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具有3或4位全局校验的SD码和PM DS码的构造*

更新时间:2009-03-28

1 引言

随着大数据时代的到来,对公司和企业来说,用于服务和保存数据的存储系统变得越来越重要.云存储为用户带来了低廉的运行维护成本,按需可扩展的性能配置以及高效的存储能力.云存储作为一种新兴的网络存储模式已被越来越多的用户所接受,但由于其复杂性和开放性,数据失效也成为常态,所以数据可靠性变得越来越重要.同时,用户为了保障数据的安全性和保密性,一般将数据先加密后再存储在云端,对于云存储服务提供商,面对加密后的数据,设计出良好的存储模式,来保障数据可靠性显得尤为重要.

UPLC-MS/MS法同时测定人血浆中卡马西平、文拉法辛、罗格列酮和硝苯地平的浓度 …………………… 王 伟等(2):194

提升数据可靠性的方法有两种:复制存储和纠删码存储.云存储系统如果采用复制存储技术来提升容错能力,提高数据资源的使用效率和系统性能,那么存储的开销会随着副本数目的增加呈线性增长.纠删码在没有增加过量的存储空间的基础上,通过合理的冗余编码来保证数据的高可靠性和可用性.纠删码技术[1]以其较强的容错能力,高空间利用率等特点,越来越多地被用于大规模存储系统设计中,如独立磁盘冗余阵列 (redundant array of independent disks,RAID)、RobuSTore及 OceanStore等都是基于纠删码技术的容错存储系统.

纠删码技术通过增加冗余,将若干个磁盘组成具有容错能力的磁盘阵列[2],在磁盘或扇区出错时,利用冗余,恢复丢失数据.以RA ID[3]存储架构为例,其基本思想是将k个磁盘的原始信息数据,通过一定的编码方式,存储到由n(n>k)个磁盘构成的磁盘阵列中,使得磁盘阵列具有一定的冗余.其中校验信息共占n−k个磁盘,且分布在磁盘阵列的所有磁盘中.如图1所示,在6个磁盘构成的RA ID存储架构中,校验信息分布于磁盘阵列的6个磁盘中.从存储空间角度来看,相当于6个磁盘中4个磁盘存储数据信息,2个磁盘存储校验信息,当有一个或两个磁盘被擦除时,通过访问其余的磁盘可以恢复被擦除数据.

  

图1 RAID-6存储架构Figu re 1 RA ID-6 storage structu re

然而在实际的存储系统中更易发生磁盘和扇区同时被擦除的情况.在此错误模式下,RA ID存储架构若要恢复出被擦除的信息,所需的校验信息会占用较多的存储空间,造成资源浪费.因此,近年来,人们更多地关注磁盘故障和扇区错误同时发生的错误模式[4],并提出了一系列线性码,如金字塔码[5]、阶梯码(STAIR code)[6]、局部可恢复码 (locally repairable codes,LRC)[7–10]、SD 码[11–13]和部分最大距离可分码[14–17](partial MDS码,PMDS码)等.这些线性码构造的基本目标是在保证数据可靠性的前提下提高数据存储效率,降低编解码复杂度.

本文着重介绍SD码和PMDS码.SD码和PMDS码在一定程度上保留了MDS码的性质,具有良好的存储效率,但目前已有的构造对于局部校验数m和全局校验数 s均有一定的限制.在文献[12]中,B laum和Plank给出了具有参数(m;s)=(6 2;2)且有显示表达的SD码构造;文献[12]和[13]中给出了具有参数(m;s)=(>1;1)PMDS码的构造;文献[14]中给出了具有参数(m;s)=(>1;2)SD码和PMDS码的构造;文献[16]中给出了具有参数(m;s)=(>1;3)SD码的构造.目前已有的线性码构造中,当m>1时,基于校验矩阵的线性码构造全局校验数最大为2,基于生成矩阵的线性码构造全局校验数最大为3.本文中,我们在已有的线性码构造基础上,给出改进参数的线性码构造,设计出具有更高容错能力的SD码和PMDS码.

