
【计】 homomorphic
【计】 homomorphism
【化】 homeomorphism; homomorphism
在数学与计算机科学领域,"同态的"(Homomorphic)指两个代数结构(如群、环、域)之间保持运算关系的映射。若结构A到结构B的映射f满足对任意元素a,b和运算,均有f(ab) = f(a) * f(b),则称f为同态映射。该概念在密码学中尤为重要,例如同态加密允许对密文直接运算,解密后结果与对明文进行相同运算一致,为隐私计算提供理论基础。
设代数结构 ((G, cdot)) 与 ((H, circ)),映射 (f: G to H) 若满足: $$ forall a,b in G, quad f(a cdot b) = f(a) circ f(b) $$ 则称 (f) 为同态映射。例如整数加法群到模n加法群的映射 (f(x) = x mod n) 是同态,因 (f(a+b) = (a+b) mod n = (a mod n) + (b mod n) = f(a) + f(b))。
群同态(Group Homomorphism)
保持群运算的映射,如线性变换 (f: mathbb{R}^n to mathbb{R}^m) 满足 (f(mathbf{x} + mathbf{y}) = f(mathbf{x}) + f(mathbf{y}))。
环同态(Ring Homomorphism)
需同时保持加法与乘法运算,例如复数共轭映射 (z mapsto bar{z}) 满足 (overline{z_1 + z_2} = bar{z_1} + bar{z_2}) 和 (overline{z_1 z_2} = bar{z_1} cdot bar{z_2})。
同态加密(Homomorphic Encryption)
密码学方案如BFV方案,支持密文上的加法和乘法运算:
$$ text{Decrypt}( text{Encrypt}(m_1) + text{Encrypt}(m_2) ) = m_1 + m_2 $$ 此特性广泛应用于云计算数据安全。
同态是数学中描述两个代数结构之间保持运算关系的映射,以下是详细解释:
同态指两个代数结构(如群、环、域)之间的映射$f: G rightarrow H$,满足对任意元素$a,b in G$,有: $$f(a cdot b) = f(a) circ f(b)$$ 其中$cdot$和$circ$分别代表原结构和目标结构的运算。例如在群论中,群$G$到群$H$的同态需保持群乘法关系不变。
运算保持性
映射前后加法/乘法运算顺序可调换,即:
单位元映射
若结构存在单位元,则$f(1_G)=1_H$,例如环同态要求乘法单位元必须对应。
同态不要求映射是双射,允许结构信息的部分丢失;而同构(Isomorphism)是双射同态,表明两个结构完全等价。例如所有整数构成的群$mathbb{Z}$与偶数构成的群$2mathbb{Z}$存在同态,但不同构。
提示:关于同态的具体分类(如群同态、环同态)及定理证明,可通过知网等学术平台获取更多文献。
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