Score:6

การหาจำนวนเฉพาะที่คดเคี้ยวมาก

ธง jp

โทรหานายก $p$ คดเคี้ยว ถ้า $(p-1)/2$ คือ หมายเลขคาร์ไมเคิล. พวกเขาถูกเรียกว่าคดเคี้ยวเนื่องจากดูเผินๆ เหมือนเป็นจำนวนเฉพาะที่ปลอดภัย แต่ไม่ใช่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การที่ Diffie-Hellman ใช้ไพรม์ดังกล่าวอาจเสี่ยงต่อ อัลกอริทึม Pohlig Hellman.

ช่วงเวลาที่คดเคี้ยวมีอยู่ ตัวอย่างเล็กน้อยคือ $4931$. ตัวอย่างที่น่าสนใจกว่าคือ

$$1947475860046218323 = 2(973737930023109161) + 1 = 2(220361)(1542521)(2864681) + 1.$$

แน่นอนว่าจำนวนเฉพาะดังกล่าวจะต้องปรากฏในวรรณกรรม แต่ความพยายามในการค้นหาของฉันกลับว่างเปล่า อาจเป็นเพราะพวกเขาถูกเรียกเป็นอย่างอื่น (ฉันเพิ่งประกาศเกียรติคุณว่า "คดเคี้ยว" เพื่อจุดประสงค์ของคำถามนี้) ไม่มีใครรู้การอ้างอิงใด ๆ สำหรับพวกเขา?

ฉันสนใจที่จะสร้างตัวอย่างขนาดใหญ่ของสิ่งเหล่านี้ เครื่องมือหลักที่ฉันรู้จักในการสร้างตัวอย่างตัวเลขคาร์ไมเคิลขนาดใหญ่ (ค้นหา $k$ ซึ่ง $6k+1, 12k+1, 18k+1$ เป็นจำนวนเฉพาะทั้งหมดแล้วนำผลิตภัณฑ์ของตนไป) ดูเหมือนจะล้มเหลวในการสร้างตัวอย่างดังกล่าว ช่วงเวลาที่คดเคี้ยวซึ่งสมมติว่ามีอยู่จริงนั้นหายากอย่างไม่ต้องสงสัย ดังนั้นการหาพวกมันจึงไม่ใช่วิธีการที่ดีนัก ในขั้นตอนนี้ฉันไม่มีความคิด

fgrieu avatar
ng flag
สองสามตัวแรกคือ 1123, 4931, 303060803, 348705283, 1368212803, 1879894019, 12195557923 ลำดับนั้น [ขณะนี้ไม่ได้อยู่ที่ OEIS](https://oeis.org/search?q=1123%2C4931)
John Coleman avatar
jp flag
@fgrieu น่าสนใจที่ไม่ได้อยู่ใน OEIS แน่นอนว่ามีลำดับสองลำดับที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด นั่นคือลำดับเฉพาะของรูปแบบนี้และลำดับของจำนวนคาร์ไมเคิลซึ่งก่อให้เกิดลำดับเหล่านี้ (หลอกโซฟี germains?)
Score:5
ธง ru

ปัญหาเกี่ยวกับการใช้การแสดงออกของ Chernick $(6k+1)(12k+1)(18k+1)$ และหลักการทั่วไปของมันคือจำนวนนั้นสอดคล้องกับ 1 mod 3 เสมอ ดังนั้นจำนวนสองเท่าบวกหนึ่งจึงหารลงตัวและด้วยเหตุนี้จึงไม่เป็นจำนวนเฉพาะ ทั้งหมดจะไม่สูญหายไป อย่างไรก็ตาม และวิธีการของ Loh และ Niebur "อัลกอริธึมใหม่สำหรับการสร้างตัวเลขคาร์ไมเคิลขนาดใหญ่" (ซึ่งเป็นแรงบันดาลใจให้โด่งดัง Alford, Granville และ Pomerance "มีจำนวนคาร์ไมเคิลมากมายนับไม่ถ้วน" ผลลัพธ์) สามารถใช้เพื่อสร้างตัวเลขคาร์ไมเคิลขนาดใหญ่ที่เป็น 2 mod 3 และมีหลายปัจจัย (ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่คดเคี้ยวของคุณ)

จากคำแนะนำของเราจากอัลกอริทึม C ของ Loh และ Niebur (หน้า 285) เราเพิ่มเงื่อนไขพิเศษเล็กน้อย:

