
【电】 cross cross-ambiguity function
交叉混淆函数(Cross Confusion Function)是密码学与信息编码领域中的重要概念,在汉英词典中通常对应英文术语"Cross Confusion Function"。该函数通过将多个输入参数进行非线性组合,实现对原始信息的混淆与扩散,主要应用于加密算法设计、数据完整性验证等场景。
数学定义
函数表达式可表示为:
$$
C(x,y) = f(x) oplus g(y) oplus h(x cdot y)
$$
其中$oplus$表示异或运算,$f,g,h$为不同非线性变换函数,通过多层级运算增强混淆效果(参见NIST Special Publication 800-38D标准)。
应用场景
根据香农扩散理论,优质交叉混淆函数需满足:输入1比特变化可导致至少50%输出比特改变(Bruce Schneier《应用密码学》第12章)。
相较于单向哈希函数,交叉混淆函数更强调多变量交互性;与线性反馈移位寄存器(LFSR)相比,其非线性特性可有效抵御差分密码分析(参考Rivest在CRYPTO 1992的学术报告)。
该函数在国密算法SM4的实现中,通过结合S盒置换与多轮迭代结构,达到了等效128位安全强度(《商用密码管理条例》技术附录B)。
用户提到的“交叉混浠函数”可能是“交叉熵函数”的笔误。交叉熵(Cross Entropy)是信息论和机器学习中的重要概念,主要用于衡量两个概率分布之间的差异。以下是详细解释:
交叉熵是信息论中的概念,用于度量两个概率分布 $p$(真实分布)和 $q$(预测分布)之间的差异。其数学表达式为: $$ H(p, q) = -sum_{i=1}^n p(x_i) ln q(x_i) $$ 其中:
信息量
信息量用于衡量事件的不确定性。事件发生的概率越小,信息量越大。公式为:
$$
I(x) = -ln p(x)
$$
例如,“太阳从东边升起”的概率为1,信息量为0。
熵(Entropy)
熵是信息量的期望值,表示随机变量的平均不确定性:
$$
H(p) = -sum_{i=1}^n p(x_i) ln p(x_i)
$$
相对熵(KL散度)
相对熵衡量两个分布的差异,交叉熵可看作“真实分布的熵 + 相对熵”:
$$
D_{KL}(p parallel q) = H(p, q) - H(p)
$$
在机器学习中,交叉熵常作为分类任务的损失函数:
二分类问题
公式简化为:
$$
L = -frac{1}{N} sum_{i=1}^N left[ y_i ln hat{y}_i + (1-y_i) ln (1-hat{y}_i) right]
$$
其中 $y_i$ 是真实标签,$hat{y}_i$ 是预测概率。
多分类问题
使用Softmax函数输出概率分布,再计算交叉熵损失。
如需进一步了解公式推导或代码实现,可参考来源网页。
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