图2为SD码和 PMDS码的一个简单的应用场景,磁盘阵列中有一个磁盘和一个扇区被擦除.在RA ID-5磁盘阵列构造方式中(图2(a)),有一个磁盘用于存储校验数据,则在一个磁盘和一个扇区被擦除的错误模式下,丢失的数据无法被完全恢复.在RA ID-6磁盘阵列构造方式中(图2(b)),有两个磁盘用于存储校验数据,因此可恢复一个磁盘加一个扇区的错误模式,但会造成存储空间和性能的浪费.在SD码构造方式中(图2(c)),用一个磁盘和一个独立的扇区来代替仅用磁盘存储校验数据,此时磁盘阵列可以恢复任意一个磁盘和一个扇区的擦除,能够保证数据可靠性,同时有效地利用了磁盘存储空间.

  

图2 RAID-6存储架构Figure 2 RA ID-6 storage structure

SD码和PMDS码的具体设计模式如图3所示,在n个磁盘构成的磁盘阵列中,对磁盘阵列进行条带化(striping),给出磁盘阵列中的一个rn列的条带.条带中每列对应一个磁盘,每个元素对应一个扇区,然后对条带用纠删码编码.m个磁盘用于存储局部校验信息,余下k=n−m个磁盘中有s个扇区用于存储全局校验信息,这s个扇区的位置在k个磁盘中是任意的.为了方便起见,我们不妨设这s个扇区分布在磁盘的底行.在这样的线性码构造下,任意m个磁盘和s个扇区出错时,通过相应的纠错算法,可以恢复出被擦除的数据.

  

图3 磁盘条带化示意图Figure 3 Schematic diagram of striping of disks

本文中我们首先介绍SD码和PMDS码基于校验矩阵或生成矩阵的两种构造,然后对已有的线性码的构造参数做了进一步改进,得到容错能力更高的具有3或4位全局校验的SD码和PMDS码.本文组织结构如下:在第2节中,我们介绍SD码和PMDS码基本定义及符号表示,并列出广义范德蒙矩阵行列式的计算公式;在第3节中,阐述现有文献中基于校验矩阵的SD码和PMDS码的构造,并给出了基于检验矩阵的具有3位全局校验的SD码和PMDS码的构造;在第4节中,阐述现有文献中基于生成矩阵的SD码的构造,并给出了基于生成矩阵的具有4位全局校验的SD码的构造;最后在第5节中总结全文.

2 基础概念与理论

2.1 关于SD码和PM DS码的基础知识

SD码和PMDS码一般性的设计方法为:在一个由n个磁盘组成的条带中,其中m个磁盘和s个扇区用于存储校验信息,剩下的扇区用于存储原始数据,阵列中每行均构成MDS码,用符号(m;s)表示具有这样线性码构造的SD码和PMDS码.(m;s)SD码可以纠正擦除任意m个磁盘和s个扇区的错误模式;而(m;s)PMDS码具有更一般的纠错模式,它可以纠正在条带中每行擦除m个扇区再加上任意擦除s个扇区的错误模式,下面给出SD码和PMDS码的具体定义.

定义1 C是有限域上一个[rn,r(n−m)−s]线性码,且码字构成一个r×n阶的阵列,阵列中每行构成[n,n−m,m+1]的MDS码.

(1)C是一个(m;s)PMDS码,如果

(a)对任意 (s1,s2,···,s t),有 s j>1且

式(4)中等号左边第一个矩阵是对所有信息位的线性组合,使得所有信息位由该矩阵唯一地确定,等号左边第二个矩阵为范德蒙矩阵.编码过程可视为两步,首先得到一个r×n阶矩阵B=[b u,v],其中1 6 u 6 r,1 6 v 6 k,再乘以一个k×n阶范德蒙矩阵,得到一个r×n阶矩阵,其中第(i,j)位元素存储在第j块磁盘的第i块扇区,第i行元素可以看成一个系数为b i,1,b i,2,···,b i,k次数不超过k−1次的多项式在 α12,···,αn点的取值,这与 RS码的基本思想一致[18].

