X-Git-Url: https://bilbo.iut-bm.univ-fcomte.fr/and/gitweb/hdrcouchot.git/blobdiff_plain/020defdbb2ac938563eba1071c78520973093e4b..1042ddb8d08dc129da9358b73e723fc5014fb2c8:/14Secrypt.tex diff --git a/14Secrypt.tex b/14Secrypt.tex index d4f76f4..9de2b0d 100644 --- a/14Secrypt.tex +++ b/14Secrypt.tex @@ -380,18 +380,151 @@ pouvant être produits. Les cas 7 et 8 ne sont que des bornes minimales basé sur des sous-ensembles des partitionnements possibles. \begin{table}[ht] - %\begin{center} + \begin{center} \begin{tabular}{|l|c|c|c|c|c|} \hline $n$ & 4 & 5 & 6 & 7 & 8 \\ \hline - nb. de fonctions & 1 & 2 & 1332 & > 2300 & > 4500 \\ + nb. de fonctions & 1 & 2 & 1332 & $>$ 2300 & $>$ 4500 \\ \hline \end{tabular} - %\end{center} -\caption{Nombre de générateurs selon le nombre de bits.}\label{table:nbFunc} + \end{center} +\caption{Nombre de codes de Gray équilibrés selon le nombre de bits.}\label{table:nbFunc} \end{table} +Ces fonctions étant générée, on s'intéresse à étudier à quelle vitesse +un générateur les embarquant converge vers la distribution uniforme. +C'est l'objeftif de la section suivante. + \section{Quantifier l'écart par rapport à la distribution uniforme} -%15 Rairo \ No newline at end of file +On considère ici une fonction construite comme à la section précédente. +On s'intéresse ici à étudier de manière théorique les +itérations définies à l'equation~(\ref{eq:asyn}) pour une +stratégie donnée. +Tout d'abord, celles-ci peuvent être inerprétées comme une marche le long d'un +graphe d'itérations $\textsc{giu}(f)$ tel que le choix de tel ou tel arc est donné par la +stratégie. +On remaque que ce graphe d'itération est toujours un sous graphe +du ${\mathsf{N}}$-cube augmenté des +boucles sur chaque sommet, \textit{i.e.}, les arcs +$(v,v)$ pour chaque $v \in \Bool^{\mathsf{N}}$. +Ainsi, le travail ci dessous répond à la question de +définir la longueur du chemin minimum dans ce graphe pour +obtenir une distribution uniforme. +Ceci se base sur la théorie des chaînes de Markov. +Pour une référence +générale à ce sujet on pourra se référer +au livre~\cite{LevinPeresWilmer2006}, +particulièrementau chapitre sur les temps d'arrêt. + + + + +\begin{xpl} +On considère par exemple le graphe $\textsc{giu}(f)$ donné à la +\textsc{Figure~\ref{fig:iteration:f*}.} et la fonction de +probabilités $p$ définie sur l'ensemble des arcs comme suit: +$$ +p(e) \left\{ +\begin{array}{ll} += \frac{2}{3} \textrm{ si $e=(v,v)$ avec $v \in \Bool^3$,}\\ += \frac{1}{6} \textrm{ sinon.} +\end{array} +\right. +$$ +La matrice $P$ de la chaine de Markov associée à $f^*$ +est +\[ +P=\dfrac{1}{6} \left( +\begin{array}{llllllll} +4&1&1&0&0&0&0&0 \\ +1&4&0&0&0&1&0&0 \\ +0&0&4&1&0&0&1&0 \\ +0&1&1&4&0&0&0&0 \\ +1&0&0&0&4&0&1&0 \\ +0&0&0&0&1&4&0&1 \\ +0&0&0&0&1&0&4&1 \\ +0&0&0&1&0&1&0&4 +\end{array} +\right) +\] +\end{xpl} + + + + +Tout d'abord, soit $\pi$ et $\mu$ deux distributions sur +$\Bool^{\mathsf{N}}$. +La distance de \og totale variation\fg{} entre $\pi$ et $\mu$ +est notée $\tv{\pi-\mu}$ et est définie par +$$\tv{\pi-\mu}=\max_{A\subset \Bool^{\mathsf{N}}} |\pi(A)-\mu(A)|.