5.4. Циклический сдвиг элементов массива
Под циклическим сдвигом понимается перестановка значений всех элементов массива на одну или несколько позиций влево или вправо. При этом значение первого (последнего) элемента массива заносится в последний (первый) элемент массива в зависимости от направления сдвига.
Схематичное изображение циклического сдвига элементов массива вправо на одну позицию, выполняемого в три этапа, показано на рис. 5.4.1. Блок-схема алгоритма, выполняющего такой сдвиг, показана на рис. 5.4.2.
На
1-м этапе значение последнего элемента
массива XN заносится в дополнительную переменную А (блок 1). На 2-м этапе организовывается
цикл «Для» на основе блока модификации
(блок 2), который перебирает элементы
массива Х в обратном порядке, т.е. с
правого края (шаг -1), начиная с N-го
и заканчивая 2-м элементом. На каждом
шаге цикла текущему элементу X
В результате выполнения 2-го
этапа значение предварительно сохраненного
последнего элемента массива будет
удалено. Значения остальных элементов
массива будут смещены на одну позицию
вправо. Значение первого элемента
массива будет продублировано во втором
элементе. На 3-м этапе алгоритма значение
дополнительной переменной А, в
которой хранится последний элемент
исходного массива, будет занесено в
первый элемент массива X1.
В итоге будет выполнен циклический
сдвиг элементов массива Х на одну позицию
вправо.
Следует обратить внимание на граничные значения параметра цикла i, который изменяется от N до 2. При подстановке этих значений в формулу сдвига не должно происходить обращение к несуществующим элементам массива. При i
=N формула сдвига принимает вид XN =XN —1, при i =2 – X2 =X1.
В случае если бы правая граница параметра i была равна 1, то
в формуле сдвига происходило бы обращение
к несуществующему элементу массива с
индексом 0: X1=X0,
что недопустимо.Схематичное изображение циклического сдвига элементов массива влево на одну позицию, также выполняемого в три этапа, показано на рис. 5.4.3. Блок-схема алгоритма, выполняющего такой сдвиг, показана на рис. 5.4.4.
На 1-м этапе значение первого элемента массива
В результате выполнения 2-го
этапа значение предварительно сохраненного
первого элемента массива будет удалено.
Значения остальных элементов массива
будут смещены на одну позицию влево.
Значение последнего элемента массива
будет продублировано в предпоследнем
элементе. На 3-м этапе алгоритма значение
дополнительной переменной А, в
которой хранится первый элемент исходного
массива, будет занесено в последний
элемент массива XN.
В итоге будет выполнен циклический
сдвиг элементов массива Х на одну позицию
влево.Для выполнения циклического сдвига элементов массива на k позиций достаточно k раз выполнить алгоритм сдвига на одну позицию, т.е. добавить внешний цикл, который будет требуемое количество раз повторять сдвиг на одну позицию. Пример блок-схемы алгоритма, выполняющего циклический сдвиг элементов массива на k позиций влево, представлен на рис. 5.4.5.
Сдвиг элементов массива находит
применение при удалении или добавлении
элементов в массив, а также в других
задачах.
НОУ ИНТУИТ | Лекция | Введение в основы современных шифров с симметричным ключом
< Лекция 15 || Лекция 7: 12345678
Аннотация: В этой лекции поставлено несколько целей. Показать различие между традиционными и современными шифрами с симметричным ключом. Привести современные блочные шифры и обсудить их характеристики. Объяснить, почему современные блочные шифры должны быть спроектированы как шифры подстановки. Ввести компоненты блочных шифров, таких как P-блоки и S-блоки. Обсудить и показать различие между двумя классами шифров: шифры Файстеля и шифры не-Файстеля. Обсудить два вида атак, особо направленных на раскрытие современных блочных шифров: дифференциальный и линейный криптоанализ. Ввести понятие «шифры для потока» и показать различие между синхронными и несинхронными шифрами. Обсудить линейную и нелинейную обратную связь регистров сдвига для реализации поточных шифров.