  1. เลือกผลิตภัณฑ์ที่มีพลังพิเศษ $\Lambda\leftarrow 2^{h_1}q_2^{h_2}\cdots q_r^{h_r}$ ที่ไหน $h_i$ ล้วนเป็นแง่บวกและไม่มีข้อใดข้อหนึ่ง $q_i$ คือ 3. (การก่อสร้างจะทำงานได้ดีที่สุดถ้า $q_i$ เป็นจำนวนเฉพาะขนาดเล็กดังนั้นการ $q_2=5$, $q_3=7$ และอื่นๆเป็นทางเลือกที่ดี)
  2. ทดสอบทั้งหมด $p(\alpha_1,\ldots,\alpha_r)\leftarrow 2^{\alpha_1}q_2^{\alpha_2}\cdots q_r^{\alpha_r}+1$ กับ $0\le \alpha_i\le h_i$ สำหรับความเป็นอันดับหนึ่ง รวบรวมค่าสำเร็จเป็นชุด $\คณิตศาสตร์ S$ (เว้น $\แลมบ์ดา+1$). คุณอาจต้องการข้ามจำนวนเฉพาะ 3 ในกรณีที่จำนวนเฉพาะสมมุติฐานหารด้วย 3 ลงตัวเล็กน้อย หรือเพราะมันเป็นทางเลือกที่เป็นไปได้สำหรับฐานสำหรับการทดสอบแฟร์มาต์
  3. คำนวณ $\prod_{p\in\mathcal S}\pmod\Lambda$ และเรียกสิ่งตกค้างนี้ว่า $s$.
  4. ทดสอบชุดย่อย $\mathcal T\subset\mathcal S$ ซึ่งมีคาร์ดินัลลิตี้ที่มีความเท่าเทียมกันต่างกันไป $\คณิตศาสตร์ S$ จนกว่าเราจะพบส่วนย่อยดังกล่าว $\prod_{p\in\mathcal T}p\equiv s\pmod\Lambda$
  5. ชุด $N=\prod_{p\in\mathcal S\backslash\mathcal T}p$. นี่จะเป็นเลขคาร์ไมเคิล จะมีตัวประกอบเฉพาะเป็นเลขคี่ และจะคอนกรูเอนต์กับ 2 มอดูล 3

ควรมีความหลากหลายเพียงพอในตัวเลือกของ $\คณิตศาสตร์ T$ เพื่อให้ได้เบอร์คาร์ไมเคิลที่มีขนาดเหมาะสม จากนั้นคุณสามารถคูณด้วยสองและเพิ่มหนึ่ง เนื่องจากจำนวนผลลัพธ์ตรงกัน $3\pmod\แลมบ์ดา$, มันจะไม่หารด้วยการหารเฉพาะใดๆ ลงตัว $\แลมบ์ดา$ และมีโอกาสดีกว่าค่าเฉลี่ยมากในการเป็นนายก (ซึ่งก็ดี)

John Coleman avatar
jp flag
ขอบคุณสำหรับสิ่งนี้. แรงจูงใจของฉันคือการมีตัวอย่างที่น่าสนใจสำหรับบทเรียนเบื้องต้นเกี่ยวกับการเข้ารหัสที่ฉันกำลังสอน ฉันได้เล่าให้ชั้นเรียนฟังว่า PGP ใช้ (ยัง?) การทดสอบแฟร์มาต์อย่างง่ายเพื่อค้นหาจำนวนเฉพาะจำนวนมากได้อย่างไร ฉันตั้งข้อสังเกตว่ามันสมเหตุสมผลเพียงพอสำหรับตัวเลขที่สร้างขึ้นแบบสุ่ม แต่จะล้มเหลวสำหรับตัวเลขที่ออกแบบมาเพื่อเอาชนะมัน ฉันต้องการแสดงให้เห็นว่าอาจเป็นปัญหาสำหรับ *prime* ที่ออกแบบมาเพื่อบ่อนทำลาย DH หวังว่าสุดสัปดาห์นี้ฉันจะมีเวลาทดลองกับสิ่งนี้
John Coleman avatar
jp flag
$p = 19248540273487192628727638093418570989399483505551360003$ เป็นจำนวนเฉพาะคดเคี้ยว 56 หลักที่ฉันสร้างได้โดยใช้แนวคิดของคุณ $(p-1)/2$ คือเลขคาร์ไมเคิลที่มีตัวประกอบเฉพาะ 19 ตัว บันทึกที่ไม่ต่อเนื่องสำหรับ $p$ นี้สามารถกู้คืนได้ในเสี้ยววินาที อัลกอริทึมของคุณค่อนข้างไวต่อการเลือกจำนวนเฉพาะและกำลังเริ่มต้น เมื่อพวกเขาผ่านเกณฑ์ที่กำหนด ฉันดูเหมือนจะไม่พบผู้สมัคร $\mathcal T$
John Coleman avatar
jp flag
After letting my (non-optimized) code churn away for about an hour, I found `p = 535528299911273231318261682611857786128733492376235786223632658066997780843716220764905747558932241929032637097264301018240352003`, which is a 129-digit devious prime for which $(p-1)/2$ is a Carmichael number with 37 prime ปัจจัย.กระดาษ Loh-Neibuhr มีการอ้างอิงถึงวิธีการผลิตตัวเลขคาร์ไมเคิลจำนวนมากด้วยปัจจัยจำนวนน้อย ฉันอาจดูสิ่งเหล่านั้นเพื่อพยายามสร้างจำนวนเฉพาะที่คดเคี้ยวขนาดใหญ่ที่สามารถต้านทานความพยายามทั่วไปในการแยกตัวประกอบ $p-1$

โพสต์คำตอบ

คนส่วนใหญ่ไม่เข้าใจว่าการถามคำถามมากมายจะปลดล็อกการเรียนรู้และปรับปรุงความสัมพันธ์ระหว่างบุคคล ตัวอย่างเช่น ในการศึกษาของ Alison แม้ว่าผู้คนจะจำได้อย่างแม่นยำว่ามีคำถามกี่ข้อที่ถูกถามในการสนทนา แต่พวกเขาไม่เข้าใจความเชื่อมโยงระหว่างคำถามและความชอบ จากการศึกษาทั้ง 4 เรื่องที่ผู้เข้าร่วมมีส่วนร่วมในการสนทนาด้วยตนเองหรืออ่านบันทึกการสนทนาของผู้อื่น ผู้คนมักไม่ตระหนักว่าการถามคำถามจะมีอิทธิพลหรือมีอิทธิพลต่อระดับมิตรภาพระหว่างผู้สนทนา