(2)C是一个(m;s)SD码,如果

(a)对任意 (s1,s2,···,s t),有 s j>1且

(b)C 在第 i j(1 6 j 6 t)行擦除第 l1,l2,···,l m 位时,可纠正 s j+m 位的擦除,其中 0 6 i12< ···t 6 r− 1、0 6 l12< ···m 6 n− 1.

花卉种类,明代苏州便是我国重要的花卉生产基地,发展过程中形成从春至冬的兰花、海棠、月季、牡丹、芍药、荷花、桂花、石榴、菊花、梅花、山茶、水仙等传统名花[1]。此外,《闲情偶寄》中记录花木68种,明确建议室内摆放的有含秋海棠、山茶、绣球、石榴、茉莉、兰、蕙、水仙、菊、虎刺等10种[3]。无独有偶,《长物志》花木卷47种植物中,明确建议了茉莉、素馨、夜合、杜鹃、菊、兰、水仙等7种花卉适于室内摆放[4]。

2.2 广义范德蒙矩阵的行列式

在本小节,我们将列出关于广义范德蒙矩阵行列式的一些结论.设 X=(x1,x2,···,x m)为 m维向量,用A(X)表示m×m阶标准范德蒙矩阵,表示如下:

 

对于i=1,2,···,m−1,用B(X)表示从m阶标准范德蒙矩阵中删去指数为i的一行并在最后添加指数为m的一行后的矩阵,表示如下:

 

则称B(X)为广义范德蒙矩阵,令W i(X)=det(B(X)),广义范德蒙矩阵行列式和标准范德蒙矩阵行列式间存在如下关系[18].

引理1广义范德蒙矩阵行列式W i(X)与标准范德蒙矩阵行列式V(X)间有:

 

其中 i=0,1,···,m 1,

在EPC Gen2中提出了多阅读器工作的模式,该模式可以允许多个阅读器同时工作,多个阅读器之间的清点流程可以不互相影响,独自完成清点工作。在该模式下,不能提供多轮清点协同工作模式。

 

称为i次初等对称多项式,当i=0时,定义特别地:

 

随机擦除的三位数据位于不同的两行中,不妨设第 h行被擦除 m+2位,分别为i0,i1,···,i m−1,(h,t1),(h,t2)位,第 l行被擦除 m+1 位,分别为 j0,j1,···,j m−1,(l,t3)位,由构造1,可得到如下矩阵:

 

W I(X)=det(C I(X)),则广义范德蒙矩阵行列式W I(X)与标准范德蒙矩阵行列式V(X)间有如下关系[20].

引理2

3 具有3位全局校验的SD码和PM DS码的构造

本节中,我们介绍SD码和PMDS码的具体构造方式.在近年来的相关研究中,关于这两种码字的构造大部分通过校验矩阵,如文献[11–15],但对参数(m;s)均有一定的限制.目前最多可达到的全局校验数s为4,此时局部校验个数m需满足m 6 2;当局部校验个数m>1时,全局校验个数s需满足s 6 2.本文中,我们对这一参数进行了改进,得到m>1且s=3的SD码和PMDS码的构造.

