MDS codes play a central role in practice due to their broad applications. To date, most known MDS codes are generalized Reed-Solomon (GRS) codes, leaving codes that are not equivalent to GRS codes comparatively less understood. Studying this non-GRS regime is therefore of intrinsic theoretical interest, and is also practically relevant since the strong algebraic structure of GRS codes can be undesirable in cryptographic settings. Among the known non-GRS codes, twisted generalized Reed-Solomon (TGRS) codes and Roth-Lempel codes are two representative families of non-GRS codes that have attracted significant attention. Though substantial work has been devoted to the construction and structural analysis of TGRS and Roth-Lempel codes, comparatively little attention has been paid to their decoding, and many problems remain open. In this paper, we propose list and unique decoding algorithms for TGRS codes and Roth-Lempel codes based on the Guruswami-Sudan algorithm. Under suitable parameter conditions, our algorithms achieve near-linear running time in the code length, improving upon the previously best-known quadratic-time complexity. Our TGRS decoder supports fixed-rate TGRS codes with up to O(n^2) twists, substantially extending prior work that only handled the single-twist case. For Roth-Lempel codes, we provide what appears to be the first efficient decoder. Moreover, our list decoders surpass the classical unique-decoding radius for a broad range of parameters. Finally, we incorporate algebraic manipulation detection (AMD) codes into the list-decoding framework, enabling recovery of the correct message from the output list with high probability.


翻译:最大距离可分(MDS)码因其广泛的应用而在实践中占据核心地位。迄今为止,大多数已知的MDS码均为广义里德-所罗门(GRS)码,导致与GRS码不等价的码类相对缺乏研究。因此,探索这一非GRS领域不仅具有内在的理论价值,也具有实际意义,因为在密码学场景中,GRS码的强代数结构可能带来不利影响。在已知的非GRS码中,扭曲广义里德-所罗门(TGRS)码与罗斯-莱姆佩尔码是两类受到广泛关注的代表性非GRS码族。尽管已有大量研究致力于TGRS码与罗斯-莱姆佩尔码的构造与结构分析,但其译码问题却相对较少受到关注,许多问题尚未解决。本文基于Guruswami-Sudan算法,提出了适用于TGRS码与罗斯-莱姆佩尔码的列表译码与唯一译码算法。在适当的参数条件下,我们的算法实现了接近线性的码长运行时间,优于先前已知的二次时间复杂度。所提出的TGRS译码器支持具有多达O(n^2)个扭曲的固定码率TGRS码,显著扩展了仅能处理单扭曲情形的已有工作。对于罗斯-莱姆佩尔码,我们提供了目前看来首个高效译码器。此外,对于广泛的参数范围,我们的列表译码器突破了经典唯一译码半径的限制。最后,我们将代数操作检测(AMD)码融入列表译码框架,从而能够以高概率从输出列表中恢复正确消息。

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