बूलीय फलन: Difference between revisions

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{{Short description|Function returning one of only two values}}
[[File:BinaryDecisionTree.svg|thumb|एक द्विअंगी निर्णय आरेख और एक त्रिगुट बूलियन फलन की सत्यमान फलन]]गणित में, '''बूलियन फलन''' एक फलन (गणित) होता है जिसका फलन और परिणाम का तर्क दो-तत्व सम्मुच्चय (सामान्यतः {true, false}, {0,1} या {-1,1}) से मान लेता है।<ref>{{Cite web|title=Boolean function - Encyclopedia of Mathematics|url=https://encyclopediaofmath.org/wiki/Boolean_function|access-date=2021-05-03|website=encyclopediaofmath.org}}</ref><ref>{{Cite web|last=Weisstein|first=Eric W.|title=Boolean Function|url=https://mathworld.wolfram.com/BooleanFunction.html|access-date=2021-05-03|website=mathworld.wolfram.com|language=en}}</ref> वैकल्पिक नाम स्विचन फलन हैं, विशेष रूप से पुराने [[कंप्यूटर विज्ञान]] साहित्य में उपयोग किए जाते हैं,<ref>{{Cite web|title=switching function|url=https://encyclopedia2.thefreedictionary.com/switching+function|access-date=2021-05-03|website=TheFreeDictionary.com}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Davies|first=D. W.|date=December 1957|title=Switching Functions of Three Variables|url=https://ieeexplore.ieee.org/document/5222038|journal=IRE Transactions on Electronic Computers|volume=EC-6|issue=4|pages=265–275|doi=10.1109/TEC.1957.5222038|issn=0367-9950}}</ref> और सत्यमान फलन (या तार्किक कार्य) और [[तर्क]] में प्रयुक्त किए जाते हैं। बूलियन फलन [[बूलियन बीजगणित]] और [[स्विचिंग सिद्धांत|स्विचन सिद्धांत]] का विषय हैं।<ref>{{Citation|last=McCluskey|first=Edward J.|title=Switching theory|date=2003-01-01|url=https://dl.acm.org/doi/10.5555/1074100.1074844|encyclopedia=Encyclopedia of Computer Science|pages=1727–1731|place=GBR|publisher=John Wiley and Sons Ltd.|doi=|isbn=978-0-470-86412-8|access-date=2021-05-03}}</ref>
[[File:BinaryDecisionTree.svg|thumb|एक द्विअंगी निर्णय आरेख और एक त्रिगुट बूलियन फलन की सत्यमान फलन]]गणित में, बूलियन फलन एक फलन (गणित) होता है जिसका फलन और परिणाम का तर्क दो-तत्व सम्मुच्चय (सामान्यतः {true, false}, {0,1} या {-1,1}) से मान लेता है।<ref>{{Cite web|title=Boolean function - Encyclopedia of Mathematics|url=https://encyclopediaofmath.org/wiki/Boolean_function|access-date=2021-05-03|website=encyclopediaofmath.org}}</ref><ref>{{Cite web|last=Weisstein|first=Eric W.|title=Boolean Function|url=https://mathworld.wolfram.com/BooleanFunction.html|access-date=2021-05-03|website=mathworld.wolfram.com|language=en}}</ref> वैकल्पिक नाम स्विचन फलन हैं, विशेष रूप से पुराने [[कंप्यूटर विज्ञान]] साहित्य में उपयोग किए जाते हैं,<ref>{{Cite web|title=switching function|url=https://encyclopedia2.thefreedictionary.com/switching+function|access-date=2021-05-03|website=TheFreeDictionary.com}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Davies|first=D. W.|date=December 1957|title=Switching Functions of Three Variables|url=https://ieeexplore.ieee.org/document/5222038|journal=IRE Transactions on Electronic Computers|volume=EC-6|issue=4|pages=265–275|doi=10.1109/TEC.1957.5222038|issn=0367-9950}}</ref> और सत्यमान फलन (या तार्किक कार्य) और [[तर्क]] में प्रयुक्त किए जाते हैं। बूलियन फलन [[बूलियन बीजगणित]] और [[स्विचिंग सिद्धांत|स्विचन सिद्धांत]] का विषय हैं।<ref>{{Citation|last=McCluskey|first=Edward J.|title=Switching theory|date=2003-01-01|url=https://dl.acm.org/doi/10.5555/1074100.1074844|encyclopedia=Encyclopedia of Computer Science|pages=1727–1731|place=GBR|publisher=John Wiley and Sons Ltd.|doi=|isbn=978-0-470-86412-8|access-date=2021-05-03}}</ref>