3.1 基于校验矩阵构造具有2位全局校验的SD码和PM DS码

文献[15]中,B laum和Plank等学者给出了基于校验矩阵的SD码和PMDS码的构造.对于一个r×n的阵列码,其中阵列元素为特征为2的有限域GF(2ω)中的元素[19,20].事实上,我们可以更一般地考虑有限域GF(pω),p为素数.取任一元素 α,α∈GF(pω),用O(α)表示元素 α的乘法阶,即最小的正整数 l使得 αl=1.若α为域中的本原元,则有 O(α)=pω1[20].文献 [15]给出了 m>1,s=2的SD码和PMDS码的校验矩阵,这也是目前已知的利用校验矩阵构造SD码和PMDS码当m>1时所能达到的最大数目的全局校验.对于α∈GF(pω),SD码和PMDS码的校验矩阵H 如下:

 

其中H 0H j+1(0 6 j 6 r−1)分别为:

 

(1)当 N=n且有限域 GF(2ω)中元 α的阶满足 rN 6 O(α)时,由上述校验矩阵 H 确定的[rn,r(n−m)2]线性码为SD码;

(2)当N=(m+1)(n−m−1)且有限域GF(2ω)中元素α的阶满足rN 6 O(α)时,由上述校验矩阵H确定的[rn,r(n−m)2]线性码为PMDS码.

3.2 基于校验矩阵构造具有3位全局校验的SD码和PM DS码

在本节中,我们给出m>1且s=3时SD码和PMDS码的校验矩阵.这是目前已知的利用校验矩阵构造PMDS码可达到的最大全局校验数.

构造 1α∈GF(pω),C(r,n,m,3)为一[rn,r(n−m)3]线性码,其[(m r+3)×rn]阶校验矩阵如下:

 

其中H 0H j+1(0 6 j 6 r−1)分别为:

 

定理 1α∈GF(pω),α的阶 O(α)>n,m,n,k为正整数,当α满足下列条件时,构造1中的线性码为PMDS码.

 

其中0 6 l,h 6 r−1,0 6 i k,j k 6 n−1;

本研究在对综合管廊监控管理系统进行设计的过程中,对于提高市政人员的工作效率有重要的意义,希望通过本文对系统的设计,能够为我国管廊监控管理系统设计和应用的相关人员提供参考。

从以上例子可以看出,“确认过眼神X”构式中的“X”可以指人、物、景,甚至是文化,电视剧等等,而变项“X”在进入该构式时,构式“确认过眼神X”会对这些变项产生压制作用:“若一个词项与它的句法环境在语义上不兼容,词项的意义便会顺应它所在的构式意义。”[6]42

 

其中0 6 l1,l2,l3 6 r−1,0 6 i u,j v,p k 6 n−1.

证明: 为了证明构造1中的线性码是(m;3)PMDS码,我们只需证明该线性码可纠正rm+3位的擦除,其中每行至少擦除m位,但不超过m+3位。现不妨设阵列码中每行有m位被擦除,此外还随机地擦除3位数据,则有以下3种情形.

情形1:

随机擦除的三位数据位于同一行中,不妨设为第l(0 6 l 6 r−1)行,则除了第l行之外的其余r−1行,每行被擦除 m 位,由 MDS码的性质,这r−1行均可被恢复.考虑第l行,被擦除m+3位,即有m+3个未知数.假设第l行的m+3位擦除分别发生在第i0,i1,···,i m,i m+1,i m+2位,由构造1,与被擦除的m+3位数据相对应的(m+3)×(m+3)的矩阵如下:

 

其中 0 6 i01<···mm+1m+2 6 n−1,当且仅当该矩阵可逆时有唯一解.从最后一行中提取公因子α−n l,则提取公因子后的矩阵构成范德蒙矩阵,其行列式非零,即此时被擦除码字均可恢复.

情形2:

C(X)表示从n阶标准范德蒙矩阵中删去指数I={l1,l2}的两行并在最后按序添加两行后得到矩阵,表示如下:

为了保证焚烧炉后尾气SO2小于100mg/m3,本装置采用河北精致科技有限公司开发的“一种硫磺尾气处理用脱硫溶剂及工艺”(专利号201610350149.1),对装置进行改造。装置于2017年04月开始不停工改造,2017年11月15日实现了装置在线切换投用,这是我国第一套采用此专利技术的装置。

 

矩阵(2)的行列式计算可得:

 

同情形1,当且仅当矩阵(2)可逆时,被擦除的数据可被恢复,当定理1中条件(1)成立时,矩阵(2)可逆.

