(Lattice) 格密碼學的基本定義
一個 n 維格 L 是 的任何子集,滿足以下兩點:
一個加法的子群:
且對於每個 有
離散性:
每個 在
中有一個鄰域,其中 x 是唯一的格點。
例子:
包括整數格 對於任何實數 c 和格
的縮放格
以及"棋盤"格
格 的最小距離是最短非零格向量的長度:
。
除非另有說明,||⋅|| 會表示歐幾里得範數。更一般地,第 i 個逐次最小值 是最小的 r,使得
有 i 個線性獨立的範數不超過 r 的向量。 因為格
是
的加法子群,有商群
,其陪集為
,具有通常導出的加法運算
。
的一個基本域是集合
包含每個陪集
,恰好一個代表
例如: 半開區間 [0,1) 和 [ −1/2 ,1/2 ) 是整數格
的基本域,其中陪集
的代表分別是
和
。
基與基本平行體
雖然每個非平凡的格 是無限的,但它總是作為某個線性獨立的基向量
的整數線性組合有限生成:
整數 k 稱為rank of the basic,是格的不變量。將注意力限制在 full-rank 格上,其中 k=n。格A 的基 B 不是唯一的:對於任何單位模的矩陣 即行列式為 ±1 的矩陣,B⋅U 也是
的基,因為
對於具有基 B 的格
。
常用的基本域是以原點為中心的基本平行體
其中陪集 的代表是
。
對偶格 (dual lattice)
格 的對偶(有時稱為倒易)定義為
即與 L 中所有向量的內積 (inner products) 均為整數的點集。容易驗證
是一個格。
例如: 且對於任何非零實數 c 和格 L,有
,同樣容易驗證,如果 B 是 L 的基,則
是
的基。