एक बूलियन फलन <math>f:\{0,1\}^k \to \{0,1\}</math> रूप लेता है, जहाँ <math>\{0,1\}</math> [[बूलियन डोमेन|बूलियन कार्यक्षेत्र]] के रूप में जाना जाता है और <math>k</math> एक गैर-ऋणात्मक पूर्णांक है जिसे फलन की [[arity|अरिटी]] कहा जाता है। उस स्तिथि में जहां <math>k=0</math>, फलन का एक स्थिर तत्व <math>\{0,1\}</math> है। एकाधिक निष्पाद <math>f:\{0,1\}^k \to \{0,1\}^m</math> के साथ  <math>m>1</math> के साथ बूलियन फलन सदिश या सदिश-मूल्यवान बूलियन फलन (सममित [[क्रिप्टोग्राफी|कूटलेखन]] में एक [[एस-बॉक्स|S-बक्स]]) है।<ref name=":2" />
एक बूलियन फलन <math>f:\{0,1\}^k \to \{0,1\}</math> रूप लेता है, जहाँ <math>\{0,1\}</math> [[बूलियन डोमेन|बूलियन कार्यक्षेत्र]] के रूप में जाना जाता है और <math>k</math> एक गैर-ऋणात्मक पूर्णांक है जिसे फलन की [[arity|अरिटी]] कहा जाता है। उस स्तिथि में जहां <math>k=0</math>, फलन का एक स्थिर तत्व <math>\{0,1\}</math> है। एकाधिक निष्पाद <math>f:\{0,1\}^k \to \{0,1\}^m</math> के साथ  <math>m>1</math> के साथ बूलियन फलन सदिश या सदिश-मूल्यवान बूलियन फलन (सममित [[क्रिप्टोग्राफी|कूटलेखन]] में एक [[एस-बॉक्स|S-बक्स]]) है।<ref name=":2" />


वहाँ <math>2^{2^k}</math> विभिन्न बूलियन फलनों के साथ <math>k</math> तर्क हैं; विभिन्न सत्यमान फलन की संख्या के बराबर <math>2^k</math> प्रविष्टियाँ हैं।
वहाँ <math>2^{2^k}</math> विभिन्न बूलियन प्रकार्यों के साथ <math>k</math> तर्क हैं; विभिन्न सत्यमान फलन की संख्या के बराबर <math>2^k</math> प्रविष्टियाँ हैं।


प्रत्येक <math>k</math>-एरी बूलियन फलन को प्रस्ताविक सूत्र <math>k</math> चर <math>x_1,...,x_k</math> के रूप में व्यक्त किया जा सकता है, और दो तर्कवाक्य सूत्र तार्किक तुल्यता हैं यदि और केवल यदि वे एक ही बूलियन फलन को व्यक्त करते हैं।
प्रत्येक <math>k</math>-एरी बूलियन फलन को प्रस्ताविक सूत्र <math>k</math> चर <math>x_1,...,x_k</math> के रूप में व्यक्त किया जा सकता है, और दो तर्कवाक्य सूत्र तार्किक तुल्यता हैं यदि और केवल यदि वे एक ही बूलियन फलन को व्यक्त करते हैं।
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**द्विआधारी निर्णय आरेख, एक द्विआधारी वृक्ष के तल पर सत्यमान फलन मानों को सूचीबद्ध करता है
**द्विआधारी निर्णय आरेख, एक द्विआधारी वृक्ष के तल पर सत्यमान फलन मानों को सूचीबद्ध करता है
**[[वेन आरेख]], समतल के क्षेत्रों के रंग के रूप में सत्यमान फलन मानों का चित्रण
**[[वेन आरेख]], समतल के क्षेत्रों के रंग के रूप में सत्यमान फलन मानों का चित्रण
बीजगणितीय रूप से, प्रारंभिक बूलियन कार्यों का उपयोग करके एक प्रस्तावक सूत्र के रूप में:
बीजगणितीय रूप से, प्रारंभिक बूलियन फलन का उपयोग करके एक प्रस्तावक सूत्र के रूप में:


* नकारात्मक सामान्य रूप, तर्कों और उनके पूरक के AND और OR का मनमाना मिश्रण
* ऋणात्मक सामान्य रूप, तर्कों और उनके पूरक के AND और OR का मनमाना मिश्रण
* वियोगात्मक सामान्य रूप, तर्कों और उनके पूरक के ANDs के OR के रूप में
* वियोगात्मक सामान्य रूप, तर्कों और उनके पूरक के ANDs के OR के रूप में
* [[संयोजक सामान्य रूप]], तर्कों और उनके पूरक के ORs के AND के रूप में
* [[संयोजक सामान्य रूप]], तर्कों और उनके पूरक के ORs के AND के रूप में
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**तर्क द्वार का अंकीय परिपथ (कंप्यूटर साइंस) रेखाचित्र, एक बूलियन परिपथ
**तर्क द्वार का अंकीय परिपथ (कंप्यूटर साइंस) रेखाचित्र, एक बूलियन परिपथ
**[[और-पलटनेवाला ग्राफ|और-अंर्तवर्तक]] [[प्रस्तावित निर्देशित विश्वकोश ग्राफ|आरेख]], केवल AND और NOT का उपयोग करके
**[[और-पलटनेवाला ग्राफ|और-अंर्तवर्तक]] [[प्रस्तावित निर्देशित विश्वकोश ग्राफ|आरेख]], केवल AND और NOT का उपयोग करके
इलेक्ट्रॉनिक परिपथ को अनुकूलित करने के लिए, बूलियन सूत्र क्विन-मैक्लुस्की कलन विधि या कर्णघ मानचित्र का उपयोग करके [[बूलियन कार्यों का न्यूनतमकरण|बूलियन फलनों का न्यूनतमकरण]] हो सकता है।
इलेक्ट्रॉनिक परिपथ को अनुकूलित करने के लिए, बूलियन सूत्र क्विन-मैक्लुस्की कलन विधि या कर्णघ मानचित्र का उपयोग करके [[बूलियन कार्यों का न्यूनतमकरण|बूलियन प्रकार्यों का न्यूनतमकरण]] हो सकता है।


