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第三章-密码学数学引论PPT课件

如果a|b且a|c,则对所有的整数s和t,a|sb+tc。
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2021/2/12
yky_wenfeng@
数论:素数
如果整数p(p>1)只能被1或者是它本身整除,而不能够被其他整数 整除,则称整数p为素数。
素数定理:设π(x)是小于x的素数的个数,则 π(x) ≈ x / lnx
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数论:最大公约数
公约数:设a,b∈Z,a和b的公约数是能够同时整除a和b的整数。
最大公约数:设a,b∈Z,称正整数d为a和b的最大公约数,如果满 足
d是a和b的公约数;
对a和b的任何一个公约数c,有c|d。
记为gcd(a,b) = d。
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数论:扩展欧几里德定理
欧几里德定理的过失 丢弃了所有的中间商数
基于中间商数的推演 a = q1b + r1 a + b (-q1) = r1 aq2 + b (-q1q2) = r1q2 r1q2= b – r2 a(-q2) + b (1 + q1q2) = r2 aλi + bμi = ri aλk-1+ bμk-1 = rk-1 = gcd(a,b)
数论:完全剩余系
整数集合A是模m的完全剩余系的充要条件是: A中含有m个整数; A中任何两个整数对模m不同余。
由于xi的选取是任意的,则模m的完全剩余系有无穷多个 模m的最小非负完全剩余系:{0,1,2,… ,m-1}; 模m的绝对最小完全剩余系: {-m/2 + 1,…,0,1,…,m/2}(当2|m) 或{-(m-1)/2,…,0,1,…,(m-1)/2}(当2不整除m)。
并进行比较,确定其安全性。
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数论:整除
整除:设整数a和b,且a≠0。如果存在整数k使得b = ak,那么就说 b能被a整除,记做a|b,或者说b是a的倍数。
整除的性质 对所有的整数a,a|0和a|a成立。同理,对任意的整数b,1|b 成 立; 如果a|b且b|c,则a|c 成立;
互素数:如果gcd(a,b)=1,则称a和b互素。
定理:对于任何非负的
整数a和b,有
可以用欧几里德算法求两个非负整数的最大公约数。 gcb(a,b) = gcd(b,amodb)
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数论:欧几里德算法求最大公约数
假设a大于b,求a和b最大公约数c: 用a去除b:a = q1b + r1 如果 r1 = 0,那么a能够被b整除,最大公约数为b;如果r1 ≠ 0 则将b表示为如下形式:
a c b d, a c b d, ac bd (mod n)
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数论:剩余类/完全剩余系
定义一:给定正整数m,对于每个整数i,0≤i ≤ m-1,称集合 Ri(m) = {n; n≡i(mod m), n∈N}
是模m的一个剩余类。 定义二:设m是正整数,从模m的每一个剩余类中任取一个数xi (0 ≤
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数论:素数
算术基本定理:任何一个正整数都可以分解为几个素数的乘积, 且该因数分解是唯一的,除非颠倒因子的顺序。
a
p a1 1
p a2 2
p at t
(
p1,p2
,
,pt是素数)
补充定理:如果p是一个素数,且乘积ab能被p整除,那么p|a 或者 p|b。更一般地,如果乘积ab……z能够被素数p整除,那么ab……z 中某个数必能被p整除。
密码学数学引论
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密码学数学引论组成
数论:研究整数性质的一个数学分支,重ห้องสมุดไป่ตู้研究素数。 群论:一种代数系统,重点研究在整数上的代数运算。 有限域理论:一种代数系统,比群更加复杂。 计算复杂性理论:分析不同密码技术和算法的计算复杂性的方法,
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数论:带余除法
任意的a ∈ Z且a > 0,可找出两个唯一确定的整数q和r,使a = qm + r,0 ≤ r ≤ m,q和r分别称为m去除a所得到的商和余数。 例一:a = 13,m = 8, 13 = 1 × 8 + 5 例二:a = -13,m = 8, -13 = (-2) × 8 + 3
b = q2 r1 + r2
同理,一直进行下去,直到余数为0,步骤如下:
r1 = q3r2 + r3
……
rk-2 = qkrk-1 + rk
结论: gcd(a,b)=rk-1
int Gcd(int a, int b) {
if(b == 0) return a;
return Gcd(b, a % b); }
模的由来:如果a是一个整数,m是一个正整数,定义“a mod m” 为a除以m的余数。 例一:a = 13,m = 8, 5 ≡ 13 mod 8
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2021/2/12
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数论:同余
同余:设整数a,b,n(n≠0),如果a-b 是 n 的整数倍(正的或者负的),我们就 说 a ≡b(modn)(读做a同余于b模n)。
同余命题一:设整数a,b,c,n(n≠0), 当且仅当n|a时,a ≡0(modn); a ≡a(modn); 当且仅当b ≡a(modn)时, a ≡b(modn); 如果a ≡b(modn) 且 b ≡c(modn),那么a ≡c(modn)。
同余命题二:设整数a,b,c,d,n(n≠0),假设a ≡b(modn),c ≡d(modn),那么
i ≤ m-1),称集合{x0, x1, …, xm-1}是模m的一个完全剩余系(或简称为 完全系)。
例一:m = 3,三个剩余类-R0(3) = {…,-3,0,3…},R1(3) = {…,2,1,4…},R2(3) = {…,-1,2,5…};完全剩余类{0,1,2}。
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2021/2/12
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