蒙哥马利算法简介

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作用:高效取余

原理:

蒙哥马利模乘的优点在于减少了取模的次数(在大数的条件下)以及简化了除法的复杂度(在2的k次幂的进制下除法仅需要进行左移操作)。模幂运算是RSA 的核心算法,最直接地决定了RSA 算法的性能。
针对快速模幂运算这一课题,西方现代数学家提出了大量的解决方案,通常都是先将幂 模运算转化为乘模运算。
例如求D=C^15%N
由于:a*b % n = (a % n)*(b % n) % n
所以令:
C1 =C*C % N =C^2 % N
C2 =C1*C % N =C^3 % N
C3 =C2*C2 % N =C^6 % N
C4 =C3*C % N =C^7 % N
C5 =C4*C4 % N =C^14 % N
C6 =C5*C % N =C^15 % N
即:对于E=15的幂模运算可分解为6 个乘 模运算,归纳分析以上方法可以发现:
对于任意指数E,都可采用以下算法计算D=C**E % N:
D=1
WHILE E>0
IF E%2=0
C=C*C % N
E=E/2
ELSE
D=D*C % N
E=E-1
RETURN D
继续分析会发现,要知道E 何时能整除 2,并不需要反复进行减一或除二的操作,只需验证E 的 二进制各位是0 还是1 就可以了,从左至右或从右至左验证都可以,从左至右会更简洁,
设E=Sum[i=0 to n](E*2**i),0<=E<=1
则:
D=1
FOR i=n TO 0
D=D*D % N
IF E=1
D=D*C % N
RETURN D这样,模 幂运算就转化成了一系列的模乘运算。
代码

Hint Hint::pow_mod(Hint pow,Hint mod)const
{
    Hint r=(*this)%mod;
    Hint p=pow;
    Hint m=mod;
    Hint k=1;
    while(!( p.weishu==1 && *p.c == 0 ))
    {
        if( p.odd())
            k = ((k%m) * (r%m)) % m;
        r = ((r%m) * (r%m)) % m;
        p>>1;
    }
    return k;
}




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