== विश्लेषण ==
== विश्लेषण ==
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*बूलियन फलन एक शेफ़र फलन है यदि इसका उपयोग किसी भी स्वेच्छाचारी बूलियन फलन को बनाने (रचना द्वारा) करने के लिए किया जा सकता है ([[कार्यात्मक पूर्णता]] देखें)
*बूलियन फलन एक शेफ़र फलन है यदि इसका उपयोग किसी भी स्वेच्छाचारी बूलियन फलन को बनाने (रचना द्वारा) करने के लिए किया जा सकता है ([[कार्यात्मक पूर्णता]] देखें)
*किसी फलन की बीजगणितीय घात उसके बीजगणितीय सामान्य रूप में उच्चतम क्रम के एकपदी का क्रम है
*किसी फलन की बीजगणितीय घात उसके बीजगणितीय सामान्य रूप में उच्चतम क्रम के एकपदी का क्रम है
[[सर्किट जटिलता|परिपथ जटिलता]] बूलियन कार्यों को उन परिपथ के आकार या गहराई के संबंध में वर्गीकृत करने का प्रयास करती है जो उनकी गणना कर सकते हैं।
[[सर्किट जटिलता|परिपथ जटिलता]] बूलियन फलन को उन परिपथ के आकार या गहराई के संबंध में वर्गीकृत करने का प्रयास करती है जो उनकी गणना कर सकते हैं।


=== व्युत्पन्न कार्य ===
=== व्युत्पन्न कार्य ===
सकारात्मक और नकारात्मक शैनन सहगुणक ([[शैनन विस्तार]]) में बूल के विस्तार प्रमेय का उपयोग करके एक बूलियन फलन को विघटित किया जा सकता है, जो कि (k-1) -री फलन हैं जो किसी एक तर्क (शून्य या एक) को ठीक करने के परिणामस्वरूप होते हैं। निविष्टि के एक सम्मुच्चय (एक रैखिक उप-स्थान) पर एक रैखिक बाधा लगाकर प्राप्त सामान्य (k-एरी) कार्यों को उप-कार्यों के रूप में जाना जाता है।<ref name=":1">{{Cite journal|last1=Tarannikov|first1=Yuriy|last2=Korolev|first2=Peter|last3=Botev|first3=Anton|date=2001|editor-last=Boyd|editor-first=Colin|title=Autocorrelation Coefficients and Correlation Immunity of Boolean Functions|journal=Advances in Cryptology — ASIACRYPT 2001|series=Lecture Notes in Computer Science|volume=2248|language=en|location=Berlin, Heidelberg|publisher=Springer|pages=460–479|doi=10.1007/3-540-45682-1_27|isbn=978-3-540-45682-7|doi-access=free}}</ref>
घनात्मक और ऋणात्मक शैनन सहगुणक ([[शैनन विस्तार]]) में बूल के विस्तार प्रमेय का उपयोग करके एक बूलियन फलन को विघटित किया जा सकता है, जो कि (k-1) -री फलन हैं जो किसी एक तर्क (शून्य या एक) को ठीक करने के परिणामस्वरूप होते हैं। निविष्टि के एक सम्मुच्चय (एक रैखिक उप-स्थान) पर एक रैखिक बाधा लगाकर प्राप्त सामान्य (k-एरी) फलन को उप-फलन के रूप में जाना जाता है।<ref name=":1">{{Cite journal|last1=Tarannikov|first1=Yuriy|last2=Korolev|first2=Peter|last3=Botev|first3=Anton|date=2001|editor-last=Boyd|editor-first=Colin|title=Autocorrelation Coefficients and Correlation Immunity of Boolean Functions|journal=Advances in Cryptology — ASIACRYPT 2001|series=Lecture Notes in Computer Science|volume=2248|language=en|location=Berlin, Heidelberg|publisher=Springer|pages=460–479|doi=10.1007/3-540-45682-1_27|isbn=978-3-540-45682-7|doi-access=free}}</ref>