情形3:

随机擦除的三位数据位于不同三行中,不妨设第l1、l2和l3行分别被擦除m+1位,被擦除的位置分别为:i0,i1,···,i m−1,(l1,t1)、j0,j1,···,j m−1,(l2,t2) 和 p0,p1,···,p m−1,(l3,t3),则由构造1可得如下矩阵:

 

同情形1,当且仅当矩阵(3)可逆时,被擦除的数据可被恢复,矩阵(3)的行列式计算可得:当定理1中条件(2)成立时,矩阵(3)可逆.

 

综上所述,当定理1中条件满足时,由构造1得到的线性码为PMDS码.

上述证明中,当i=j=p时,则定理1中条件可进一步简化,此时生成的线性码即为SD码.

推论1N=(m+1)(n−1)+1,α为GF(p rN)中的本原元,p为奇素数,当α的阶O(α)=p rN1时,构造1中的线性码C(r,n,m,3)为PMDS码.

则由式(4)生成的且满足式(5)–式(7)的r×n阶阵列码是(m;3)SD码.

裂缝宽度也称裂缝开度,开度决定了裂缝的规模,同时开度是裂缝物性参数计算中的关键参数,因此对裂缝开度的定性研究成为储层裂缝的重要研究内容。以肉眼能否识别为依据,裂缝的规模可简单分为大裂缝和微裂缝两种类型。一般大裂缝反映形成时期的构造应力场较强,微裂缝则相反,反映形成时期的构造应力场较弱[1]。本次研究主要通过野外露头、岩心观察对大裂缝进行定量描述,通过薄片观察对微裂缝进行研究。

Chen等学者在文献[16]中研究了具有三位全局校验的(m;3)SD码,给出了生成矩阵参数需满足的条件:即矩阵B的第一列,倒数第二列及最后一列乘以特定系数后求和为0.其中αj(j=1,2,···,n),βiγi,i=1,2,···,r,满足以下条件:

 

上述矩阵为线性码(12,6)的校验矩阵,此时线性码为(1,3)PMDS码.

4 具有4位全局校验的SD码的构造

在文献[16]中,Chen等学者给出了通过生成矩阵来构造SD码的新思路,并给出了s=3时SD码的生成矩阵.在本文中,我们改进得到s=4时SD码的构造.

4.1 基于生成矩阵构造具有 3位全局校验的 SD 码

α12,···,αn为域F q中的 n个不同的元素,SD 码构造方法如下式 (4)表示.

RKEF工艺最早由美国Elkem公司开发并应用于工业生产,目前是国内外大型镍铁冶炼首选工艺。该工艺主要分为干燥、焙烧- 预还原、电炉熔炼、精炼等几个工序,RKEF工艺缺点是无法回收镍矿中的钴,对钴含量较高的氧化镍矿并不适用。另外,由于工艺能耗高,适宜于处理镍含量大于2%、钴含量小于0.05%的矿石,且要求当地要有充沛的电力或燃料供应[1]。

 

(b)C在第i j(1 6 j 6 t)行中可纠正s j+m位的擦除,其中0 6 i12<···t 6 r−1.

