Κρυπτογραφία και Πολυπλοκότητα

Σχετικά έγγραφα
τη µέθοδο της µαθηµατικής επαγωγής για να αποδείξουµε τη Ϲητούµενη ισότητα.

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ Ασκησεις - Φυλλαδιο 8

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΚΡΥΠΤΟΛΟΓΙΑ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ #6 ΘΕΟ ΟΥΛΟΣ ΓΑΡΕΦΑΛΑΚΗΣ

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ Ασκησεις - Φυλλαδιο 9

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ. Λυσεις Ασκησεων - Φυλλαδιο 9

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ. Προτεινοµενες Ασκησεις - Φυλλαδιο 9

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ. Ασκησεις - Επανάληψης. ιδασκων: Α. Μπεληγιάννης Ιστοσελιδα Μαθηµατος :

Πρόβληµα 2 (12 µονάδες)

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ Ασκησεις Επαναληψης

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ Ασκησεις - Φυλλαδιο 7

Ασκήσεις για το µάθηµα «Ανάλυση Ι και Εφαρµογές» (ε) Κάθε συγκλίνουσα ακολουθία άρρητων αριθµών συγκλίνει σε άρρητο αριθµό.

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ. Ασκησεις Επαναληψης. ιδασκων: Α. Μπεληγιάννης Ιστοσελιδα Μαθηµατος :

< 1 για κάθε k N, τότε η σειρά a k συγκλίνει. +, τότε η η σειρά a k αποκλίνει.

2 o Καλοκαιρινό σχολείο Μαθηµατικών Νάουσα 2008

Αριθµητική Γραµµική ΑλγεβραΚεφάλαιο 4. Αριθµητικός Υπολογισµός Ιδιοτιµών 2 Απριλίου και2015 Ιδιοδιανυσµάτων 1 / 50

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ Ασκησεις - Φυλλαδιο 3

Γενικές Παρατηρήσεις. Μη Κανονικές Γλώσσες - Χωρίς Συµφραζόµενα (1) Το Λήµµα της Αντλησης. Χρήση του Λήµµατος Αντλησης.

Μάθηµα Θεωρίας Αριθµών Ε.Μ.Ε

f (x) = l R, τότε f (x 0 ) = l. = lim (0) = lim f(x) = f(x) f(0) = xf (ξ x ). = l. Εστω ε > 0. Αφού lim f (x) = l R, υπάρχει δ > 0

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ. Λυσεις Ασκησεων - Φυλλαδιο 7

KΕΦΑΛΑΙΟ 4 AΚΟΛΟΥΘΙΕΣ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΩΝ ΑΡΙΘΜΩΝ

Αριθµητική Ανάλυση 1 εκεµβρίου / 43

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ Ασκησεις - Φυλλαδιο 8

ΛΙΒΑΘΙΝΟΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ Επιστήµη και Τεχνολογία των Υπολογιστών Α.Μ.: 403. Πρώτη Οµάδα Ασκήσεων

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ. Λυσεις Ασκησεων - Φυλλαδιο 3

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ Ασκησεις - Φυλλαδιο 6

ροµολόγηση πακέτων σε δίκτυα υπολογιστών

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ Ασκησεις - Φυλλαδιο 3

Θέµατα ( ικαιολογείστε πλήρως όλες τις απαντήσεις σας)

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ Ασκησεις - Φυλλαδιο 7

Θέµατα ( ικαιολογείστε πλήρως όλες τις απαντήσεις σας)

KΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΣΥΜΜΕΤΡΗ ΚΡΥΠΤΟΓΡΑΦΙΑ

Στοιχεία Θεωρίας Αριθμών & Εφαρμογές στην Κρυπτογραφία

Όνοµα: Λιβαθινός Νικόλαος 2291

Αλγεβρικες οµες Ι Ασκησεις - Φυλλαδιο 4 1 2

ΠΑΡΑΓΩΓΟΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ. Εφαπτοµένη ευθεία

Κεφάλαιο 2. Παραγοντοποίηση σε Ακέραιες Περιοχές

Τελική Εξέταση 10 Φεβρουαρίου 2017 ιάρκεια εξέτασης 2 ώρες και 30 λεπτά

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ Λυσεις Ασκησεων - Φυλλαδιο 1

Αρχίζουµε µε την µη συµµετρική µορφή του απειρόβαθου κβαντικού πηγαδιού δυναµικού, το οποίο εκτείνεται από 0 έως L.