Ключевые слова: симметричный ключ, бит, информация, поток, безопасность, поточный шифр, блочный шифр, алгоритм, ключ, ASCII, шифр, ‘padding’, длина, шифратор, возможный ключ, входная информация, DES, частичный ключ, подгруппа, математическая функция, необратимость, выход алгоритма, выходная информация, операция дополнения, одноместная операция, бинарная операция, операции сдвига, операция циклического сдвига, data encryption standard, AES, число раундов, распределение вероятности, линейное уравнение, линейная функция, шифрование, дешифрование, Синхронный, FSR, feedback, shift register, регистр сдвига, псевдослучайная последовательность, полином, линейный криптоанализ, криптоанализ, LFSR
intuit.ru/2010/edi»>Традиционные шифры с симметричным ключом, которые мы изучали до сих пор, ориентируются на символы. С появлением компьютера стали необходимы шифры, ориентированные на бит. Потому что информация, которую надо зашифровать, — не всегда только текст; она может также состоять из чисел, графики, аудио- и видеоданных. Удобно преобразовать эти типы данных в поток битов, чтобы зашифровать этот поток, и затем передать зашифрованный поток. Кроме того, когда текст обработан на разрядном уровне, каждый символ заменен на 8 (или 16 ) бит, а это означает, что число символов становится в 8 (или 16 ) раз больше. Смешивание большего числа символов увеличивает безопасность.Эта глава обеспечивает необходимую основу для изучения современных блочных и поточных шифров, которые рассматриваются в следующих трех главах. Большая часть этой главы посвящена обсуждению общих идей современных блочных шифров, и только малая часть — принципам современных поточных шифров.
7.1. Современные блочные шифры
Современный блочный шифр с симметричными ключами шифрует n -битовый блок исходного текста или расшифровывает n -битовый блок зашифрованного текста. Алгоритм шифрования или дешифрования используют k -битовый ключ. Алгоритм дешифрования должен быть инверсией алгоритма шифрования, и оба в работе используют один и тот же ключ засекречивания так, чтобы Боб мог восстановить сообщение, передаваемое Алисой. Рисунок 7.1 показывает общую идею шифрования и дешифрования в современном блочном шифре.
Рис. 7.1. Современный блочный шифр
Если сообщение имеет размер меньше, чем n бит, нужно добавить заполнение, чтобы создать этот n -разрядный блок; если сообщение имеет больше, чем n бит, оно должно быть разделено на n -разрядные блоки, и в случае необходимости нужно добавить к последнему блоку соответствующее заполнение.
Пример 7.1
Сколько дополнительных битов нужно добавить к сообщению 100 символов, если для кодирования используется ASCII по 8 битов и блочный шифр принимает блоки 64 бита?
Решение
Закодировать 100 символов, используя ASCII по 8 битов. Это сообщение содержит 800 бит. Исходный текст должен делиться без остатка на 64. Если | M | и | Pad | — длина сообщения и длина заполнения, то
| M | + | Pad | == 0 mod 64 -> | Pad | = -800 mod 64-> 32 mod 64
Это означает, что к сообщению нужно добавить 32 бита заполнения (например, нулей). Текст тогда будет состоять из 832 битов или тринадцати 64 -разрядных блоков. Заметим, что только последний блок содержит заполнение.
Подстановка, или транспозиция
Современный блочный шифр может быть спроектирован так, чтобы действовать как шифр подстановки или как шифр транспозиции. Это — та же самая идея, которая используется и в традиционных шифрах, за исключением того, что символы, которые будут заменены или перемещены, содержат биты вместо символов.
Если шифр спроектирован как шифр подстановки, значения бита 1 или 0 в исходном тексте могут быть заменены либо на 0, либо на 1. Это означает, что исходный текст и зашифрованный текст могут иметь различное число единиц. Блок исходного текста на 64 бита, который содержит 12 нулей и 52 единицы, может быть представлен в зашифрованном тексте 34 нулями и 30 единицами. Если шифр спроектирован как шифр перестановки (транспозиции), биты только меняют порядок следования (перемещаются), сохраняя то же самое число символов в исходном и зашифрованном текстах.