在对被审计企业进行经济责任审计中,工作人员衡量被审计企业的经济情况时,不能单单凭借被审计企业提交的财务数据。通常情况下,被审计企业面对经济责任处罚时,部门人员为了自己的利益会推卸责任,降低对自己的处罚。导致这类现象产生的最主要因素在于被审计企业在界定各部门人员的经济责任时,没有详细划分各部门人员的责任和义务,这样出现责任事故时,因为企业没有明确规定各部门和人员的职责范围,经常会出现推卸责任的情况,很难找到责任的相应承担者。

 

由表3可知,“小叶茼蒿”叶片的SPAD值x与叶绿素b含量y(单位:mg/g,下同)之间的相关性均表现为极显著性差异,“大叶茼蒿”叶片SPAD值x与叶绿素b含量y(单位:mg/g,下同)之间的相关性则较差。其中“小叶茼蒿”的最佳函数模型是对数函数y=.5596Ln(x)-1.8316(r=0.845**),“大叶茼蒿”的最佳函数模型是线性函数 y=0.0009x+0.2058(r=0.065)。

(1)αj(j=1,2,···,n)为 F q中互不相同的非零元素;

(2)βiγi(i=1,2,···,i)为 F q中互不相同的非零元素;

(3)对于集合 J⊂{1,2,···,n},|J|=k,j1,j2,j3∈Jj1̸=j2,有下式成立 (原文中此公式有书写错误[16]):

 

证明: 由于α的阶O(α)=p rN1,α的极小多项式的次数为rN,则关于α的次数小于rN 的多项式不为0.则定理1条件(1)和(2)中的多项式不为0.

4.2 基于生成矩阵构造具有4位全局校验的SD码

本节中,我们给出具有四位全局校验的SD码的构造.

构造2在式(4)中,令矩阵B满足以下各式:

例 1令r=3,n=4,m=1,则N=7,α∈GF(321),α为本原元,由构造1可得:

张爱玲对故事情节的“反高潮”处理,有两种主要表现形式。一种表现为外在情节的突变,大多出现在故事将要结束之时,对于高潮的解决出乎读者意料,凭借奇特的结局令读者回味无穷。

 

即矩阵B的第一列、第二列、倒数第二列及最后一列乘以特定系数后求和为0,则生成一个维数是rk−4且每行构成[n,k]MDS码的阵列码.

定理 2对于有限域 F q中互不相同的非零元素 αj,(j=1,2,···,n),m in ip i(i=1,2,3或 4),满足如下条件:

 
 

(1)由矩阵(4)生成的阵列码是具有4位全局校验的(m;4)SD码.

为了证明方便,我们引入一个新的符号.用j表示阵列码中的列指标,对任意的J={j1,j2,···,j v}⊂{1,2,···,n},用 D J表示如下的 v×k阶范德蒙矩阵:

 

证明: 为了证明由矩阵(4)生成的线性码是具有4位全局校验的(m;4)SD码,我们只需证明该线性码可纠正rm+4位的擦除,其中每行至少擦除m位,但不超过m+4位。现不妨设阵列码中有m个磁盘被擦除,用J表示删除m个磁盘后剩下的磁盘阵列的指标集,则有以下5种情形.

情形1:

随机擦除的四位数据位于同一行中.不妨设第一行被擦除 m+4位,第 2到 r行被擦除 m位,则对于 u=2,3,···,m,v=1,2,···,k,b u,v可由线性方程组解得,由式 (8)–式 (11)式可求得b1,1,b1,2,b1,k−1,b1,k的值,我们用(y1,1,y1,2,···,y1,n)表示式 (4)中等号右边矩阵的第一行元素,则可得到如下方程组:第一行被擦除m+4位,则(y1,1,y1,2,···,y1,n)中还剩下k−4位已知,即方程组(12)中有k−4个有效方程,又b1,1,b1,2,b1,k−1,b1,k已知,则(12)可化为最高k−5次的方程组,显然可解,此时能够恢复被擦除数据.

 

情形2:

随机擦除的四位数据位于不同的两行中,且某行擦除m+3位,另一行擦除m+1位.不妨设第一行擦除m+3位,多擦除的位置分别为j1、j2和j3,第二行擦除 m+1位,多擦除的位置为j4.当u>3,v=1,2,···,k时,可以恢复所有的b u,v.下面考虑前两行中 b u,v的修复,令 b为前两行的信息位构成2k×1的列向量:

例2 (武汉中考)如图4,点P是直线l:y=-2x-2上的点,过P的另一条直线l′交抛物线y=x2于A、B两点,设直线l交y轴于点C,若△AOB的外心在AB上,且∠BPC=∠OCP,求点P的坐标.