$$ +On sait que +$$\tv{\pi-\mu}=\frac{1}{2}\sum_{X\in\Bool^{\mathsf{N}}}|\pi(X)-\mu(X)|.$$ +De plus, si +$\nu$ est une distribution on $\Bool^{\mathsf{N}}$, on a +$$\tv{\pi-\mu}\leq \tv{\pi-\nu}+\tv{\nu-\mu}.$$ + +Soit $P$ une matrice d'une chaîne de Markovs sur $\Bool^{\mathsf{N}}$. +$P(X,\cdot)$ est la distribution induite par la $X^{\textrm{ème}}$ colonne +de $P$. +Si la chaîne de Markov induite par +$P$ a une distribution stationnaire $\pi$, on définit alors +$$d(t)=\max_{X\in\Bool^{\mathsf{N}}}\tv{P^t(X,\cdot)-\pi}$$ + +et + +$$t_{\rm mix}(\varepsilon)=\min\{t \mid d(t)\leq \varepsilon\}.$$ + +Un résultat classique est + +$$t_{\rm mix}(\varepsilon)\leq \lceil\log_2(\varepsilon^{-1})\rceil t_{\rm mix}(\frac{1}{4})$$ + + + + +Soit $(X_t)_{t\in \mathbb{N}}$ une suite de variables aléatoires de +$\Bool^{\mathsf{N}}$. +une variable aléatoire $\tau$ dans $\mathbb{N}$ est un +\emph{temps d'arrêt} pour la suite +$(X_i)$ si pour chaque $t$ il existe $B_t\subseteq +(\Bool^{\mathsf{N}})^{t+1}$ tel que +$\{\tau=t\}=\{(X_0,X_1,\ldots,X_t)\in B_t\}$. +En d'autres termes, l'événement $\{\tau = t \}$ dépend uniquement des valeurs +de +$(X_0,X_1,\ldots,X_t)$, et non de celles de $X_k$ pour $k > t$. + + +Soit $(X_t)_{t\in \mathbb{N}}$ une chaîne de Markov et +$f(X_{t-1},Z_t)$ une représentation fonctionnelle de celle-ci. +Un \emph{temps d'arrêt aléatoire} pour la chaîne de +Markov est un temps d'arrêt pour +$(Z_t)_{t\in\mathbb{N}}$. +Si la chaîne de Markov est irreductible et a $\pi$ +comme distribution stationnaire, alors un +\emph{temps stationnaire} $\tau$ est temps d'arrêt aléatoire +(qui peut dépendre de la configuration initiale $X$), +tel que la distribution de $X_\tau$ est $\pi$: +$$\P_X(X_\tau=Y)=\pi(Y).$$ + + +Un temps d'arrêt $\tau$ est qualifié de \emph{fort} si $X_{\tau}$ +est indépendant de $\tau$. On a les deux théorèmes suivants, dont les +démonstrations sont données en annexes~\ref{anx:generateur}. + + +\begin{theorem} +Si $\tau$ est un temps d'arrêt fort, alors $d(t)\leq \max_{X\in\Bool^{\mathsf{N}}} +\P_X(\tau > t)$. +\end{theorem} + +\begin{theorem} \label{prop:stop} +If $\ov{h}$ is bijective et telle que if for every $X\in \Bool^{\mathsf{N}}$, +$\ov{h}(\ov{h}(X))\neq X$, alors +$E[\ts]\leq 8{\mathsf{N}}^2+ 4{\mathsf{N}}\ln ({\mathsf{N}}+1)$. +\end{theorem} + +Sans entrer dans les détails de la preuve, on remarque que le calcul +de cette borne ne tient pas en compte le fait qu'on préfère enlever des +chemins hamiltoniens équilibrés. +En intégrant cette contrainte, la borne supérieure pourraît être réduite.