Puncte:0

Ruperea RSA cu cunoașterea cheii secrete $(n, d)$

drapel jp

Urmăresc discuția din Koblitz din al doilea paragraf din secțiunea RSA (pagina 94 din ediția mea). Scopul este să arăt că cunoașterea unui număr întreg. $d$ astfel încât $$m^{ed}\equiv m \mod n$$ pentru toți $m$ cu $(m,n)=1$ rupe RSA.Problema este că nu sunt matematician și am nevoie de ceva ajutor pentru a mă descurca în diferite puncte.

El afirmă mai întâi că aceasta este echivalentă cu $k=ed-1$ fiind multiplu al celui mai mic multiplu comun al $p-1$ și $q-1$. De ce #1? Încercarea mea: știu că prin teorema lui Euler, $m^{\varphi(n)}\equiv 1\mod n$ și asta $\varphi(n)=(p-1)(q-1)$ de cand $(m,n)=1$. Mai mult de vreme ce $(m,n)=1$ ne putem împărți ecuația la $m$ și obțineți $m^k\equiv 1\mod n$. Cred că pierd ultimul pas...

El continuă să presupună că $m^k\equiv 1\mod n$ pentru toți $m$ prim la $n$. $k$ trebuie să fie egal, pentru că ecuația ar trebui să fie valabilă pentru $m=-1$. Deci putem verifica dacă $m^{k/2}\equiv 1\mod n$ la fel de bine pentru toti $m$ prim la n, adică pentru toți $m$ în $\mathbb Z_n^*$. Daca totusi exista unul $m$ astfel încât $m^{k/2}\not\equiv 1\mod n$, atunci același lucru este valabil pentru cel puțin jumătate din $m$e in $\mathbb Z_n^*$. De ce #2? Încercarea mea: aceasta ar trebui să fie o consecință a faptului că dacă $m_0$ este un astfel de element, apoi dat $m_1\in \mathbb Z_n^*$ produsul $m_0m_1$ este de asemenea astfel încât $$(m_0m_1)^{k/2}=m_0^{k/2}m_1^{k/2}\not\equiv1\mod n, $$ dar nu sunt sigur de ce asta înseamnă că cel puțin jumătate dintre elemente împărtășesc această proprietate.

Drept urmare, dacă testăm multe $m$și găsiți întotdeauna $m^{k/2}\equiv 1\mod n$, atunci este foarte probabil ca congruența să fie valabilă pentru toate elementele lui $\mathbb Z_n^*$ și astfel putem înlocui $k$ de $k/2$. Repetăm ​​până când acest lucru nu mai este adevărat: atunci nu putem avea $k/2\equiv 0\mod (p-1)$ precum și $k/2\equiv 0\mod (q-1)$. De ce #3? Încercarea mea: aceasta ar trebui să fie pur și simplu pentru că, dacă ambele aceste congruențe sunt valabile, atunci $k/2$ este un multiplu al ambelor $p-1$ și $q-1$ şi deci de $\phi(n)$, și astfel prin teorema lui Euler $m^{k/2}$ ar trebui să fie $1$ $\mod n$ pentru toți $m\in \mathbb Z_n^*$ împotriva ipotezei noastre.

Deci, oricare dintre aceste congruențe este valabilă și nu cealaltă (de exemplu, $k/2\equiv 0\mod p-1$ dar $k/2\not\equiv 0\mod q-1$) sau niciunul nu ține. În primul caz, $m^{k/2}$ Este mereu $\equiv 1\mod p$ dar exact $50\%$ a timpului congruent cu $-1$ modulo $q$. De ce #4? Încercarea mea: sunt destul de confuz de acesta. Presupun că $m^{k/2}\equiv 1\mod p$ din nou prin teorema lui Euler, ca $k/2$ este un multiplu de $p-1$, adică un multiplu al $\phi(p)$. Dar nu văd de ce $m^{k/2}$ este congruent cu $-1$ modulo $q$ exact $50\%$ a timpului...

Al doilea caz ar trebui să fie analog cu primul, așa că vă scutesc de o a cincea întrebare. Ar putea cineva să aibă atâta răbdare să-mi clarifice aceste patru puncte?

Puncte:1
drapel gb

Este puțin ciudat să spui că „rup RSA”, pentru că, desigur, cunoașterea cheii secrete vă permite să decriptați mesajul - asta este ceea ce ați face în cazul cinstit atunci când vă decriptați propriile mesaje.

El afirmă mai întâi că aceasta este echivalentă cu $k=ed-1$ fiind multiplu al celui mai mic multiplu comun al $p-1$ și $q-1$. De ce #1? Încercarea mea: știu că prin teorema lui Euler, $m^{\varphi(n)}\equiv 1\mod n$ și asta $\varphi(n)=(p-1)(q-1)$ de cand $(m,n)=1$. Mai mult de vreme ce $(m,n)=1$ ne putem împărți ecuația la $m$ și obțineți $m^k\equiv 1\mod n$. Cred că pierd ultimul pas...

Ești pe drumul cel bun. pentru că $m^{\varphi(n)}\equiv 1\pmod n$, atunci acest lucru implică faptul că dacă putem găsi un $d$ astfel încât $ed = r\varphi(n) + 1$ pentru unii $r$, atunci $$m^{ed}\equiv m^{r\varphi(n) + 1} \equiv (m^{\varphi(n)})^r \cdot m^1 \equiv 1^r \cdot m \ echiv m\pmod n$$

Deci, pentru o anumită cheie de criptare $e$, cheia de decriptare corespunzătoare $d$ este pur și simplu o valoare astfel încât $ed = r\varphi(n) + 1$. In intrebarea ta, $k = r\varphi(n)$.

