Score:3

ความน่าจะเป็นที่จะเลือกฐานได้สำเร็จในวิธีการแยกตัวประกอบของ Pollard p-1

ธง gb

ในโจทย์เกี่ยวกับวิธีการแยกตัวประกอบแบบ Pollard p-1 โดยที่ $n=pq$. เราเลือกฐานสุ่ม $a$ และเลขชี้กำลัง $B$ที่ซึ่งหวังว่า $p-1$ มีตัวประกอบเฉพาะเพียงเล็กน้อย และถ้าเป็นเช่นนั้น เราหวังว่าจะประมาณการได้ $p = \gcd(a^B-1,n)$.

เราต้องการประมาณความน่าจะเป็นสำหรับเลขยกกำลังที่กำหนด $B$ฐานที่เลือกแบบสุ่ม $a$ ตอบสนองสิ่งนั้น $p$ แบ่ง $a^B-1$ และ $คิว$ ไม่แบ่งแยก $a^B-1$. เราถือว่าการแยกตัวประกอบเฉพาะของ $p-1,q-1,\text{ และ } B$ เป็นที่รู้จัก. ฉันจะประเมินความน่าจะเป็นของความสำเร็จได้อย่างไร ขอขอบคุณ.

Score:3
ธง pe

เดอะ $p-1$ เมธอดทำงานตามคำนิยาม เมื่อใดก็ตามที่ คำสั่งคูณ ของ $a$ โมดูโล $p$ เป็นตัวหารของ $B$. ถ้า $B$ เป็นทวีคูณของ $p-1$นั่นคือลำดับการคูณสูงสุดที่เป็นไปได้ของ $a$, ความน่าจะเป็นคือ $1$.

เรามีความกังวลแล้วกับกรณีที่ $B$ ทำ ไม่ มีตัวหารทุกตัวของ $p-1$. หากไม่มีเลย ความน่าจะเป็นคือ $0$.

ความท้าทายที่สำคัญคือการมีตัวเลข $d$ สอดคล้องกับปัจจัยของ $p-1$ หายไปจาก $B$เพื่อนับจำนวนองค์ประกอบของ $\mathbb{F}_p^{\ast}$ คำสั่งของใคร $(p-1)/d$ หรือตัวหารใดๆ องค์ประกอบเหล่านั้นคือองค์ประกอบที่ปัจจัยที่ขาดหายไปจากลำดับไม่ส่งผลต่อความสำเร็จของการแยกตัวประกอบ ถ้า $d=1$, จำนวนองค์ประกอบคือ $p-1$นั่นคือช่วงทั้งหมด ถ้า $d = 2$, จำนวนนี้เป็นจำนวนขององค์ประกอบเช่นนั้น $a^{(p-1)/2} = 1$นั่นคือจำนวนของ สารตกค้างกำลังสอง โมดูโล $p$ (ไม่รวม 0) ซึ่งจะเป็น $(p-1)/2$.

โดยทั่วไปตั้งแต่ $\mathbb{F}_p^{\ast}$ เป็นวัฏจักร ทุกองค์ประกอบสามารถแสดงเป็น $g^e$, สำหรับบางคน องค์ประกอบดั้งเดิม $g$ และเลขยกกำลัง $e$. เป้าหมายของเราคือการนับจำนวนวิธีแก้ปัญหา $e$ ถึง $$ g^{e(p-1)/d} = 1 \pmod{p}\,, $$ หรืออีกนัยหนึ่ง $$ จ(p-1)/d = 0 \pmod{p-1}\,, $$ ที่เราเห็นคือจำนวนทวีคูณของ $d$ จนถึง $p-1$, เช่น., $\frac{p-1}{d}$.

