數(shù)學(xué)之美 第十七章 RSA加密算法

預(yù)備知識(shí):

歐拉函數(shù)

在數(shù)論廷雅,對(duì)正整數(shù)n耗美,歐拉函數(shù)是小于或等于n的正整數(shù)中與n互質(zhì)的數(shù)的數(shù)目(其中φ(1)=1)

通式為:

其中p1,p2...pn為x所有質(zhì)因數(shù),x是不為0的整數(shù)航缀。

特殊:若n為質(zhì)數(shù)p的k次冪幽歼,

因?yàn)槌藀的倍數(shù)外,其他數(shù)都與n互質(zhì)谬盐。
歐拉函數(shù)是積性函數(shù)——若m,n互質(zhì)甸私,φ(mn)=φ(m)φ(n)
當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),φ(2n)=φ(n)
當(dāng)n為質(zhì)數(shù)時(shí)飞傀,φ(n)=n-1

P.S.積性函數(shù):對(duì)于任意互質(zhì)的整數(shù)a和b有性質(zhì)f(ab)=f(a)f(b)的數(shù)論函數(shù)皇型。
完全積性函數(shù):對(duì)于任意整數(shù)a和b有性質(zhì)f(ab)=f(a)f(b)的數(shù)論函數(shù)。
性質(zhì):
一 與算數(shù)基本定理有關(guān)砸烦。若將n表示為質(zhì)因子分解式 n = p1a1p2a2 ...pnan 弃鸦,則有f(n)=f(p1a1)f(p2a2 )...f(pnan)
二 若r為積性函數(shù)且有f(pn)=fn(p),則f為完全積性函數(shù)幢痘。

歐拉定理(數(shù)論)

在數(shù)論中唬格,歐拉定理,(也稱(chēng)費(fèi)馬-歐拉定理)是一個(gè)關(guān)于同余的性質(zhì)颜说。歐拉定理表明购岗,若n,a為正整數(shù)门粪,且n喊积,a互質(zhì),則:

應(yīng)用:用來(lái)簡(jiǎn)化冪的模運(yùn)算玄妈。
例如乾吻,計(jì)算7222的個(gè)位數(shù)髓梅。
分析:本質(zhì)上就是求7222≡x(mod 10),而容易知道φ(10)=4绎签。
7222=(74)55 72≡x(mod 10)
72≡x(mod 10)
9
所以答案就是9.

P.S. 費(fèi)馬小定理
a是不能被質(zhì)數(shù)p整除的正整數(shù)枯饿,則有a(p-1) ≡ 1(mod p),他還有另外一個(gè)描述诡必,ap ≡ a(mod p)
證明鸭你,p是質(zhì)數(shù),所以 φ(p) = p-1擒权,帶入歐拉即可袱巨。
應(yīng)用:

費(fèi)馬小定理應(yīng)用

密碼學(xué)、信息論

對(duì)稱(chēng)加密碳抄,即對(duì)稱(chēng)算法:又是又叫傳統(tǒng)密碼算法愉老,就是加密密鑰能夠從解密密鑰中推算出來(lái),反過(guò)來(lái)也成立剖效。在大多數(shù)對(duì)稱(chēng)算法中嫉入,加密解密密鑰是相同的。這些算法也叫密碼密鑰算法或單密鑰算法璧尸。
非對(duì)稱(chēng)算法:也叫公開(kāi)密鑰加密咒林,它是用兩個(gè)數(shù)學(xué)相關(guān)的密鑰對(duì)信息進(jìn)行編碼。其中一個(gè)密鑰為公開(kāi)密鑰(公鑰)爷光,另一個(gè)叫私有密鑰(私鑰)垫竞。

非對(duì)稱(chēng)算法運(yùn)用過(guò)程:
1)乙方生成兩把密鑰,公鑰是公開(kāi)的蛀序,任何人都可以獲得欢瞪,私鑰是保密的。
2)甲方獲取乙方的公鑰徐裸,然后它對(duì)信息加密遣鼓。
3)乙方得到加密信息后,用私鑰解密重贺。

