Điểm:0

Phá vỡ RSA khi biết khóa bí mật $(n, d)$

lá cờ jp

Tôi đang theo dõi cuộc thảo luận ở Koblitz trong đoạn thứ hai trong phần RSA (trang 94 trong ấn bản của tôi). Mục đích là để chỉ ra kiến ​​thức đó về một số nguyên $d$ như vậy mà $$m^{ed}\equiv m \mod n$$ cho tất cả $m$ với $(m,n)=1$ phá vỡ RSA. Vấn đề là tôi không phải là nhà toán học và tôi cần một số trợ giúp để gỡ rối bản thân ở nhiều điểm khác nhau.

Đầu tiên ông tuyên bố rằng điều này tương đương với $k=ed-1$ là bội của bội chung nhỏ nhất của $p-1$$q-1$. Tại sao #1? Nỗ lực của tôi: Tôi biết rằng theo định lý Euler, $m^{\varphi(n)}\equiv 1\mod n$ và đó $\varphi(n)=(p-1)(q-1)$ từ $(m,n)=1$. Hơn nữa kể từ khi $(m,n)=1$ chúng ta có thể chia phương trình của mình cho $m$ và có được $m^k\tương đương 1\mod n$. Tôi nghĩ rằng tôi đang thiếu bước cuối cùng ...

Ông tiếp tục cho rằng $m^k\tương đương 1\mod n$ cho tất cả $m$ nguyên tố để $n$. $k$ phải chẵn, bởi vì phương trình phải giữ cho $m=-1$. Vì vậy, chúng tôi có thể kiểm tra nếu $m^{k/2}\equiv 1\mod n$ cũng như cho tất cả $m$ nguyên tố tới n, nghĩa là với mọi $m$ Trong $\mathbb Z_n^*$. Tuy nhiên, nếu có một $m$ như vậy mà $m^{k/2}\not\equiv 1\mod n$, thì điều tương tự cũng đúng với ít nhất một nửa số $m$'tội $\mathbb Z_n^*$. Tại sao #2? Nỗ lực của tôi: đây phải là hệ quả của thực tế là nếu $m_0$ là một yếu tố như vậy, sau đó đưa ra $m_1\in \mathbb Z_n^*$ sản phẩm $m_0m_1$ cũng là như vậy mà $$(m_0m_1)^{k/2}=m_0^{k/2}m_1^{k/2}\not\equiv1\mod n, $$ nhưng tôi không chắc tại sao điều này có nghĩa là ít nhất một nửa số phần tử chia sẻ thuộc tính này.

Kết quả là, nếu chúng ta kiểm tra nhiều $m$'s và luôn luôn tìm thấy $m^{k/2}\equiv 1\mod n$, thì rất có khả năng là sự đồng dạng giữ cho tất cả các phần tử của $\mathbb Z_n^*$ và do đó chúng ta có thể thay thế $k$ qua $k/2$. Chúng tôi lặp lại cho đến khi điều này không còn đúng nữa: sau đó chúng tôi không thể có $k/2\equiv 0\mod (p-1)$ cũng như $k/2\equiv 0\mod (q-1)$. Tại sao #3? Nỗ lực của tôi: điều này đơn giản là bởi vì nếu cả hai đồng dư này giữ nguyên, thì $k/2$ là bội số của cả hai $p-1$$q-1$ và do đó của $\phi(n)$, và do đó theo định lý Euler $m^{k/2}$ nên là $1$ $\mod n$ cho tất cả $m\in \mathbb Z_n^*$ chống lại giả thuyết của chúng tôi.

Vì vậy, một trong hai đồng dư này giữ còn đồng dư kia thì không (ví dụ: $k/2\tương đương 0\mod p-1$ nhưng $k/2\not\equiv 0\mod q-1$) hoặc không giữ. Trong trường hợp đầu tiên, $m^{k/2}$ luôn luôn là $\equiv 1\mod p$ nhưng chính xác $50\%$ của thời gian đồng dạng với $-1$ modulo $q$. Tại sao #4? Nỗ lực của tôi: Tôi khá bối rối bởi cái này. tôi cho rằng $m^{k/2}\equiv 1\mod p$ một lần nữa theo định lý Euler, như $k/2$ là bội số của $p-1$, tức là bội số của $\phi(p)$. Nhưng tôi không hiểu tại sao $m^{k/2}$ đồng dạng với $-1$ modulo $q$ chính xác $50\%$ của thời gian...

Trường hợp thứ hai sẽ tương tự như trường hợp thứ nhất, vì vậy tôi sẽ dành cho bạn câu hỏi thứ năm. Có ai đủ kiên nhẫn để làm sáng tỏ bốn điểm này cho tôi không?

Điểm:1
lá cờ gb

Hơi lạ khi nói nó "phá vỡ RSA", vì tất nhiên kiến ​​thức về khóa bí mật cho phép bạn giải mã tin nhắn - đây là điều bạn sẽ làm trong trường hợp trung thực khi giải mã tin nhắn của chính mình.

Đầu tiên ông tuyên bố rằng điều này tương đương với $k=ed-1$ là bội của bội chung nhỏ nhất của $p-1$$q-1$. Tại sao #1? Nỗ lực của tôi: Tôi biết rằng theo định lý Euler, $m^{\varphi(n)}\equiv 1\mod n$ và đó $\varphi(n)=(p-1)(q-1)$ từ $(m,n)=1$. Hơn nữa kể từ khi $(m,n)=1$ chúng ta có thể chia phương trình của mình cho $m$ và có được $m^k\tương đương 1\mod n$. Tôi nghĩ rằng tôi đang thiếu bước cuối cùng ...