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ. Λυσεις Ασκησεων - Φυλλαδιο 2

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2016 Β ΦΑΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. lim = 0. Βλέπε σελίδα 171 σχολικού. σχολικού βιβλίου.

Εφαρμοσμένη Κρυπτογραφία Ι

Εφαρμοσμένη Κρυπτογραφία Ι

Γ. Κορίλη Αλγόριθµοι ροµολόγησης

Κρυπτογραφία. Κωνσταντίνου Ελισάβετ

Η εξίσωση του Fermat για τον εκθέτη n=3. Μία στοιχειώδης προσέγγιση

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά. Παράδειγµα άµεσης απόδειξης. Μέθοδοι αποδείξεως για προτάσεις της µορφής εάν-τότε Αποδείξεις

ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

P (A) = 1/2, P (B) = 1/2, P (C) = 1/9

ιαιρετότητα Στοιχεία Θεωρίας Αριθµών «Ο Αλγόριθµος της ιαίρεσης» Αριθµητική Υπολοίπων 0 r < d και a = d q +r

3 o Καλοκαιρινό Μαθηµατικό σχολείο Ε.Μ.Ε. Λεπτοκαρυά Πιερίας 2009

Αρµονική Ανάλυση. Ενότητα: Χώροι L p. Απόστολος Γιαννόπουλος. Τµήµα Μαθηµατικών

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ. Ασκησεις - Φυλλαδιο 5

5.1 Ιδιοτιµές και Ιδιοδιανύσµατα

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2016 Β ΦΑΣΗ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟ ΟΙ ΕΥΡΕΣΗΣ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΩΝ Ι ΙΟΤΙΜΩΝ. 4.1 Γραµµικοί µετασχηµατισµοί-ιδιοτιµές-ιδιοδιανύσµατα

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ Ασκησεις - Φυλλαδιο 2

Αριθµοθεωρητικοί Αλγόριθµοι και το. To Κρυπτοσύστηµα RSA

Όρια συναρτήσεων. ε > υπάρχει ( ) { } = ± ορίζονται αναλόγως. Η διατύπωση αυτών των ορισµών αφήνεται ως άσκηση. x y = +. = και για κάθε (, ) ( 0,0)

Κεφάλαιο 6. Πεπερασµένα παραγόµενες αβελιανές οµάδες. Z 4 = 1 και Z 2 Z 2.

Κεφάλαιο 7 Βάσεις και ιάσταση

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά. Μαθηµατική επαγωγή. 11 Επαγωγή

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ ΙΙ (ΠΕΡΙΤΤΟΙ) Ασκησεις - Φυλλαδιο 5

ιδάσκοντες :Τµήµα Α ( Αρτιοι) : Καθηγητής Ν. Μισυρλής,Τµήµα Β (Περιττοί) : Αριθµητική Επίκ. Καθηγητής νάλυση Φ.Τζαφέρης (ΕΚΠΑ) 27 Μαΐου / 20

Πρόβληµα 2 (15 µονάδες)

Επίλυση Γραµµικών Συστηµάτων

2 o Καλοκαιρινό σχολείο Μαθηµατικών Νάουσα 2008

Κρυπτογραφία. Έλεγχος πρώτων αριθών-παραγοντοποίηση. Διαφάνειες: Άρης Παγουρτζής Πέτρος Ποτίκας

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ. Λυσεις Ασκησεων - Φυλλαδιο 6

Αριθµητική Ανάλυση. ιδάσκοντες: Καθηγητής Ν. Μισυρλής, Επίκ. Καθηγητής Φ.Τζαφέρης ΕΚΠΑ. 16 Ιανουαρίου 2015

Στοιχεία Θεωρίας Αριθμών & Εφαρμογές στην Κρυπτογραφία

KΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΧΡΗΣΙΜΕΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ. { 1,2,3,..., n,...