किसी एक तर्क के लिए फलन का [[बूलियन व्युत्पन्न]] एक (k-1)-एरी फलन है जो तब सत्य होता है जब फलन का निष्पाद चुने गए निविष्टि चर के प्रति संवेदनशील होता है; यह दो संगत सहकारकों का XOR है। रीड-मुलर विस्तार में एक व्युत्पन्न और एक सहकारक का उपयोग किया जाता है। अवधारणा को x और x + dx पर फलन के अंतर (XOR) के रूप में प्राप्त दिशा dx में k-एरी व्युत्पन्न के रूप में सामान्यीकृत किया जा सकता है।<ref name=":1" />
किसी एक तर्क के लिए फलन का [[बूलियन व्युत्पन्न]] एक (k-1)-एरी फलन है जो तब सत्य होता है जब फलन का निष्पाद चुने गए निविष्टि चर के प्रति संवेदनशील होता है; यह दो संगत सहकारकों का XOR है। रीड-मुलर विस्तार में एक व्युत्पन्न और एक सहकारक का उपयोग किया जाता है। अवधारणा को x और x + dx पर फलन के अंतर (XOR) के रूप में प्राप्त दिशा dx में k-एरी व्युत्पन्न के रूप में सामान्यीकृत किया जा सकता है।<ref name=":1" />
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=== गूढ़लेखिकी विश्लेषण ===
=== गूढ़लेखिकी विश्लेषण ===
बूलियन फलन का [[वॉल्श रूपांतरण]] एक k-एरी पूर्णांक-मूल्यवान फलन है, जो रैखिक फलन ([[वाल्श समारोह|वाल्श फलन]]) में अपघटन के गुणांक देता है, [[फूरियर रूपांतरण]] द्वारा [[लयबद्ध]] में वास्तविक-मूल्यवान फलन के अपघटन के अनुरूप होता है। इसका वर्ग मानावली फलन या वॉल्श फलन है। एकल बिट सदिश का वॉल्श गुणांक बूलियन फलन के निष्पाद के साथ उस बिट के सहसंबंध के लिए एक उपाय है। अधिकतम (पूर्ण मान में) वॉल्श गुणांक को फलन की रैखिकता के रूप में जाना जाता है।<ref name=":1" />बिट्स (अनुक्रम) की उच्चतम संख्या को प्रतिरोधक्षमता के रूप में जाना जाता है जिसके लिए सभी वॉल्श गुणांक 0 हैं (अर्थात उपफलन संतुलित हैं), और फलन को उस क्रम के प्रति सह-संबंध प्रतिरक्षा कहा जाता है।<ref name=":1" /> वॉल्श गुणांक [[रैखिक क्रिप्ट विश्लेषण]] में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
बूलियन फलन का [[वॉल्श रूपांतरण]] एक k-एरी पूर्णांक-मूल्यवान फलन है, जो रैखिक फलन ([[वाल्श समारोह|वाल्श फलन]]) में अपघटन के गुणांक देता है, [[फूरियर रूपांतरण]] द्वारा [[लयबद्ध]] में वास्तविक-मूल्यवान फलन के अपघटन के अनुरूप होता है। इसका वर्ग मानावली फलन या वॉल्श फलन है। एकल बिट सदिश का वॉल्श गुणांक बूलियन फलन के निष्पाद के साथ उस बिट के सहसंबंध के लिए एक उपाय है। अधिकतम (पूर्ण मान में) वॉल्श गुणांक को फलन की रैखिकता के रूप में जाना जाता है।<ref name=":1" />बिट्स (अनुक्रम) की उच्चतम संख्या को प्रतिरोधक्षमता के रूप में जाना जाता है जिसके लिए सभी वॉल्श गुणांक 0 हैं (अर्थात उपप्रकार्य संतुलित हैं), और फलन को उस क्रम के प्रति सह-संबंध प्रतिरक्षा कहा जाता है।<ref name=":1" /> वॉल्श गुणांक [[रैखिक क्रिप्ट विश्लेषण]] में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।