В любом случае, число возможных n -битовых исходных текстов или зашифрованных текстов равно 2n, потому что каждый из n битов, использованных в блоке, может иметь одно из двух значений — 0 или 1.
Современные блочные шифры спроектированы как шифры подстановки, потому что свойства транспозиции (сохранение числа единиц или нулей) делают шифр уязвимым к атакам исчерпывающего поиска, как это показывают нижеследующие примеры.
Пример 7.2
Предположим, что мы имеем блочный шифр, где n = 64. Если есть 10 единиц в зашифрованном тексте, сколько испытаний типа «проб и ошибок» должна сделать Ева, чтобы получить исходный текст перехваченного зашифрованного текста в каждом из следующих случаев?
a. Шифр спроектирован как шифр подстановки.
b. Шифр спроектирован как шифр транспозиции.
Решение
a. В первом случае (подстановка) Ева понятия не имеет, сколько единиц находится в исходном тексте. Ева должна попробовать все возможные 264 блока по 64 бита, чтобы найти один, который имеет смысл. Если бы Ева могла пробовать 1 миллиард блоков в секунду, и тогда ей потребовалось бы сотни лет, прежде чем эта работа могла бы принести успех.
b. Во втором случае (перестановка) Ева знает, что в исходном тексте есть точно 10 единиц, потому что транспозиция не изменяет числа единиц (или нулей) в зашифрованном тексте. Ева может начать атаку исчерпывающего поиска, используя только те 64 -битовые блоки, которые имеют точно 10 единиц. Есть только (64!) / [(10!) (54!)] = 151 473 214 816 из 264 слов по 64 бита, которые имеют точно 10 единиц. Ева может проверить всех их меньше чем за 3 минуты, если она может провести 1 миллиард испытаний в секунду.
Стойкий к атаке исчерпывающего поиска, современный блочный шифр должен быть спроектирован как шифр подстановки.
Дальше >>
< Лекция 15 || Лекция 7: 12345678
Циклический сдвиг Определение и значение
- Основные определения
- Викторина
- Примеры
Показывает уровень оценки в зависимости от сложности слова.
Сохрани это слово!
Показывает уровень сложности слова.
существительное Компьютеры.
Перенос цифр с одного конца машинного слова на другой с сохранением одинакового порядка в обоих местах.
ВИКТОРИНА
ВЫ ПРОЙДЕТЕ ЭТИ ГРАММАТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ИЛИ НАТЯНУТСЯ?
Плавно переходите к этим распространенным грамматическим ошибкам, которые ставят многих людей в тупик. Удачи!
Вопрос 1 из 7
Заполните пропуск: Я не могу понять, что _____ подарил мне этот подарок.
Слова рядом с циклическим сдвигом
циклический, циклическая безработица, циклический AMP, циклический GMP, циклический шаговой рычаг, циклический сдвиг, циклин, циклин-зависимая киназа, езда на велосипеде, велосипедные шорты, велосипедист
Dictionary.com Unabridged На основе Random House Unabridged Dictionary, © Random House, Inc., 2023 г.
Как использовать циклический сдвиг в предложении
Думаете ли вы, что по мере того, как мы становимся старше, наши мысли переключаются на более абстрактную музыку, чем на конкретную лирику?
Белль и Себастьян больше не такие застенчивые|Джеймс Джойнер|7 января 2015|DAILY BEAST
Как показывает Саттон в своей книге, важный сдвиг происходил постепенно, с конца гражданской войны до мировой войны II.
Евангелический апокалипсис — это все ваша вина|Джей Майклсон|4 января 2015 г.|DAILY BEAST
Большинство других движений за социальную справедливость добиваются смены власти и денег.