RSA算法

1)選擇兩個(gè)很大的素?cái)?shù)P和Q 骑祟。
然后計(jì)算N=PQ和φ(N)=(P-1)(Q-1)
2)找到一個(gè)與φ(N)互質(zhì)的整數(shù)E(也叫“模范元素”)
3)找一個(gè)整數(shù)D,使得ED ≡ 1 (mod φ(N))

其中公鑰是(E,N)气笙,密鑰是(D,N)
設(shè)密文為X次企,則
加密:XE ≡ Y (mod N)
獲得Y
解密:YD ≡ X (mod N)

正確性討論:
第一,不能直接通過(guò)公鑰(E,N)推出X是不科學(xué)的健民,會(huì)有無(wú)數(shù)個(gè)X(比如23 ≡ 1 (mod 3)抒巢,你可能推出X=2,4...)
第二,必須嘗試推出D
1)ED ≡ 1 (mod φ(N))秉犹,只有知道E和φ(N)蛉谜,才能推D
2)φ(N)=(P-1)(Q-1),只有知道P和Q,才能推φ(N)
3)N=PQ崇堵,只有對(duì)N做因數(shù)分解型诚,才能推出P和Q

對(duì)大整數(shù)的因數(shù)分解是一件非常困難的事情。

RSA算法的證明

要證明私鑰解密出來(lái)的答案一定是正確的X鸳劳,即證明


證明
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者
  • 序言:七十年代末狰贯,一起剝皮案震驚了整個(gè)濱河市,隨后出現(xiàn)的幾起案子赏廓,更是在濱河造成了極大的恐慌涵紊,老刑警劉巖,帶你破解...
    沈念sama閱讀 221,331評(píng)論 6 515
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件幔摸,死亡現(xiàn)場(chǎng)離奇詭異摸柄,居然都是意外死亡,警方通過(guò)查閱死者的電腦和手機(jī)既忆,發(fā)現(xiàn)死者居然都...
    沈念sama閱讀 94,372評(píng)論 3 398
  • 文/潘曉璐 我一進(jìn)店門(mén)驱负,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來(lái),“玉大人患雇,你說(shuō)我怎么就攤上這事跃脊。” “怎么了苛吱?”我有些...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 167,755評(píng)論 0 360
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵酪术,是天一觀的道長(zhǎng)。 經(jīng)常有香客問(wèn)我翠储,道長(zhǎng)拼缝,這世上最難降的妖魔是什么? 我笑而不...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 59,528評(píng)論 1 296
  • 正文 為了忘掉前任彰亥,我火速辦了婚禮咧七,結(jié)果婚禮上,老公的妹妹穿的比我還像新娘任斋。我一直安慰自己继阻,他們只是感情好,可當(dāng)我...
    茶點(diǎn)故事閱讀 68,526評(píng)論 6 397
  • 文/花漫 我一把揭開(kāi)白布废酷。 她就那樣靜靜地躺著瘟檩,像睡著了一般。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪澈蟆。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上墨辛,一...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 52,166評(píng)論 1 308
  • 那天,我揣著相機(jī)與錄音趴俘,去河邊找鬼睹簇。 笑死奏赘,一個(gè)胖子當(dāng)著我的面吹牛,可吹牛的內(nèi)容都是我干的太惠。 我是一名探鬼主播磨淌,決...
    沈念sama閱讀 40,768評(píng)論 3 421
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開(kāi)眼,長(zhǎng)吁一口氣:“原來(lái)是場(chǎng)噩夢(mèng)啊……” “哼凿渊!你這毒婦竟也來(lái)了梁只?” 一聲冷哼從身側(cè)響起,我...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 39,664評(píng)論 0 276
  • 序言:老撾萬(wàn)榮一對(duì)情侶失蹤埃脏,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎搪锣,沒(méi)想到半個(gè)月后,有當(dāng)?shù)厝嗽跇?shù)林里發(fā)現(xiàn)了一具尸體彩掐,經(jīng)...
    沈念sama閱讀 46,205評(píng)論 1 319
  • 正文 獨(dú)居荒郊野嶺守林人離奇死亡构舟,尸身上長(zhǎng)有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內(nèi)容為張勛視角 年9月15日...
    茶點(diǎn)故事閱讀 38,290評(píng)論 3 340
  • 正文 我和宋清朗相戀三年,在試婚紗的時(shí)候發(fā)現(xiàn)自己被綠了佩谷。 大學(xué)時(shí)的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片旁壮。...
    茶點(diǎn)故事閱讀 40,435評(píng)論 1 352
  • 序言:一個(gè)原本活蹦亂跳的男人離奇死亡,死狀恐怖谐檀,靈堂內(nèi)的尸體忽然破棺而出抡谐,到底是詐尸還是另有隱情,我是刑警寧澤桐猬,帶...
    沈念sama閱讀 36,126評(píng)論 5 349
  • 正文 年R本政府宣布麦撵,位于F島的核電站,受9級(jí)特大地震影響溃肪,放射性物質(zhì)發(fā)生泄漏免胃。R本人自食惡果不足惜,卻給世界環(huán)境...
    茶點(diǎn)故事閱讀 41,804評(píng)論 3 333
  • 文/蒙蒙 一惫撰、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望羔沙。 院中可真熱鬧,春花似錦厨钻、人聲如沸扼雏。這莊子的主人今日做“春日...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 32,276評(píng)論 0 23
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽(yáng)诗充。三九已至,卻和暖如春诱建,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間蝴蜓,已是汗流浹背。 一陣腳步聲響...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 33,393評(píng)論 1 272
  • 我被黑心中介騙來(lái)泰國(guó)打工, 沒(méi)想到剛下飛機(jī)就差點(diǎn)兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留茎匠,地道東北人格仲。 一個(gè)月前我還...
    沈念sama閱讀 48,818評(píng)論 3 376
  • 正文 我出身青樓,卻偏偏與公主長(zhǎng)得像汽抚,于是被迫代替她去往敵國(guó)和親抓狭。 傳聞我的和親對(duì)象是個(gè)殘疾皇子伯病,可洞房花燭夜當(dāng)晚...
    茶點(diǎn)故事閱讀 45,442評(píng)論 2 359