Υποοµάδες. Κυκλικές οµάδες

Σηµειώσεις Θεωρίας Αριθµών. Θ. Θεοχάρη-Αποστολίδη


ΜΑΘΗΜΑ Μέτρο µιγαδικού Ασκήσεις Γεωµετρικών τόπων ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Αλγεβρικες οµες Ι Ασκησεις - Φυλλαδιο 2


ΧΡΗΣΙΜΑ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΩΡΙΑΣ ΟΡΙΩΝ

Γραµµικός Προγραµµατισµός - Μέθοδος Simplex

Αριθµοί Liouville. Ιωάννης Μπαρµπαγιάννης

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ. Λυσεις Ασκησεων - Φυλλαδιο 4

Όρια συναρτήσεων. ε > υπάρχει ( ) { } = ± ορίζονται αναλόγως. Η διατύπωση αυτών των ορισµών αφήνεται ως άσκηση. x y = +. = και για κάθε (, ) ( 0,0)

(x) = δ(x) π(x) + υ(x)

QR είναι ˆx τότε x ˆx. 10 ρ. Ποιά είναι η τιµή του ρ και γιατί (σύντοµη εξήγηση). P = [X. 0, X,..., X. (n 1), X. n] a(n + 1 : 1 : 1)

Θεώρηµα: Z ( Απόδειξη: Περ. #1: Περ. #2: *1, *2: αποδεικνύονται εύκολα, διερευνώντας τις περιπτώσεις ο k να είναι άρτιος ή περιττός

Εφαρμοσμένη Κρυπτογραφία Ι

a 1d L(A) = {m 1 a m d a d : m i Z} a 11 a A = M B, B = N A, k=1

1 Ορισµός ακολουθίας πραγµατικών αριθµών

Επιπλέον Ασκήσεις. Μαθηµατική Επαγωγή. ιαιρετότητα. Προβλήµατα ιαιρετότητας.

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 2008

1 Το ϑεώρηµα του Rademacher

ΜΑΘΗΜΑ ΜΟΝΟΤΟΝΕΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ. Αντίστροφη συνάρτηση. ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΗ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ Συνάρτηση 1-1. Θεωρία Σχόλια Μέθοδοι Ασκήσεις

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Μαθηµατική Επαγωγή. Ορέστης Τελέλης. Τµήµα Ψηφιακών Συστηµάτων, Πανεπιστήµιο Πειραιώς

ΕΥΡΕΣΗ ΣΥΝΟΛΟΥ ΤΙΜΩΝ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ. της f : A. Rούτε εύκολη είναι ούτε πάντοτε δυνατή. Για τις συναρτήσεις f (x) = x ηµ x και ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ

Αλγόριθµοι για την παραγοντοποίηση ακεραίων αριθµών

Αριθµητική Ανάλυση. ιδάσκοντες: Τµήµα Α ( Αρτιοι) : Καθηγητής Ν. Μισυρλής, Τµήµα Β (Περιττοί) : Επίκ. Καθηγητής Φ.Τζαφέρης. 21 εκεµβρίου 2015 ΕΚΠΑ

Διακριτά Μαθηματικά ΙΙ Χρήστος Νομικός Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων 2018 Χρήστος Νομικός ( Τμήμα Μηχανικών Η/Υ Διακριτά

Transcript:

Απόδειξη του Αλγορίθµου Tonelli - Shanks Σχολή Εφαρµοσµένων και Φυσικών Επιστηµών ευτέρα 13 Φεβρουαρίου 2011

Το Πρόβληµα Να ϐρούµε x 1, x 2 Z p τέτοια ώστε: για κάποιο a Z p. x 2 i a (mod p) i 1, 2 (1)

Το Πρόβληµα Να ϐρούµε x 1, x 2 Z p τέτοια ώστε: για κάποιο a Z p. Υπαρξη Λύσης Κριτήριο Euler. x 2 i a (mod p) i 1, 2 (1)

Το Πρόβληµα Να ϐρούµε x 1, x 2 Z p τέτοια ώστε: για κάποιο a Z p. Υπαρξη Λύσης Κριτήριο Euler. x 2 i a (mod p) i 1, 2 (1) Εύρεση Λύσης Αλγόριθµος Tonelli - Shanks.