बूलियन फलन का स्वत: सहसंबंध एक k-एरी पूर्णांक-मूल्यवान फलन है जो निविष्टि और फलन निष्पाद में परिवर्तन के एक निश्चित सम्मुच्चय के बीच संबंध देता है। किसी दिए गए बिट सदिश के लिए यह उस दिशा में व्युत्पन्न के हैमिंग भार से संबंधित है। अधिकतम स्वसहसंबंध गुणांक (निरपेक्ष मूल्य में) को निरपेक्ष संकेतक के रूप में जाना जाता है।<ref name=":0" /><ref name=":1" />यदि बिट्स की एक निश्चित संख्या के लिए सभी स्वतःसंबंध गुणांक 0 हैं (अर्थात व्युत्पन्न संतुलित हैं) तो फलन को उस क्रम के प्रचार मानदंड को पूरा करने के लिए कहा जाता है; यदि वे सभी शून्य हैं तो फलन बंकित फलन है।<ref>{{Cite journal|last1=Canteaut|first1=Anne|last2=Carlet|first2=Claude|last3=Charpin|first3=Pascale|last4=Fontaine|first4=Caroline|date=2000-05-14|title=Propagation characteristics and correlation-immunity of highly nonlinear boolean functions|url=https://dl.acm.org/doi/10.5555/1756169.1756219|journal=Proceedings of the 19th International Conference on Theory and Application of Cryptographic Techniques|series=EUROCRYPT'00|location=Bruges, Belgium|publisher=Springer-Verlag|pages=507–522|isbn=978-3-540-67517-4}}</ref> स्वतः सहसंबंध गुणांक विभेदक क्रिप्ट विश्लेषण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
बूलियन फलन का स्वत: सहसंबंध एक k-एरी पूर्णांक-मूल्यवान फलन है जो निविष्टि और फलन निष्पाद में परिवर्तन के एक निश्चित सम्मुच्चय के बीच संबंध देता है। किसी दिए गए बिट सदिश के लिए यह उस दिशा में व्युत्पन्न के हैमिंग भार से संबंधित है। अधिकतम स्वसहसंबंध गुणांक (निरपेक्ष मूल्य में) को निरपेक्ष संकेतक के रूप में जाना जाता है।<ref name=":0" /><ref name=":1" />यदि बिट्स की एक निश्चित संख्या के लिए सभी स्वतःसंबंध गुणांक 0 हैं (अर्थात व्युत्पन्न संतुलित हैं) तो फलन को उस क्रम के प्रचार मानदंड को पूरा करने के लिए कहा जाता है; यदि वे सभी शून्य हैं तो फलन बंकित फलन है।<ref>{{Cite journal|last1=Canteaut|first1=Anne|last2=Carlet|first2=Claude|last3=Charpin|first3=Pascale|last4=Fontaine|first4=Caroline|date=2000-05-14|title=Propagation characteristics and correlation-immunity of highly nonlinear boolean functions|url=https://dl.acm.org/doi/10.5555/1756169.1756219|journal=Proceedings of the 19th International Conference on Theory and Application of Cryptographic Techniques|series=EUROCRYPT'00|location=Bruges, Belgium|publisher=Springer-Verlag|pages=507–522|isbn=978-3-540-67517-4}}</ref> स्वतः सहसंबंध गुणांक विभेदक क्रिप्ट विश्लेषण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
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एक बूलियन फलन के वॉल्श गुणांक और इसके स्वत: सहसंबंध गुणांक वीनर-खिनचिन प्रमेय के समकक्ष से संबंधित हैं, जो बताता है कि स्वत: सहसंबंध और मानावली फलन वॉल्श रूपांतरण जोड़ी हैं।<ref name=":1" />
एक बूलियन फलन के वॉल्श गुणांक और इसके स्वत: सहसंबंध गुणांक वीनर-खिनचिन प्रमेय के समकक्ष से संबंधित हैं, जो बताता है कि स्वत: सहसंबंध और मानावली फलन वॉल्श रूपांतरण जोड़ी हैं।<ref name=":1" />