推薦閱讀更多精彩內(nèi)容

  • 學(xué)一點(diǎn)有趣的數(shù)論知識(shí) 在探究RSA算法的原理之前造烁,我們先來(lái)學(xué)習(xí)一點(diǎn)有趣的數(shù)論知識(shí)(數(shù)學(xué)分支之一,主要研究整數(shù)的性質(zhì)...
    24f464006eaf閱讀 2,170評(píng)論 0 5
  • 這篇文章主要講述在Mobile BI(移動(dòng)商務(wù)智能)開(kāi)發(fā)過(guò)程中午笛,在網(wǎng)絡(luò)通信惭蟋、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、登錄驗(yàn)證這幾個(gè)方面涉及的加密...
    雨_樹(shù)閱讀 2,466評(píng)論 0 6
  • 這是去年12月在CSDN寫(xiě)的一篇加密算法文章 現(xiàn)在決定在簡(jiǎn)書(shū)寫(xiě)博客 移植過(guò)來(lái)方便復(fù)習(xí)再理解药磺。 最近算法課老師要求小...
    icecrea閱讀 1,308評(píng)論 1 1
  • 酷熱中告组,迷上李宗盛的《山丘》。穿越人潮癌佩,耳中始終回響著那句句觸動(dòng)人心的歌詞木缝。 也許是三十歲男人的困惑吧。度過(guò)了近似...
    蘇橫閱讀 225評(píng)論 0 0
  • 近日因獲得精武門(mén)首條女子金腰帶再次獲得熱議的“格斗林妹妹”林荷琴談起參加讓她一戰(zhàn)成名的2017哈薩克斯坦MMA世界...
    小翌閱讀 300評(píng)論 1 2