Το Πρόβληµα Να ϐρούµε x 1, x 2 Z p τέτοια ώστε: για κάποιο a Z p. Υπαρξη Λύσης Κριτήριο Euler. x 2 i a (mod p) i 1, 2 (1) Εύρεση Λύσης Αλγόριθµος Tonelli - Shanks. Αρκεί να ϐρούµε µία λύση, διότι x 2 = x 1 + p.

Εργαλεία Κριτήριο Euler Πρόταση Εστω p πρώτος αριθµός. Η εξίσωση έχει λύση αν και µόνο άν a p 1 2 1 (mod p). x 2 a (mod p) (2)

Εργαλεία Μικρό Θεώρηµα Fermat Πρόταση Εστω π πρώτος και a Z τέτοιο ώστε gcd(a, p) = 1, τότε: a p 1 1 (mod p) Με άλλα λόγια η τάξη του α στο Z p διαιρεί το p 1, δηλαδή ord p (a) (p 1).

Εργαλεία Σηµαντικό Λήµµα Lemma Αν p περιττός πρώτος και y 2 1 (mod p), τότε y ±1 (mod p).

Εργαλεία Σηµαντικό Λήµµα Lemma Αν p περιττός πρώτος και y 2 1 (mod p), τότε y ±1 (mod p). Απόδειξη. Από υπόθεση p y 2 1 p (y 1)(y + 1).

Εργαλεία Σηµαντικό Λήµµα Lemma Αν p περιττός πρώτος και y 2 1 (mod p), τότε y ±1 (mod p). Απόδειξη. Από υπόθεση p y 2 1 p (y 1)(y + 1). Επειδή ο p πρώτος p (y 1) ή p (y + 1).

Εργαλεία Σηµαντικό Λήµµα Lemma Αν p περιττός πρώτος και y 2 1 (mod p), τότε y ±1 (mod p). Απόδειξη. Από υπόθεση p y 2 1 p (y 1)(y + 1). Επειδή ο p πρώτος p (y 1) ή p (y + 1). ιότι αν διαιρούσε και τους δύο, ϑα λ 1, λ 2 R ώστε (y 1) = λ 1 p και (y + 1) = λ 2 p.

Εργαλεία Σηµαντικό Λήµµα Lemma Αν p περιττός πρώτος και y 2 1 (mod p), τότε y ±1 (mod p). Απόδειξη. Από υπόθεση p y 2 1 p (y 1)(y + 1). Επειδή ο p πρώτος p (y 1) ή p (y + 1). ιότι αν διαιρούσε και τους δύο, ϑα λ 1, λ 2 R ώστε (y 1) = λ 1 p και (y + 1) = λ 2 p. Προσθέτοντας κατά µέλη: (λ 1 + λ 2 )p = y 1 + y + 1 = 2y.

Εργαλεία Σηµαντικό Λήµµα Lemma Αν p περιττός πρώτος και y 2 1 (mod p), τότε y ±1 (mod p). Απόδειξη. Από υπόθεση p y 2 1 p (y 1)(y + 1). Επειδή ο p πρώτος p (y 1) ή p (y + 1). ιότι αν διαιρούσε και τους δύο, ϑα λ 1, λ 2 R ώστε (y 1) = λ 1 p και (y + 1) = λ 2 p. Προσθέτοντας κατά µέλη: (λ 1 + λ 2 )p = y 1 + y + 1 = 2y. Συεπώς p 2y p y p y 2 y 2 0 (mod p).