इन अवधारणाओं को स्वाभाविक रूप से सदिश बूलियन कार्यों के लिए उनके निष्पाद बिट्स (निर्देशांक) पर व्यक्तिगत रूप से, या अधिक अच्छी तरह से, निष्पाद बिट्स के सभी रैखिक कार्यों के सम्मुच्चय को देखकर, इसके घटकों के रूप में जाना जाता है।<ref name=":2">{{Cite web|last=Carlet|first=Claude|title=Vectorial Boolean Functions for Cryptography|url=https://www.math.univ-paris13.fr/~carlet/chap-vectorial-fcts-corr.pdf|url-status=live|website=University of Paris|archive-url=https://web.archive.org/web/20160117102533/http://www.math.univ-paris13.fr:80/~carlet/chap-vectorial-fcts-corr.pdf |archive-date=2016-01-17 }}</ref> घटकों के वॉल्श रूपांतरणों के सम्मुच्चय को रैखिक सन्निकटन तालिका (LAT) या सहसंबंध परिवेश के रूप में जाना जाता है<ref name=":3">{{Cite web|last=Heys|first=Howard M.|title=A Tutorial on Linear and Differential Cryptanalysis|url=http://www.cs.bc.edu/~straubin/crypto2017/heys.pdf|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20170517014157/http://www.cs.bc.edu:80/~straubin/crypto2017/heys.pdf |archive-date=2017-05-17 }}</ref><ref name=":4">{{Cite web|title=S-Boxes and Their Algebraic Representations — Sage 9.2 Reference Manual: Cryptography|url=https://doc.sagemath.org/html/en/reference/cryptography/sage/crypto/sbox.html|access-date=2021-05-04|website=doc.sagemath.org}}</ref> <ref>{{Cite journal|last1=Daemen|first1=Joan|last2=Govaerts|first2=René|last3=Vandewalle|first3=Joos|date=1995|editor-last=Preneel|editor-first=Bart|title=Correlation matrices|journal=Fast Software Encryption|series=Lecture Notes in Computer Science|volume=1008|language=en|location=Berlin, Heidelberg|publisher=Springer|pages=275–285|doi=10.1007/3-540-60590-8_21|isbn=978-3-540-47809-6|doi-access=free}}</ref><ref>{{Cite web|last=Daemen|first=Joan|date=10 June 1998|title=Chapter 5: Propagation and Correlation - Annex to AES Proposal Rijndael|url=https://csrc.nist.gov/CSRC/media/Projects/Cryptographic-Standards-and-Guidelines/documents/aes-development/PropCorr.pdf|url-status=live|website=NIST|archive-url=https://web.archive.org/web/20180723015757/https://csrc.nist.gov/CSRC/media/Projects/Cryptographic-Standards-and-Guidelines/documents/aes-development/PropCorr.pdf |archive-date=2018-07-23 }}</ref> यह निविष्टि और निष्पाद बिट्स के विभिन्न रैखिक संयोजनों के बीच संबंध का वर्णन करता है। घटकों के स्वत: सहसंबंध गुणांक का सम्मुच्चय स्वत: सहसंबंध तालिका है,<ref name=":4" />घटकों के वाल्श परिवर्तन से संबंधित<ref>{{Cite web|last=Nyberg|first=Kaisa|date=December 1, 2019|title=The Extended Autocorrelation and Boomerang Tables and Links Between Nonlinearity Properties of Vectorial Boolean Functions|url=https://eprint.iacr.org/2019/1381.pdf|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20201102023321/https://eprint.iacr.org/2019/1381.pdf |archive-date=2020-11-02 }}</ref> अधिक व्यापक रूप से प्रयुक्त अंतर वितरण तालिका (DDT) के लिए<ref name=":3" /><ref name=":4" />जो निविष्टि और निष्पाद बिट्स में अंतर के बीच सहसंबंधों को सूचीबद्ध करता है (यह भी देखें: S-बक्स)।
इन अवधारणाओं को स्वाभाविक रूप से सदिश बूलियन फलन के लिए उनके निष्पाद बिट्स (निर्देशांक) पर व्यक्तिगत रूप से, या अधिक अच्छी तरह से, निष्पाद बिट्स के सभी रैखिक फलन के सम्मुच्चय को देखकर, इसके घटकों के रूप में जाना जाता है।<ref name=":2">{{Cite web|last=Carlet|first=Claude|title=Vectorial Boolean Functions for Cryptography|url=https://www.math.univ-paris13.fr/~carlet/chap-vectorial-fcts-corr.pdf|url-status=live|website=University of Paris|archive-url=https://web.archive.org/web/20160117102533/http://www.math.univ-paris13.fr:80/~carlet/chap-vectorial-fcts-corr.pdf |archive-date=2016-01-17 }}</ref> घटकों के वॉल्श रूपांतरणों के सम्मुच्चय को रैखिक सन्निकटन तालिका (LAT) या सहसंबंध परिवेश के रूप में जाना जाता है<ref name=":3">{{Cite web|last=Heys|first=Howard M.|title=A Tutorial on Linear and Differential Cryptanalysis|url=http://www.cs.bc.edu/~straubin/crypto2017/heys.pdf|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20170517014157/http://www.cs.bc.edu:80/~straubin/crypto2017/heys.pdf |archive-date=2017-05-17 }}</ref><ref name=":4">{{Cite web|title=S-Boxes and Their Algebraic Representations — Sage 9.2 Reference Manual: Cryptography|url=https://doc.sagemath.org/html/en/reference/cryptography/sage/crypto/sbox.html|access-date=2021-05-04|website=doc.sagemath.org}}</ref> <ref>{{Cite journal|last1=Daemen|first1=Joan|last2=Govaerts|first2=René|last3=Vandewalle|first3=Joos|date=1995|editor-last=Preneel|editor-first=Bart|title=Correlation matrices|journal=Fast Software Encryption|series=Lecture Notes in Computer Science|volume=1008|language=en|location=Berlin, Heidelberg|publisher=Springer|pages=275–285|doi=10.1007/3-540-60590-8_21|isbn=978-3-540-47809-6|doi-access=free}}</ref><ref>{{Cite web|last=Daemen|first=Joan|date=10 June 1998|title=Chapter 5: Propagation and Correlation - Annex to AES Proposal Rijndael|url=https://csrc.nist.gov/CSRC/media/Projects/Cryptographic-Standards-and-Guidelines/documents/aes-development/PropCorr.pdf|url-status=live|website=NIST|archive-url=https://web.archive.org/web/20180723015757/https://csrc.nist.gov/CSRC/media/Projects/Cryptographic-Standards-and-Guidelines/documents/aes-development/PropCorr.pdf |archive-date=2018-07-23 }}</ref> यह निविष्टि और निष्पाद बिट्स के विभिन्न रैखिक संयोजनों के बीच संबंध का वर्णन करता है। घटकों के स्वत: सहसंबंध गुणांक का सम्मुच्चय स्वत: सहसंबंध तालिका है,<ref name=":4" />घटकों के वाल्श परिवर्तन से संबंधित<ref>{{Cite web|last=Nyberg|first=Kaisa|date=December 1, 2019|title=The Extended Autocorrelation and Boomerang Tables and Links Between Nonlinearity Properties of Vectorial Boolean Functions|url=https://eprint.iacr.org/2019/1381.pdf|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20201102023321/https://eprint.iacr.org/2019/1381.pdf |archive-date=2020-11-02 }}</ref> अधिक व्यापक रूप से प्रयुक्त अंतर वितरण तालिका (DDT) के लिए<ref name=":3" /><ref name=":4" />जो निविष्टि और निष्पाद बिट्स में अंतर के बीच सहसंबंधों को सूचीबद्ध करता है (यह भी देखें: S-बक्स)।


