ゴレイ符号（英: Golay code）は、数学の散在型単純群の理論に基づく符号の種類である。名前の由来はスイスの数学者マルセル・J・E・ゴレイ（英語版）。
2元ゴレイ符号拡張2元ゴレイ符号の生成行列

2元ゴレイ符号（英: Binary Golay code）は、デジタル通信に用いられる誤り訂正符号の一種である。

2元ゴレイ符号は2種類存在する。拡張2元ゴレイ符号（extended-）は12ビットのデータを24ビットの符号語に符号化し、任意の3ビットの誤りを訂正可能で、4ビットの誤りを検出可能である。完全2元ゴレイ符号（perfect-）は符号語長23ビットで、拡張2元ゴレイ符号から特定の1ビットを除いたものである（逆に完全2元ゴレイ符号にパリティビットを追加したのが拡張2元ゴレイ符号である）。これらを標準的な符号パラメータで表すと、[24, 12, 8] と [23, 12, 7] である。
数学的定義

数学的には、拡張2元ゴレイ符号は24ビット空間 V=F224 の12次部分空間 W からなり、W の任意の2つの元は少なくとも8箇所の座標位置が異なる。同様に W の任意のゼロでない元は、少なくとも8箇所の座標がゼロでない。

W 上に分布するゼロでない座標の集合 w が符号語の集合である。拡張2元ゴレイ符号では、全ての符号語のハミング重みは、0, 8, 12, 16, 24 のいずれかである。

座標の再ラベル付けまで、W は一意である。

完全2元ゴレイ符号は完全符号である。すなわち、符号を中心とする半径3の球がベクトル空間のパーティションを形成する。

完全2元ゴレイ符号の自己同型群は、マシュー群 M 23 {\displaystyle M_{23}} である。拡張2元ゴレイ符号の自己同型群はマシュー群 M 24 {\displaystyle M_{24}} である。他のマシュー群は、W の1つ以上の元の不変部分群として得られる。

ハミング重み 8 のゴレイ符号の符号語は、シュタイナー系 S(5,8,24) の元である。
構築
辞書式符号（Lexicographic code）: V 上のベクトルを辞書式順序で並べ替える（すなわち、ベクトルを24ビットの2進数整数と見て順に並べる）。w1 = 0 を起点とし、整数として小さいほうから順に w2, w3, ..., w12 と定義していく。このとき、既定の元の全ての線型合成と比較して少なくとも8箇所の座標が異なるものを選んでいく。W は w1, ..., w12 のスパンとして定義される。

平方剰余符号: 平方非剰余 (mod 23) の集合 N を考える。これは巡回群 Z/23Z の11要素の部分集合である。この部分集合の変換 t+N を考える。各変換で要素 ∞ を追加することで12要素の集合 St を作る。そして V の基底要素を 0, 1, 2, ..., 22, ∞ でラベル付けすると、W は St の各元と全基底ベクトルから成る元のスパンとして定義できる。完全符号は、∞ を除けばよい。

巡回符号: 完全 G23 符号は x 23 − 1 {\displaystyle x^{23}-1} の因数分解からも構築できる。つまり符号は式 x 11 + x 10 + x 6 + x 5 + x 4 + x 2 + 1 / x 23 − 1 {\displaystyle x^{11}+x^{10}+x^{6}+x^{5}+x^{4}+x^{2}+1/x^{23}-1} から生成される。

R. T. Curtis の "Miracle Octad Generator": 4×6 の配列で、拡張2元ゴレイ符号の759個のハミング重み8の符号語 "Octad" を描く。24種類の部分集合の対称差を利用して（つまり、2進の加算によって）全符号語を得る。

数学ゲーム Mogul の勝ちパターン: Mogul は24枚の硬貨を並べて遊ぶゲーム。初期状態は全硬貨が表。ターン毎に1枚から7枚の硬貨を裏返すが、そのうちの左端の硬貨は表から裏への裏返しでなければならない。裏返せなくなった方が負けである。表を1、裏を0と解釈すれば、拡張2元ゴレイ符号の符号語となるようなパターンにすれば必勝する。

3元ゴレイ符号

3元ゴレイ符号（英: Ternary Golay code）には、相互に関連する2種類の誤り訂正符号が存在する。通常3元ゴレイ符号と言えば、完全 (11, 6, 5) 3元線型符号を指す。拡張3元ゴレイ符号（extended-）は (12, 6, 6) 線型符号であり、(11, 6, 5) の符号にゼロサムのチェックディジットを追加したものである。

拡張3元ゴレイ符号の重み多項式は次の通り。 x 12 + y 12 + z 12 + 22 ( x 6 y 6 + y 6 z 6 + z 6 x 6 ) + 220 ( x 6 y 3 z 3 + y 6 z 3 x 3 + z 6 x 3 y 3 ) {\displaystyle x^{12}+y^{12}+z^{12}+22(x^{6}y^{6}+y^{6}z^{6}+z^{6}x^{6})+220(x^{6}y^{3}z^{3}+y^{6}z^{3}x^{3}+z^{6}x^{3}y^{3})}

完全3元ゴレイ符号は、有限体 F3 上の長さ11の平方剰余符号として構築できる。

拡張3元ゴレイ符号の自己同型群は 2.M12 であり、M12 はマシュー群である。

拡張3元ゴレイ符号は、体 F3 上の12次アダマール行列の行のスパンから構築可能である。

ゼロでない6つの桁を持つ拡張3元ゴレイ符号の全ての符号語を考えたとき、そのゼロでない桁の位置の集合は、シュタイナー系 S(5, 6, 12) から得られる。
ゴレイ符号の応用例
NASAの宇宙探査

ボイジャー計画では、木星と土星のフライバイの際に多数のカラー画像を転送する必要があったが、当時の通信帯域幅は技術的に限られていた。

カラー画像転送ではデータ全体を3回送る必要があり、ゴレイ (24,12,8) 符号が使われた[1]

このゴレイ符号は3ビットの誤りしか訂正できないが、マリナー計画で使われたアダマール符号よりもデータ転送レートを速くすることができた。

短波帯データ通信

短波帯の自動リンク確立(ALE)についてのアメリカ政府の新たな規格では、拡張 (24,12) ゴレイ符号を前方誤り訂正（FEC）に指定している。