Εργαλεία Σηµαντικό Λήµµα Lemma Αν p περιττός πρώτος και y 2 1 (mod p), τότε y ±1 (mod p). Απόδειξη. Από υπόθεση p y 2 1 p (y 1)(y + 1). Επειδή ο p πρώτος p (y 1) ή p (y + 1). ιότι αν διαιρούσε και τους δύο, ϑα λ 1, λ 2 R ώστε (y 1) = λ 1 p και (y + 1) = λ 2 p. Προσθέτοντας κατά µέλη: (λ 1 + λ 2 )p = y 1 + y + 1 = 2y. Συεπώς p 2y p y p y 2 y 2 0 (mod p). Ατοπο!

Gauss Παρατήρηση Gauss Παρατήρησε πως την (2) τη λύνουµε αν ϐρούµε περιττό ακέραιο S τέτοιον ώστε: a S 1 (mod p) διότι τότε η µία λύση είναι η: αφού: x 2 x = a S+1 2 mod p ) (a S+1 2 2 (mod p) a S a (mod p) a (mod p)

Gauss Λύση Gauss Παρατήρηση Αν επιλέξουµε τύχαια έναν p πρώτο ϑα ισχύει: p 3 (mod 4) µε 50% πιθανότητα, ή (3) p 1 (mod 4) (4)

Gauss Λύση Gauss Παρατήρηση Αν επιλέξουµε τύχαια έναν p πρώτο ϑα ισχύει: p 3 (mod 4) µε 50% πιθανότητα, ή (3) p 1 (mod 4) (4) Συνεπώς για S = p 1 2 είµαστε εντάξει για τη περίπτωση 3 αφού: a S a p 1 2 1 (mod p)

Gauss Λύση Gauss Παρατήρηση Αν επιλέξουµε τύχαια έναν p πρώτο ϑα ισχύει: p 3 (mod 4) µε 50% πιθανότητα, ή (3) p 1 (mod 4) (4) Συνεπώς για S = p 1 2 είµαστε εντάξει για τη περίπτωση 3 αφού: a S a p 1 2 1 (mod p) και υπάρχει x a S+1 2 (mod p) a p+1 4 (mod p), αφού το 4 p + 1.

Βήµατα Αλγορίθµου Αλγόριθµος Tonelli - Shanks 1. Είσοδος: a, p Z, µε p πρώτο 2. Εξοδος: x 1, x 2 Z τέτοια ώστε x 2 1 a (mod p) και x2 2 a (mod p). 3. Ελεγχος: Αν a p 1 2 1 (mod p) συνέχισε κανονικά αλλιώς διέκοψε. Ο a είναι τετραγωνικό µη υπόλοιπο modulo p. 4. Βρες S, e: Με διαδοχικούς υποδιπλασιασµούς ϐρες s, e τέτοια ώστε p 1 = S 2 e. 5. Βρες n: Θέσε n = 2. Αν n p 1 2 1 (mod p) τότε συνέχισε αλλιώς επανάλαβε για n = n + 1.

Βήµατα Αλγορίθµου 6. Initial Guess: Αρχικοποίησε τις παρακάτω παραµέτρους 1 x = a S+1 2 mod p 2 b = a S mod p 3 g = n S mod p 4 r = e 7. Βρες m: Θέσε m = 0. Αν b 2m 1 (mod p) τότε συνέχισε αλλιώς επανάλαβε για m = m + 1. 8. Τερµατισµός: Αν m = 0 τότε επέστρεψε x και ( x mod p) και τερµάτισε. 9. Ανανέωση: Κάνε τα παρακάτω: 1 x = x g 2r m 1 mod p 2 b = b g 2r m mod p 3 g = g 2r m mod p 4 r = m

Παράδειγµα Η 8 στο Z 40961 Αρχικοποιούµε: 1 a = 5, p = 40961 και επειδή 5 20480 1 (mod p) είµαστε εντάξει. 2 p 1 = 40960 = 20480 2 = 10240 2 2 =... = 5 2 13, άρα S = 5 και e = 13. 3 x = a S+1 2 mod p = 8 3 mod 40961 x = 512. 4 b = a S mod p = 5 5 mod 40961 b = 32768 5 Ξεκινωντας από n = 2 ϐρίσκουµε πως n = 3. 6 g = n S = 3 5 = 243