== वास्तविक बहुपद रूप ==
== वास्तविक बहुपद रूप ==
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\end{array}</math>यह मोबियस रूपांतरण के रूप में सामान्यीकृत होता है। बिट सदिश के आंशिक रूप से अनुक्रमित किए गए सम्मुच्चय के मोबियस व्युत्क्रमण:<math display="block">f^*(m) = \sum_{a \subseteq m} (-1)^{|a|+|m|} f(a)</math>जहाँ <math>|a|</math> बिट सदिश के भार <math>a</math> को दर्शाता है। मोडुलो 2 बूलियन मोबियस रूपांतरण बहुपद है, जो बीजगणितीय सामान्य रूप गुणांक देता है:<math display="block">\hat f(m) = \bigoplus_{a \subseteq m} f(a)</math>दोनों ही स्तिथि में, योग को सभी बिट-सदिश a पर m द्वारा आच्छादित किया जाता है।
\end{array}</math>यह मोबियस रूपांतरण के रूप में सामान्यीकृत होता है। बिट सदिश के आंशिक रूप से अनुक्रमित किए गए सम्मुच्चय के मोबियस व्युत्क्रमण:<math display="block">f^*(m) = \sum_{a \subseteq m} (-1)^{|a|+|m|} f(a)</math>जहाँ <math>|a|</math> बिट सदिश के भार <math>a</math> को दर्शाता है। मोडुलो 2 बूलियन मोबियस रूपांतरण बहुपद है, जो बीजगणितीय सामान्य रूप गुणांक देता है:<math display="block">\hat f(m) = \bigoplus_{a \subseteq m} f(a)</math>दोनों ही स्तिथि में, योग को सभी बिट-सदिश a पर m द्वारा आच्छादित किया जाता है।


जब कार्यक्षेत्र n-विमीय [[अतिविम]] <math>[0,1]^n</math> तक सीमित है, बहुपद <math>f^*(x): [0,1]^n \rightarrow [0,1]</math> एक सकारात्मक परिणाम की संभावना देता है जब बूलियन फलन f को अलग-अलग संभावनाओं x के साथ n स्वतंत्र यादृच्छिक (बर्नौली वितरण) चर पर लागू किया जाता है। इस तथ्य का एक विशेष स्तिथि पैरिटी फलन के लिए [[पाइलिंग-अप लेम्मा|पुंजन लेम्मा]] है। बूलियन फलन के बहुपद रूप का उपयोग [[फजी लॉजिक|स्वानुशासित तर्क]] के प्राकृतिक विस्तार के रूप में भी किया जा सकता है।
जब कार्यक्षेत्र n-विमीय [[अतिविम]] <math>[0,1]^n</math> तक सीमित है, बहुपद <math>f^*(x): [0,1]^n \rightarrow [0,1]</math> एक घनात्मक परिणाम की संभावना देता है जब बूलियन फलन f को अलग-अलग संभावनाओं x के साथ n स्वतंत्र यादृच्छिक (बर्नौली वितरण) चर पर लागू किया जाता है। इस तथ्य का एक विशेष स्तिथि पैरिटी फलन के लिए [[पाइलिंग-अप लेम्मा|पुंजन लेम्मा]] है। बूलियन फलन के बहुपद रूप का उपयोग [[फजी लॉजिक|स्वानुशासित तर्क]] के प्राकृतिक विस्तार के रूप में भी किया जा सकता है।






'''सममित अतिविम पर'''
'''सममित अतिविम पर'''
प्रायः, बूलियन कार्यक्षेत्र को <math>\{-1, 1\}</math> रूप  में लिया जाता है, असत्य (0) प्रतिचित्रण के साथ 1 और सही (1) से -1 ([[बूलियन कार्यों का विश्लेषण]] देखें)। <math>g(x): \{-1,1\}^n \rightarrow \{-1,1\}</math> के अनुरूप बहुपद निम्न द्वारा दिया जाता है:<math display="block">g^*(x) = \sum_{a \in {\{-1,1\}}^n} g(a) \prod_{i:a_i=-1} \frac{1-x_i}{2} \prod_{i:a_i=1} \frac{1+x_i}{2}</math>सममित बूलियन कार्यक्षेत्र का उपयोग बूलियन कार्यों के विश्लेषण के कुछ पहलुओं को सरल करता है, क्योंकि निषेध -1 से गुणा करने के अनुरूप है और समता फलन [[एकपदीय]] हैं (XOR गुणन है)। इस प्रकार यह बहुपद रूप फलन के वॉल्श रूपांतरण (इस संदर्भ में फूरियर रूपांतरण के रूप में भी जाना जाता है) से मेल खाता है (ऊपर देखें)। बहुपद की भी वही सांख्यिकीय व्याख्या होती है जो मानक बूलियन कार्यक्षेत्र में होती है, सिवाय इसके कि यह अब अपेक्षित मानों से संबंधित है <math>E(X) = P(X=1) - P(X=-1) \in [-1, 1]</math> (उदाहरण के लिए लेम्मा पुंजन देखें)।
प्रायः, बूलियन कार्यक्षेत्र को <math>\{-1, 1\}</math> रूप  में लिया जाता है, असत्य (0) प्रतिचित्रण के साथ 1 और सही (1) से -1 ([[बूलियन कार्यों का विश्लेषण|बूलियन फलन का विश्लेषण]] देखें)। <math>g(x): \{-1,1\}^n \rightarrow \{-1,1\}</math> के अनुरूप बहुपद निम्न द्वारा दिया जाता है:<math display="block">g^*(x) = \sum_{a \in {\{-1,1\}}^n} g(a) \prod_{i:a_i=-1} \frac{1-x_i}{2} \prod_{i:a_i=1} \frac{1+x_i}{2}</math>सममित बूलियन कार्यक्षेत्र का उपयोग बूलियन फलन के विश्लेषण के कुछ पहलुओं को सरल करता है, क्योंकि निषेध -1 से गुणा करने के अनुरूप है और समता फलन [[एकपदीय]] हैं (XOR गुणन है)। इस प्रकार यह बहुपद रूप फलन के वॉल्श रूपांतरण (इस संदर्भ में फूरियर रूपांतरण के रूप में भी जाना जाता है) से मेल खाता है (ऊपर देखें)। बहुपद की भी वही सांख्यिकीय व्याख्या होती है जो मानक बूलियन कार्यक्षेत्र में होती है, सिवाय इसके कि यह अब अपेक्षित मानों से संबंधित है <math>E(X) = P(X=1) - P(X=-1) \in [-1, 1]</math> (उदाहरण के लिए लेम्मा पुंजन देखें)।