Реальная история борьбы за равенство в браке|Э.Дж. Graff|30 декабря 2014 г.|DAILY BEAST
Еще один красивый номер Эминор с приятным переходом в мажор для припева.
Да, я люблю рождественскую музыку. Перестаньте смеяться.|Майкл Томаски|24 декабря 2014 г.|DAILY BEAST
И азиаты также продемонстрировали сдвиг в сторону Республиканской партии в среднесрочной перспективе.
Время вернуть демократов Трумэна|Джоэл Коткин|21 декабря 2014|DAILY BEAST
Вопрос был задан довольно раздраженно, и собеседник неловко пошевелился, прежде чем ответить.
Поселенец|Оскар Мишо
Ночная смена заработала больше часа назад, и никто не должен проходить через ворота в течение как минимум шести часов.
Детектив в капюшоне, том III № 2, январь 1942 г.|Разное
Так что мы были вынуждены весь следующий день оставаться на якорной стоянке, чтобы переложить их.
Рассказ об исследовании межтропического и западного побережья Австралии] [Том 2 из 2]|Филлип Паркер Кинг
Затем он вдруг сменил дробовик на винтовку и вернулся домой с медвежьей шкурой в фургоне.
Scattergood Baines|Clarence Budington Kelland
Радужная оболочка человеческого глаза расширяется и сужается при каждом изменении освещения, и у Обсерватории Времени тоже была радужная оболочка.
Человек из времени | Фрэнк Белкнап Лонг
python — Циклический сдвиг (поворот строк) Dataframe с Groupy Pandas
Задать вопрос
спросил
Изменено 1 год, 1 месяц назад
Просмотрено 157 раз
я пытаюсь применить np.roll с группой панд.
На самом деле у меня есть этот кадр данных: (В столбцах complete_contracts_shift я применил сдвиг с помощью groupby:
df.groupby(['contracts','param_contrct'])['complete_contracts'].
shift(1)
| полные_контракты | контрактов | param_contrct | complete_contracts_shift |
|---|---|---|---|
| F21-EZ-01/01/2022 | Ф21 | ЭЗ | НаН |
| F21-EZ-01.02.2022 | Ф21 | ЭЗ | F21-EZ-01.01.2022 |
| F21-EZ-01.03.2022 | Ф21 | ЭЗ | F21-EZ-01.02.2022 |
| Ф21-АБ-01.01.2022 | Ф21 | АБ | НаН |
| Ф21-АБ-01.02.2022 | Ф21 | АБ | F21-AB-01.01.2022 |
| F21-AB-01.03.2022 | Ф21 | АБ | F21-AB-01.02.2022 |
Мне нужно, чтобы фрейм данных имел столбец «complete_contracts_shift» следующим образом:
| complete_contracts | контрактов | param_contrct | complete_contracts_shift |
|---|---|---|---|
| F21-EZ-01/01/2022 | Ф21 | ЭЗ | F21-EZ-01. 03.2022 |
| F21-EZ-01.02.2022 | Ф21 | ЭЗ | F21-EZ-01.01.2022 |
| F21-EZ-01.03.2022 | Ф21 | ЭЗ | F21-EZ-01.02.2022 |
| Ф21-АБ-01.01.2022 | Ф21 | АБ | F21-AB-01.03.2022 |
| Ф21-АБ-01.02.2022 | Ф21 | АБ | F21-AB-01.01.2022 |
| Ф21-АБ-01.03.2022 | Ф21 | АБ | F21-AB-01.02.2022 |
я знаю np.roll из numpy, но я не могу совместить это с groupby.
- python
- pandas
- dataframe
- numpy
Если вы получаете этот результат и постоянно пропускаете третий месяц. Я предлагаю использовать более упрощенный подход:
df['complete_contracts_shift'] = np.where(df['complete_contracts_shift'].isna(),df['contracts']+'-'+df['param_contrct ']+'-01.03.2022',df['complete_contracts_shift']
Это поможет вам заполнить значения NaN правильной комбинацией столбцов и значений дат.