Παράδειγµα i m x = x g 2r m 1 b = b g 2r m g = g 2r m r 512 32768 243 13 1 11 3870 8387 20237 11 2 9 17966 21040 8603 9 3 6 23589 39178 14529 6 4 5 23589 31679 19808 5 5 3 10952 14541 31679 3 6 2 10952 40960 14541 2 7 1 10952 1 40960 1 Πίνακας: Αφού b 1 (mod p) ξεκινάµε τις επαναλήψεις. Ξρειαζόµαστε 7 επαναλήψεις για να υπολογίσουµε το 8

Το Σκεπτικό Επιλογή Λύσης Επιλέγουµε S τέτοιο ώστε: p 1 = S 2 e

Το Σκεπτικό Επιλογή Λύσης Επιλέγουµε S τέτοιο ώστε: p 1 = S 2 e Επιλέγουµε ως λύση (Initial Guess) τη: x = a S+1 2 mod p

Το Σκεπτικό Επιλογή Λύσης Επιλέγουµε S τέτοιο ώστε: p 1 = S 2 e Επιλέγουµε ως λύση (Initial Guess) τη: Παρατηρούµε πως: x = a S+1 2 mod p x 2 ) (a S+1 2 2 (mod p) a S+1 (mod p) a S a (mod p)

Το Σκεπτικό Βελιτώσεις Η x = a S+1 2 mod p είναι λύση αν και µόνο αν: a S 1 (mod p) Αυτό συµβαίνει στα 2 /3 των περιπτώσεων. Συνεπώς οι ϐελιτώσεις: 1 Μεγαλύτερη πιθανότητα να ϐρούµε τη λύση µε ένα ϐήµα. 2 Λύση ακόµη και αν τύχουµε στο 1 /3 των περιπτώσεων.

Το Σκεπτικό Τάξη του Fudge Factor Fudge Factor Στην έκφραση: x 2 a S a (mod p) τον αριθµό b = a S τον καλούµε Fudge Factor (FF).

Το Σκεπτικό Τάξη του Fudge Factor Fudge Factor Στην έκφραση: x 2 a S a (mod p) τον αριθµό b = a S τον καλούµε Fudge Factor (FF). Αν τύχουµε στο 1 /3 των περιπτώσεων, τότε: a S 1 (mod p)

Το Σκεπτικό Τάξη του Fudge Factor Fudge Factor Στην έκφραση: x 2 a S a (mod p) τον αριθµό b = a S τον καλούµε Fudge Factor (FF). Αν τύχουµε στο 1 /3 των περιπτώσεων, τότε: a S 1 (mod p) ηλαδή ord(b) > 1.

Το Σκεπτικό Στόχος Αφού ord(a S ) > 1, ϑέλουµε να ϐρούµε πολ/κό παράγοντα για την: x 2 a S a (mod p) ώστε µε επαναλήψεις να καταλήξουµε σε µια έκφραση της οποίας ο Fudge Factor να έχει τάξη ίση µε 1.

Το Σκεπτικό Τάξη FF Θυµίζουµε πως στο Βήµα 7 ϐρίσκουµε m τέτοιο ώστε: ( a S ) 2 m 1 (mod p)

Το Σκεπτικό Τάξη FF Θυµίζουµε πως στο Βήµα 7 ϐρίσκουµε m τέτοιο ώστε: ( a S ) 2 m 1 (mod p) Επειδή: ( a S ) 2 e 1 = a S 2e 2 = a p 1 2 1 (mod p)

Το Σκεπτικό Τάξη FF Θυµίζουµε πως στο Βήµα 7 ϐρίσκουµε m τέτοιο ώστε: ( a S ) 2 m 1 (mod p) Επειδή: ( a S ) 2 e 1 = a S 2e 2 = a p 1 2 1 (mod p) Παρατηρούµε πως: ord(a S ) 2 e 1