== अनुप्रयोग ==
== अनुप्रयोग ==
[[कम्प्यूटेशनल जटिलता सिद्धांत]] के सवालों के साथ-साथ [[डिजिटल कम्प्यूटर|अंकीय कम्प्यूटर]] के लिए संसाधक के प्रतिरूप में बूलियन फलन एक बुनियादी भूमिका निभाते हैं, जहाँ वे तर्क द्वार का उपयोग करके इलेक्ट्रॉनिक परिपथ में कार्यान्वित किए जाते हैं।
[[कम्प्यूटेशनल जटिलता सिद्धांत|संगणनात्मक जटिलता सिद्धांत]] के सवालों के साथ-साथ [[डिजिटल कम्प्यूटर|अंकीय कम्प्यूटर]] के लिए संसाधक के प्रतिरूप में बूलियन फलन एक बुनियादी भूमिका निभाते हैं, जहाँ वे तर्क द्वार का उपयोग करके इलेक्ट्रॉनिक परिपथ में कार्यान्वित किए जाते हैं।


गूढ़लेखिकी में बूलियन फलन के गुण महत्वपूर्ण हैं, विशेष रूप से सममित कुंजी कलन विधि के प्रतिरूप में ([[प्रतिस्थापन बॉक्स|प्रतिस्थापन बक्स]] देखें)।
गूढ़लेखिकी में बूलियन फलन के गुण महत्वपूर्ण हैं, विशेष रूप से सममित कुंजी कलन विधि के प्रतिरूप में ([[प्रतिस्थापन बॉक्स|प्रतिस्थापन बक्स]] देखें)।


[[सहकारी खेल सिद्धांत|सहयोगशील खेल सिद्धांत]] में, एकदिष्ट बूलियन कार्यों को सरल खेल कहा जाता है; सामाजिक चयन सिद्धांत में समस्याओं को हल करने के लिए इस धारणा को लागू किया जाता है।
[[सहकारी खेल सिद्धांत|सहयोगशील खेल सिद्धांत]] में, एकदिष्ट बूलियन फलन को सरल खेल कहा जाता है; सामाजिक चयन सिद्धांत में समस्याओं को हल करने के लिए इस धारणा को लागू किया जाता है।


== यह भी देखें ==
== यह भी देखें ==
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{{Mathematical logic}}
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Latest revision as of 16:33, 3 November 2023

File:BinaryDecisionTree.svg
एक द्विअंगी निर्णय आरेख और एक त्रिगुट बूलियन फलन की सत्यमान फलन

गणित में, बूलियन फलन एक फलन (गणित) होता है जिसका फलन और परिणाम का तर्क दो-तत्व सम्मुच्चय (सामान्यतः {true, false}, {0,1} या {-1,1}) से मान लेता है।[1][2] वैकल्पिक नाम स्विचन फलन हैं, विशेष रूप से पुराने कंप्यूटर विज्ञान साहित्य में उपयोग किए जाते हैं,[3][4] और सत्यमान फलन (या तार्किक कार्य) और तर्क में प्रयुक्त किए जाते हैं। बूलियन फलन बूलियन बीजगणित और स्विचन सिद्धांत का विषय हैं।[5]

एक बूलियन फलन रूप लेता है, जहाँ बूलियन कार्यक्षेत्र के रूप में जाना जाता है और एक गैर-ऋणात्मक पूर्णांक है जिसे फलन की अरिटी कहा जाता है। उस स्तिथि में जहां , फलन का एक स्थिर तत्व है। एकाधिक निष्पाद के साथ के साथ बूलियन फलन सदिश या सदिश-मूल्यवान बूलियन फलन (सममित कूटलेखन में एक S-बक्स) है।[6]

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