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1
2 Prouvons le théorème suivant.
3 \theoremstegoscureepsilon*
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7 \begin{proof}   
8 Soit $\textit{deci}$ la bijection
9 entre $\Bool^{l}$ et
10 $\llbracket 0, 2^l-1 \rrbracket$ qui associe la valeur décimale 
11 à chaque nombre binaire dans $\Bool^{l} $.
12 La probabilité $p(X^t) = (p(X^t= e_0),\dots,p(X^t= e_{2^l-1}))$ pour $e_j \in \Bool^{l}$ est égale à 
13 $(p(\textit{deci}(X^t)= 0,\dots,p(\textit{deci}(X^t)= 2^l-1))$, notée par la suite $\pi^t$.
14 Pour $i \in \llbracket 0, 2^l -1 \rrbracket$, 
15 la probabilité  $p(\textit{deci}(X^{t+1})= i)$  est 
16 \[
17  \sum\limits^{2^l-1}_{j=0}  
18 \sum\limits^{l}_{k=1} 
19 p(\textit{deci}(X^{t}) = j , S^t = k , i =_k j , f_k(j) = i_k ) 
20 \]
21 \noindent 
22 où  $ i =_k j $ est vraie si et seulement si les représentations binaires de 
23 $i$ et de  $j$ ne diffèrent que le $k^{\textrm{ème}}$ élément et 
24 où 
25 $i_k$ représente dans cette preuve  le $k^{\textrm{ème}}$ élément dans la représentation binaire 
26 du nombre
27 $i$.
28
29 En raison des hypothèses sur la stratégie, la probabilité 
30 $p(\textit{deci}(X^t) = j , S^t = k , i =_k j, f_k(j) = i_k )$ est égale à
31 $\frac{1}{l}.p(\textit{deci}(X^t) = j ,  i =_k j, f_k(j) = i_k)$.
32 Enfin, puisque $i =_k j$ et  $f_k(j) = i_k$ sont constant 
33 et sont donc indépendants de  $X^t$, on a 
34 \[
35 \pi^{t+1}_i = \sum\limits^{2^l-1}_{j=0}
36 \pi^t_j.\frac{1}{l}  
37 \sum\limits^{l}_{k=1} 
38 p(i =_k j, f_k(j) = i_k ).
39 \]
40
41 Puisque 
42 $\frac{1}{l}  
43 \sum\limits^{l}_{k=1} 
44 p(i =_k j, f_k(j) = i_k ) 
45 $ est égal à  $M_{ji}$ où  $M$ est la matrice de Markov associée à 
46  $f_l$, on a ainsi
47 \[
48 \pi^{t+1}_i = \sum\limits^{2^l-1}_{j=0}
49 \pi^t_j. M_{ji} \textrm{ et donc }
50 \pi^{t+1} = \pi^{t} M.
51 \]
52
53 % The calculus of $p(X^{t+1} = e)$ is thus equal to 
54 % $\pi^{t+1}_i$. 
55
56 Maintenant, puisque le graphe  $\Gamma(f)$ est fortement connexe,
57 pour chaque couple de sommets $(i,j)$, un chemin peut être trouvé de $i$ jusqu'à $j$ 
58 de longueur au plus égale à $2^l$.
59 Il existe donc  $k_{ij} \in \llbracket 1,  2^l \rrbracket$ t.q.
60 ${M}_{ij}^{k_{ij}}>0$.  
61
62 Comme tous les multiples $l \times k_{ij}$ de $k_{ij}$ sont tels que 
63 ${M}_{ij}^{l\times  k_{ij}}>0$, on peut conclure que si 
64 $k$ est le PPCM de $\left\{k_{ij}  \big/ i,j  \in \llbracket 1,  2^l \rrbracket  \right\}$ alors
65 $\forall i,j  \in \llbracket  1, 2^l \rrbracket,  {M}_{ij}^{k}>0$ et donc 
66 $M$ est une matrice stochastique régulière. 
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70 \begin{theorem}
71   Si $M$ est une matrice stochastique régulière, alors $M$ 
72   possède un unique vecteur stationnaire de probabilités  $\pi$
73   ($\pi.M = \pi$).
74   De plus, si $\pi^0$ est un vecteur de probabilité
75  et si on définit 
76   la suite $(\pi^{k})^{k \in  \Nats}$ par 
77   $\pi^{k+1} = \pi^k.M $ pour $k = 0, 1,\dots$ 
78   alors la chaîne de Markov $\pi^k$
79   converge vers $\pi$ lorsque $k$ tend vers l'infini.
80 \end{theorem}
81
82 Grâce à ce théorème,  $M$ admet un unique vecteur stationnaire de probabilité $\pi$. 
83 Par hypothèses, puisque $M$ est doublement stochastique, on a 
84 $(\frac{1}{2^l},\dots,\frac{1}{2^l}) = (\frac{1}{2^l},\dots,\frac{1}{2^l})M$
85 et donc $\pi =  (\frac{1}{2^l},\dots,\frac{1}{2^l})$.
86 Il existe donc $q$ t.q.
87 $|\pi^q- \pi| < \epsilon$.
88 Puisque $p(Y| K)$ est $p(X^q)$, la méthode est donc $\epsilon$-stego-secure
89 pour peu que l'adapteur de stratégie soit uniformément distribué.
90  \end{proof}