Το Σκεπτικό Τάξη FF Θυµίζουµε πως στο Βήµα 7 ϐρίσκουµε m τέτοιο ώστε: ( a S ) 2 m 1 (mod p) Επειδή: ( a S ) 2 e 1 = a S 2e 2 = a p 1 2 1 (mod p) Παρατηρούµε πως: ord(a S ) 2 e 1 Οπότε µπορούµε να ϐρούµε 0 m e 1 τέτοιο ώστε: ord(b) = 2 m

Η Ορθότητα Πολ/κός Παράγοντας Θυµίζουµε (Βήµα 5 του αλγορίθµου) πως έχουµε ϐρει n τέτοιο ώστε: n p 1 2 1 (mod p)

Η Ορθότητα Πολ/κός Παράγοντας Θυµίζουµε (Βήµα 5 του αλγορίθµου) πως έχουµε ϐρει n τέτοιο ώστε: Πολ/κός Παράγοντας n p 1 2 1 (mod p) Είναι ο αριθµός ( n S) 2 e m.

Η Ορθότητα Πολ/κός Παράγοντας Θυµίζουµε (Βήµα 5 του αλγορίθµου) πως έχουµε ϐρει n τέτοιο ώστε: Πολ/κός Παράγοντας Τον εφαρµόζουµε στην εξίσωση: n p 1 2 1 (mod p) Είναι ο αριθµός ( n S) 2 e m. x 2 a S a (mod p)

Η Ορθότητα Πολ/κός Παράγοντας Θυµίζουµε (Βήµα 5 του αλγορίθµου) πως έχουµε ϐρει n τέτοιο ώστε: Πολ/κός Παράγοντας Τον εφαρµόζουµε στην εξίσωση: και λαµβάνουµε: n p 1 2 1 (mod p) Είναι ο αριθµός ( n S) 2 e m. x 2 a S a (mod p) x 2 (n S) 2 e m a S (n S) 2 e m a (mod p)

Η Ορθότητα Νέα Λύση Ετσι: Νέα Λύση: x = (x (n S) 2 e m 1) 2 mod p Νέος FF: b = a S (n S) 2 e m mod p

Η Ορθότητα Νέα Λύση Ετσι: Νέα Λύση: x = (x (n S) 2 e m 1) 2 mod p Νέος FF: b = a S (n S) 2 e m mod p Για να αποδείξουµε την ορθότητα του αλγορίθµου µένει να δείξουµε πως η τάξη του νέου FF είναι µικρότερη από του προηγούµενου.

Η Ορθότητα Νέα Λύση Ετσι: Νέα Λύση: x = (x (n S) 2 e m 1) 2 mod p Νέος FF: b = a S (n S) 2 e m mod p Για να αποδείξουµε την ορθότητα του αλγορίθµου µένει να δείξουµε πως η τάξη του νέου FF είναι µικρότερη από του προηγούµενου. Θυµίζουµε πως ord(b) = 2 m. Συνεπώς αρκεί ν.δ.ο: ord(b ) 2 m 1 (b ) 2m 1 1 (mod p)

Η Ορθότητα Παρατήρηση 1 Ισχύει πως: a S 2m 1 1 (mod p) Θέτουµε: y = a S 2m 1 = ( a S) 2 m 1 Παρατηρούµε πως: y 2 = (a S 2m 1) 2 = (a S 2m) = ( a S) 2 m = 1 Συνεπώς από `Σηµαντικό Λήµµα : y = 1 (mod p).

Η Ορθότητα Απόδειξη b 2m 1 a S 2m 1 n S 2e m+m 1 (mod p) a S 2m 1 n S 2e 1 (mod p) a S 2m 1 n S 2e 1 (mod p) a S 2m 1 n p 1 2 (mod p) 1 1 (mod p) 1 (mod p)

Ζάχος, Ε. Σηµειώσεις στη Θεωρία Αριθµών και την Κρυπτογραφία. Εκδόσεις ΕΜΠ, 2007. Turner, S.M. Square roots mod p, American Mathematical Monthly 101, 1994, 443-449. Wikipedia contributors, Tonelli -- Shanks algorithm, Wikipedia, The Free Encyclopedia (accessed February 6, 2010).