引き算

がでてきます。

ですが、次の様にGF(2)における全部の足し算引き算を考えると

1+1=1-1=0

1+0=1-0=1

0+1=0-1=1

0+0=0-0=0

となるので、足し算と引き算が同じになります。

0-1は-1だけどGF(2)の元は0か1なので0か1になるまで次々、2をたしてやる。-1に2をたすと1になって終了。0-1=1となる

-3になった場合でも、0か1になるまで2をたしてやる。

-3に2をたすと-1、0か1にならないので、また2を足す。

すると1になって終了。-3=1となる。

GF(2)では-3は1となる。

 

多項式の割り算は

                                    x^2+1

         ____________

               x^3+x+1 | x^5

                                   x^5+x^3+x^2

                                 _______________________

                                            x^3+ x^2    

                                            x^3              +  x     +1

                                            ________________________

                                                     x^2     +  x    + 1

 

 のようになって、結果を書くと

x^5 ÷ (x^3+x+1) = x^2+1    余り x^2 + x  + 1

となる。

CRCの計算はGF(2)での多項式の計算なのである。