1.2.1受试者检查方法 对受试者开展常规治疗。例如胃肠道减压、及时抗感染等等。分别使用彩色多普勒超声诊断设备以及多功能直接数字化X线成像系统,对患儿开展检查。受试者取仰卧位,多切面扫查患儿腹部。开展实时监控肠壁回声,全面判定肠壁厚度和肠管外形形状情况对受试者的肠腔、门静脉以及腹腔加以观察,分析是否存在异常现象。例如扩张积液等等[3]。在此之后,对患儿腹部开展横向以及纵向扫描检查,以免发生积气假象现象发生。对探头加压,分析积气来源。全面明确病变位置位于管壁内还是管腔中。使用阳性以及阴性,来表示X线检查和超声诊断结果。阳性代表肠壁内存在积气。阴性代表肠壁积气、肠壁增厚以及门静脉积气等均未出现。

 

用A表示上述2k×2k的矩阵,则由引理1,2,可求得A的行列式为:

 

其中l1=2,l2=k−1,当定理2中的条件(1)成立时,det(A)=0,则可恢复所有的b u,v.

情形3:

随机擦除的四位数据位于不同的两行中,每行各擦除m+2位.不妨设第一、二行各擦除m+2位,多擦除的位置分别为j1,j2和j3,j4,令b为前两行的信息位构成2k×1的列向量:

 

下面考虑前两行中b u,v的修复,则有:

 

B表示上述22k阶的矩阵,则由引理1,2,可求得B的行列式为:

 

当定理2中条件(2)成立时,det(B)̸=0则可恢复所有的b u,v.

情形4:

随机擦除的四位数据位于不同的三行中,其中一行擦除m+2位,其余两行各擦除m+1位.不妨设第一行擦除m+2位,多擦除的位置分别j1j2,第二、三行多擦除的位置分别为j3j4,令b为前三行的信息位构成的31列向量:

 

考虑前三行中b u,v的修复,则有:

 

C表示上述33k的矩阵,则由引理1,2,可求得C的行列式为:

 
 

当定理2中条件(3)成立时,det(C)̸=0,则可恢复所有的b u,v.

情形5:

随机擦除的四位数据位于不同的四行中,每行各擦除m+1位.不妨设前四行擦除m+1位,其余r−4行擦除m位,前四行多擦除的位置分别为:j1j2j3j4.令b为前四行的信息位构成的41列向量:

 

考虑前四行中b u,v的修复,则有:

 

D表示上述44k的矩阵,则由引理1,2,可求得D的行列式为:

 

其中 V(α)=V(αJ{j1})V(αJ{j2})V(αJ{j3})V(αJ{j4}),当定理2中条件 (4) 成立时,det(D) ̸=0,则可恢复所有的b u,v.

综上所述,当定理2中条件满足时,由构造2生成的阵列码为(m;4)SD码.

5 本文小结

本文对两类特殊的存储码SD码和PMDS码进行了研究.在已有的线性码构造基础上,利用广义范德蒙矩阵行列式的计算性质,得到了具有更高容错能力的线性码构造.具体来说,我们分别给出了具有3位全局校验的SD码和PMDS码的校验矩阵及具有4位全局检验的SD码的生成矩阵.这是目前已知的通过校验矩阵和生成矩阵分别所能达到的最大的全局校验数.对于具有更高容错能力的SD码和PMDS码的构造仍是一个公开问题,值得进一步研究.

References

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荣幸,杨小龙,胡红钢
《密码学报》 2018年第02期
《密码学报》2018年第02期文献

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