$k$ va fi chiar pentru că $\varphi(n)$ va fi chiar și în acest caz - $p, q$ sunt ambele numere prime distincte și toate numerele prime, cu excepția lui 2, sunt impare, deci cel puțin unul dintre $(p-1)$, $(q-1)$ trebuie să fie un număr par (și probabil ambele vor fi, deoarece primul $2$ nu ar fi folosit niciodată în RSA.

Daca totusi exista unul $m$ astfel încât $m^{k/2}\not\equiv 1\mod n$, atunci același lucru este valabil pentru cel puțin jumătate din $m$e in $\mathbb Z_n^*$. De ce #2? Încercarea mea: aceasta ar trebui să fie o consecință a faptului că dacă $m_0$ este un astfel de element, apoi dat $m_1\in \mathbb Z_n^*$ produsul $m_0m_1$ este de asemenea astfel încât $$(m_0m_1)^{k/2}=m_0^{k/2}m_1^{k/2}\not\equiv1\mod n, $$ dar nu sunt sigur de ce asta înseamnă că cel puțin jumătate dintre elemente împărtășesc această proprietate.

Luați în considerare un $m_0$ astfel încât $m_0^{k/2} \not\equiv 1 \pmod{n}$. Fiecare putere ciudată $m_0^{2j + 1}$ de $m_0$ va avea aceeași problemă, pentru că $$(m_0^{2j+1})^{k/2} \equiv (m_0^{k/2})^{2j}\cdot m_0^{k/2} \equiv (m_0^k)^j \cdot m_0^{k/2} \equiv 1 \cdot m_0^{k/2} \not\equiv 1 \pmod{n}$$ deoarece $m_0^k \equiv 1 \pmod{n}$. Deci fiecare putere impară nu funcționează, dar fiecare putere pară funcționează, deci avem 50/50.

atunci nu putem avea $k/2\equiv 0\mod (p-1)$ precum și $k/2\equiv 0\mod (q-1)$. De ce #3? Încercarea mea: aceasta ar trebui să fie pur și simplu pentru că, dacă ambele aceste congruențe sunt valabile, atunci $k/2$ este un multiplu al ambelor $p-1$ și $q-1$ şi deci de $\phi(n)$, și astfel prin teorema lui Euler $m^{k/2}$ ar trebui să fie $1$ $\mod n$ pentru toți $m\in \mathbb Z_n^*$ împotriva ipotezei noastre.

Corect.

Deci, oricare dintre aceste congruențe este valabilă și nu cealaltă (de exemplu, $k/2\equiv 0\mod p-1$ dar $k/2\not\equiv 0\mod q-1$) sau niciunul nu ține. În primul caz, $m^{k/2}$ Este mereu $\equiv 1\mod p$ dar exact $50\%$ a timpului congruent cu $-1$ modulo $q$. De ce #4? Încercarea mea: sunt destul de confuz de acesta. Presupun că $m^{k/2}\equiv 1\mod p$ din nou prin teorema lui Euler, ca $k/2$ este un multiplu de $p-1$, adică un multiplu al $\phi(p)$. Dar nu văd de ce $m^{k/2}$ este congruent cu $-1$ modulo $q$ exact $50\%$ a timpului...

Considera $(m^{k/2})^2 \pmod n$. Aceasta este $m^{k} \equiv 1 \pmod{n}$. Dar pentru că $(m^{k/2}) \equiv 1 \pmod{p}$, atunci $(m^{k/2}) \equiv \pm 1 \pmod{q}$, altfel nu s-ar pătra cu $1$. Argumentul este similar cu cel de mai sus pentru a arăta că obținem fiecare caz în 50% din timp (deoarece acum suntem garantați că nu este congruent cu 1 de fiecare dată).

drapel jp
Esti un domn si un savant! Scuze că te deranjez, mai am câteva probleme. În primul rând, poate exista o mică greșeală de tipar în prima ecuație ($1^k$ în loc de $1^r$). În al doilea rând, încă nu înțeleg de ce $$(m^{k/2})^2\equiv 1 \ (\text{mod } n) \quad \text{and}\quad m^{k/2} \equiv 1 \ (\text{mod } p)$$ împreună înseamnă că $m^{k/2}\equiv \pm 1 \ (\text{mod } q)$.
meshcollider avatar
drapel gb
Bună greșeală de scriere, rezolvată! Dacă $(m^{k/2})^2 \equiv 1 \pmod{n}$ și $(m^{k/2})^2 \equiv 1 \pmod{p}$ atunci $(m^{ k/2})^2 \equiv 1 \pmod{q}$, altfel am avea o contradicție.Singurele „rădăcini pătrate” posibile ale lui $(m^{k/2})^2 \pmod{q}$ trebuie, prin urmare, să fie $\pm 1$, care sunt singurele rădăcini pătrate ale lui $1 \pmod{q}$. Sper că se va clarifica! Dacă răspunsul a ajutat, nu uitați să votați pozitiv și să îl acceptați :)

Postează un răspuns

Majoritatea oamenilor nu înțeleg că a pune multe întrebări deblochează învățarea și îmbunătățește legătura interpersonală. În studiile lui Alison, de exemplu, deși oamenii își puteau aminti cu exactitate câte întrebări au fost puse în conversațiile lor, ei nu au intuit legătura dintre întrebări și apreciere. În patru studii, în care participanții au fost implicați în conversații ei înșiși sau au citit transcrieri ale conversațiilor altora, oamenii au avut tendința să nu realizeze că întrebarea ar influența – sau ar fi influențat – nivelul de prietenie dintre conversatori.