(中國電子科技集團公司第三十研究所 成都 610041)
首先給出相關免疫的概念。
定義1設f(x1,x2,…,xn)是一個n元布爾函數,其中x1,x2,…,xn是均勻分布的獨立隨機變量,如果f與x1,x2,…,xn中任意的m個變元xi1,xi2, …,xim統(tǒng)計獨立,即對任意a1,a2,…,am和a,均有:
則稱f是m階相關免疫函數。
定義2平衡的m階相關免疫函數稱為m-彈性函數。
定義3f的Walsh譜為
這里,ωx=ω1x1+ω2x2+…+ωnxn。
由文獻[6]得以下定理。
定理1布爾函數f(x1,x2,…,xn)是m-彈性函數當且僅當對任何a∈F2n,0≤wt(a)≤m,均有F(a)=0。
由文獻[1]得以下定理。
定理2設布爾函數f(x1,x2,…,xn)是m-彈性函數,這里 ,n≥3并 且m≤n-3,則F(ω)≡0(mod2m+2)對任何ω∈{0 ,1}n成立。
由文獻[2]知道有下列定理。
定理3給定布爾函數f(x1,x2,…,xn),若f是m-彈性函數(1≤m≤n-2),則degf+m≤n-1;若f是m-階相關免疫函數(1≤m≤n-1),則degf+m≤n。
由文獻[7]和文獻[8]知道有下列定理。
由Parseval關系有下列定理。
由文獻[4]可得下列定理。
定理6設f是0-彈性函數(即平衡函數),則
由文獻[5]可得下列定理。
定理7設f(x1,x2,…,xn)是一個m-彈性函數,則
這里給出并證明主要結果。
定理8設f(x1,x2,…,xn)是一個m-彈性函數,n大于或等于3且0≤m≤n-3,則
結合定理6,定理7和定理8有以下定理。
定理 9設f(x1,x2,…,xn)是一個m-彈性函數,n大于或等于3且0≤m≤n-3,則
還可以將定理9細化。
所以此時有,σf≥2n+2m+4。因此,此下界比原來給出的下界要緊一些。
3)如果f是n-3-彈性函數,則由定理2,F(xiàn)(ω)≡0(mod2n-1)對任何ω∈{0 ,1}n成立。由定理5,要么有4個ω滿足|F(ω)|=2n-1,其余ω滿足F(ω)=0;要么有1個ω滿足|F(ω)|=2n,其余ω滿足F(ω)=0 。由定理4,要么σf=23n-2,要 么σf=23n。
當m大于或等于n-2時,平方和指標是確定的,見下列情況。
4)當m等于n-2,n-1時,由定理3可知,f一定是仿射函數,因此一定有σf=23n。
5)考察3≤n≤6的情形。
(1)n=3;如果f是0-彈性函數且非仿射函數,由3)知σf=23n-2=27。如果f是0-彈性函數且是仿射函數。則σf=23n=29。如果f是1-彈性函數或2-彈性函數,由4)知,σf=23n=29。
(2)n=4;如果f是 0-彈性函數,由 1)知σf≥22n+2n+3=28+27=384。列舉所有4元平衡函數f,發(fā)現(xiàn)σf≥640。因此用這個下界。如果f是1-彈性函數且非仿射函數,由3)知σf=23n-2=210。如果f是1-彈性函數且為仿射函數,則σf=23n=212,如果f是2-彈性函數或3-彈性函數,由4)知,σf=23n=212。
(3)n=5;如果f是 0-彈性函數,由1)知道,σf≥22n+2n+3=210+28。如果f是1-彈性函數,因為211=25+2+4>210+28>210+25+log26,所以,σf≥211。如果f是2-彈性函數且非仿射函數,由3)知σf=23n-2=213,如果f是2-彈性函數且為仿射函數,則σf=23n=215。如果f是3-彈性函數或4-彈性函數,由4)知,σf=23n=215。
(4)n=6;如果f是 0-彈性函數,由1)知道,σf≥22n+2n+3=212+29。如果f是1-彈性函數,因為212+29>212=26+2+4,212+29>212+26+log27,因此,這個時候,σf≥22n+2n+3=212+29。如果f是2-彈性函數,因為,26+4+4>212+29,26+4+4>212+26+log222,所以這個時候,σf≥214。如果f是3-彈性函數且非仿射函數,由3)知σf=23n-2=216,如果f是3-彈性函數且為仿射函數,由3)知σf=23n=218。如果f是4-彈性函數或5-彈性函數,由4)知,σf=23n=218。
上面的 1)、2)、3)、4)、5)包含了n≥3 ,0≤m≤n-1所有情況下n變元m-彈性函數的平方和指標的下界。
布爾函數的代數免疫性質目前已有大量文獻研究[9~12]。關于函數全局雪崩特征有兩個指標,即平方和指標與絕對指標。這里,僅僅研究了彈性函數的平方和指標。提出彈性函數平方和指標一個新的下界,該下界可以與以前給出的下界結合起來使用。由這些下界發(fā)現(xiàn):彈性函數的階m越大,則彈性函數的平方和指標越大。但是,m很小時又要受到分別征服攻擊。因此,應該選擇適當大小的m,使得彈性函數的階m較大,并且同時使得平方和指標較小。以后還應研究彈性函數的絕對指標[13~15]??梢灶A計,彈性函數的絕對指標并沒有一個單一的下界。即對不同的彈性階,有不同的下界(由多個公式表達)。