อนุญาต $d$ เป็นผลผลิตจากปัจจัยของ $p-1$ นั่น $B$ ไม่มี เช่น $d = \frac{p-1}{\gcd(p-1, B)}$. จากนั้นความน่าจะเป็นของลำดับของการสุ่มเลือก $a$ แยก $n$ มอบให้โดย $$ \frac{(p-1)/d}{p-1} = \frac{1}{d}\,. $$

ตัวอย่างเช่นสมมติว่า $p = 15554690395797258751$. ตอนนี้สมมติว่า $B$ ประกอบด้วยปัจจัยทั้งหมดของ $p-1 = 2\cdot 3 \cdot 5^4 \cdot 11 \cdot 1021 \cdot 25013 \cdot 14765423$ ยกเว้น $2$. แล้วความน่าจะเป็นนั้น $p-1$ งานแยกตัวประกอบคือ $1/2$. ถ้า $B$ ในทางกลับกันต่ำเกินไปและไม่รวม $14765423$ซึ่งเป็นกรณีที่เป็นไปได้มากกว่า ความน่าจะเป็นของการแยกตัวประกอบจะกลายเป็น $1/14765423$.

สำหรับ $q-1$ ใช้ข้อพิจารณาเดียวกัน อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาทั้งสองอย่างแล้ว $p-1$ และ $q-1$ ในเวลาเดียวกัน เราต้องลบกรณีที่ทั้งคู่ประสบความสำเร็จ ซึ่งในกรณีนี้จะไม่มีการแยกตัวประกอบ เหมือนข้างบน สมมุติว่า $d_1$ เป็นสิ่งที่ขาดหายไป $p-1$ ปัจจัยจาก $B$, และ $d_2$ พวกที่มาจาก $q-1$. จากนั้นเรามีโอกาสที่จะประสบความสำเร็จ $$ \frac{1}{d_1}\left(1 - \frac{1}{d_2}\right) + \frac{1}{d_2}\left(1 - \frac{1}{d_1}\right) = \frac{1}{d_1} + \frac{1}{d_2} - \frac{2}{d_1d_2}\,, $$ นั่นคือ, $p-1$ ประสบความสำเร็จและ $q-1$ ล้มเหลวหรือ $q-1$ ประสบความสำเร็จและ $p-1$ ล้มเหลว

