RSA算法和证明

1977 年由罗纳德·李维斯特(Ron Rivest)、阿迪·萨莫尔(Adi Shamir)和伦纳德·阿德曼 (Leonard Adleman)一起提出,因此名为 RSA 算法。

RSA 算法中公私钥的产生

1 随机选择两个不相等的质数 p 和 q p = 11, q = 29
2 计算 p 和 q 的乘积 n(明文小于 n) n = p× q = 11 * 29 = 319
3 计算 n 的欧拉函数 v=φ(n) 欧拉函数是小于或等于n的正整数中与n互质的数的数目。所谓的互质,就是最大公约数为1。
  • φ(8),中1~8与8互质的数由1,3,5,7,因此 φ(8)=4。
  • 欧拉函数是积性函数:若m,n互质,φ(mn) =φ(m)φ(n) 。
  • 由于p、q都是质数,φ(p)=p-1,φ(q)=q-1,那么,φ(n)=φ(pq)=φ(p)φ(q)=(p-1)(q-1)

v=φ(319)=(11-1)(29-1) = 280

4 随机选择一个整数 k
  • 1< k < v,且 k 与 v 互质
例子选择 k = 187
5 计算 k 对于 v 的模反元素 d (d × k)%v = 1。也就是在模 v 中的 d ≡ k-1 (mod v)

例子结果为3 (3*187)% 280 = 561%280 = 1

6 公钥:(k,n) (187,319)
7 私钥:(d,n) (3,319)

RSA 算法加解密流程

1 加密 c ≡ m^k (mod n),m 为明文,c为密文 明文123。
  • 以公钥加密:c≡123^187≡161(mod 319)
  • 以私钥加密:c≡123^3≡140(mod 319)
2 解密 m ≡ c^d (mod n) 以私钥加密,用公钥解密;以公钥加密,用私钥解密
  • 以公钥加密,以私钥解密:m≡161^3≡123(mod 319)
  • 以私钥加密,以公钥解密:m≡140^187≡123(mod 319)

证明

条件和相关的定理

RSA算法和证明_第1张图片

推导 

RSA算法和证明_第2张图片

网上不少资料在推导中,只是给出了第一种情况,即明文m和n=qp互质的情况,如果q和p的数值远大于m是没有问题,但是不见得这个条件成立,而且也无需这个条件。第二种情况,对于我这种数学渣渣来讲,是很精巧的计算,参考自 https://wenku.baidu.com/view/5200777565ce05087732133e.html

 

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