gb flag
คุณช่วยอธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีที่คุณไปถึง (p-1)/d โดยใช้ทฤษฎีบทของลากรองจ์ได้ไหม ขอบคุณ
gb flag
ตัวอย่างเช่น ถ้าเราหา p=19 และ d =6 เราก็จะได้ ord(1)=1, ord(2,3,10,19,14,15)=18, ord(4,5,6,9 ,16,17)=9, ord(7,11)=3, ord(8,12)=6, ord(18)=2. ดังนั้น จำนวนองค์ประกอบที่ลำดับไม่หาร d คือ 12 ซึ่งไม่เท่ากับ (p-1)/d
pe flag
ในตัวอย่างของคุณ เรามี $p-1 = 2\cdot 3^2$ และเราขาด $B$ $d = 6 = 2\cdot 3$ แต่นั่นหมายความว่า $B = 3\cdot \dots$ เนื่องจากเราขาดกำลังของ $3$ เพียงหนึ่งกำลัง ดังนั้นสิ่งที่เราต้องการเพื่อความสำเร็จก็คือลำดับของ $a$ ไม่ใช่ผลคูณของ $2$ *และ* $3^{2}$ ซึ่งมีองค์ประกอบ $3 = 18/6$, $\{1,7, 11\}$ คำอธิบายของฉันข้างต้นนั้นไม่สมบูรณ์อย่างชัดเจน เนื่องจากเป็นเพียงจำนวนเฉพาะที่ไม่มีเลขยกกำลัง แต่ฉันเชื่อว่าผลลัพธ์นั้นถูกต้อง ฉันจะดูว่าฉันสามารถทำอะไรได้บ้าง
pe flag
แก้ไขสิ่งต่าง ๆ เพื่อให้เข้าใจมากขึ้น
kelalaka avatar
in flag
ฉันสับสนเกี่ยวกับย่อหน้าที่สาม ซึ่งเป็นความสัมพันธ์ระหว่าง $d$ จำนวนปัจจัยที่ขาดหายไปของ $B$ และ $(p-1)/d$ เหตุใดจำนวนตัวประกอบที่ขาดหายไปจึงมีคำสั่ง $(p-1)/d$
pe flag
ถ้า $B$ ไม่มีตัวประกอบ $d$ ของ $p-1$ ดังนั้น $a^B \bmod p$ จะเท่ากับ $a^{(p-1)/d \cdot \dots} \bmod p$ . ดังนั้นสิ่งที่เรากำลังนับคือจำนวนขององค์ประกอบ เช่น $a^{(p-1)/d} = 1 \bmod p$ นั่นคือจำนวนขององค์ประกอบ (มากที่สุด) $(p-1) /d$.
kelalaka avatar
in flag
ฉันคิดว่า _การมีตัวเลข $d$ ที่สอดคล้องกับปัจจัยที่ขาดหายไป_ ทำให้ฉันสับสน ฉันอ่านแล้วเหมือนมีปัจจัย $d$ ขาดหายไป ตอนนี้ฉันเห็นได้ดีขึ้นว่า $d \nmid B$ ไม่ใช่ขนาดของชุด $\{d\mid d \nmid B \}$
kelalaka avatar
in flag
ให้ $d$ เป็นผลคูณของตัวประกอบของ $pâ1$ โดยที่ $B$ ไม่มี... นี่เป็นจริงถ้า $d$ เป็นจำนวนเฉพาะ อย่างไรก็ตาม $d$ ไม่ใช่จำนวนเฉพาะที่ผลคูณพลาดไป จำนวนเช่น let $2$ และ $3$ หายไป อย่างไรก็ตาม ผลิตภัณฑ์ $d = 6$ ไม่เกี่ยวข้องกับ $2,4,9,$,etc เราไม่ต้องการการรวม-การยกเว้นที่นั่นใช่ไหม
pe flag
ฉันไม่เข้าใจประเด็นของคุณ สำหรับองค์ประกอบใดๆ $a^{p-1} = 1$ ถ้า $B$ ไม่มี 2 และ 3 นั่นคือ $d=6$ ดังนั้นสิ่งที่คุณกำลังคำนวณแทน (ละเว้นตัวที่ไม่ใช่ตัวหารของ $p-1$ ใน $B$) คือ $a^{(p-1 )/6}$ เนื่องจากตัวหารอื่นๆ ของ $p-1$ อยู่ในนั้นแล้ว ดังนั้นเมธอดนี้จะใช้ได้กับองค์ประกอบต่างๆ เช่น $a^{(p-1)/6} = 1$ โปรดทราบว่า $d$ และ $p-1$ สามารถใช้ตัวประกอบร่วมกันได้ ตัวอย่างเช่น คุณอาจมี $p-1 = 2^5 3^3 5^4$ และ $d = 10$ ซึ่งจะหมายความว่า $B = 2^ 4 3^3 5^3 \cdot \dots$ ซึ่งวิธีนี้จะใช้ได้ผลเมื่อ $a^{2^4 3^3 5^3} = a^{(p-1)/10} = 1$ .

โพสต์คำตอบ

คนส่วนใหญ่ไม่เข้าใจว่าการถามคำถามมากมายจะปลดล็อกการเรียนรู้และปรับปรุงความสัมพันธ์ระหว่างบุคคล ตัวอย่างเช่น ในการศึกษาของ Alison แม้ว่าผู้คนจะจำได้อย่างแม่นยำว่ามีคำถามกี่ข้อที่ถูกถามในการสนทนา แต่พวกเขาไม่เข้าใจความเชื่อมโยงระหว่างคำถามและความชอบ จากการศึกษาทั้ง 4 เรื่องที่ผู้เข้าร่วมมีส่วนร่วมในการสนทนาด้วยตนเองหรืออ่านบันทึกการสนทนาของผู้อื่น ผู้คนมักไม่ตระหนักว่าการถามคำถามจะมีอิทธิพลหรือมีอิทธิพลต่อระดับมิตรภาพระหว่างผู้สนทนา