Bạn đang đi đúng hướng. Bởi vì $m^{\varphi(n)}\equiv 1\pmod n$, thì điều này ngụ ý rằng nếu chúng ta có thể tìm thấy một $d$ như vậy mà $ed = r\varphi(n) + 1$ cho một số $r$, sau đó $$m^{ed}\equiv m^{r\varphi(n) + 1} \equiv (m^{\varphi(n)})^r \cdot m^1 \equiv 1^r \cdot m \ tương đương m\pmod n$$

Vì vậy, đối với một khóa mã hóa nhất định $e$, khóa giải mã tương ứng $d$ đơn giản là một giá trị sao cho $ed = r\varphi(n) + 1$. Trong câu hỏi của bạn, $k = r\varphi(n)$.

$k$ sẽ chẵn vì $\varphi(n)$ sẽ là ngay cả trong trường hợp này - $p, q$ đều là các số nguyên tố khác nhau và tất cả các số nguyên tố ngoại trừ 2 đều là số lẻ, do đó ít nhất một trong số $(p-1)$, $(q-1)$ phải là số chẵn (và có lẽ cả hai sẽ là số chẵn, vì số nguyên tố $2$ sẽ không bao giờ được sử dụng trong RSA.

Tuy nhiên, nếu có một $m$ như vậy mà $m^{k/2}\not\equiv 1\mod n$, thì điều tương tự cũng đúng với ít nhất một nửa số $m$'tội $\mathbb Z_n^*$. Tại sao #2? Nỗ lực của tôi: đây phải là hệ quả của thực tế là nếu $m_0$ là một yếu tố như vậy, sau đó đưa ra $m_1\in \mathbb Z_n^*$ sản phẩm $m_0m_1$ cũng là như vậy mà $$(m_0m_1)^{k/2}=m_0^{k/2}m_1^{k/2}\not\equiv1\mod n, $$ nhưng tôi không chắc tại sao điều này có nghĩa là ít nhất một nửa số phần tử chia sẻ thuộc tính này.

xem xét một $m_0$ như vậy mà $m_0^{k/2} \not\equiv 1 \pmod{n}$. Mỗi sức mạnh kỳ lạ $m_0^{2j + 1}$ của $m_0$ sẽ có cùng một vấn đề, bởi vì $$(m_0^{2j+1})^{k/2} \equiv (m_0^{k/2})^{2j}\cdot m_0^{k/2} \equiv (m_0^k)^j \cdot m_0^{k/2} \equiv 1 \cdot m_0^{k/2} \not\equiv 1 \pmod{n}$$ bởi vì $m_0^k \equiv 1 \pmod{n}$. Vì vậy, mọi lũy thừa lẻ không hoạt động, nhưng mọi lũy thừa chẵn đều hoạt động, do đó chúng ta có 50/50.

thì chúng ta không thể có $k/2\equiv 0\mod (p-1)$ cũng như $k/2\equiv 0\mod (q-1)$. Tại sao #3? Nỗ lực của tôi: điều này đơn giản là bởi vì nếu cả hai đồng dư này giữ nguyên, thì $k/2$ là bội số của cả hai $p-1$$q-1$ và do đó của $\phi(n)$, và do đó theo định lý Euler $m^{k/2}$ nên là $1$ $\mod n$ cho tất cả $m\in \mathbb Z_n^*$ chống lại giả thuyết của chúng tôi.

Chính xác.

Vì vậy, một trong hai đồng dư này giữ còn đồng dư kia thì không (ví dụ: $k/2\tương đương 0\mod p-1$ nhưng $k/2\not\equiv 0\mod q-1$) hoặc không giữ. Trong trường hợp đầu tiên, $m^{k/2}$ luôn luôn là $\equiv 1\mod p$ nhưng chính xác $50\%$ của thời gian đồng dạng với $-1$ modulo $q$. Tại sao #4? Nỗ lực của tôi: Tôi khá bối rối bởi cái này. tôi cho rằng $m^{k/2}\equiv 1\mod p$ một lần nữa theo định lý Euler, như $k/2$ là bội số của $p-1$, tức là bội số của $\phi(p)$. Nhưng tôi không hiểu tại sao $m^{k/2}$ đồng dạng với $-1$ modulo $q$ chính xác $50\%$ của thời gian...

Xem xét $(m^{k/2})^2 \pmod n$. Đây là $m^{k} \equiv 1 \pmod{n}$. Nhưng bởi vì $(m^{k/2}) \equiv 1 \pmod{p}$, sau đó $(m^{k/2}) \equiv \pm 1 \pmod{q}$, nếu không nó sẽ không vuông thành $1$. Đối số tương tự như trên để chỉ ra rằng chúng tôi nhận được mỗi trường hợp 50% thời gian (vì bây giờ chúng tôi được đảm bảo rằng nó không đồng nhất với 1 mọi lúc).

lá cờ jp
Bạn là một người đàn ông và một học giả! Xin lỗi đã làm phiền bạn, tôi vẫn còn một vài vấn đề. Trước hết, có thể có một lỗi đánh máy nhỏ trong phương trình đầu tiên ($1^k$ thay vì $1^r$). Thứ hai, tôi vẫn chưa hiểu tại sao $$(m^{k/2})^2\equiv 1 \ (\text{mod } n) \quad \text{and}\quad m^{k/2} \equiv 1 \ (\text{mod } p)$$ cùng nhau có nghĩa là $m^{k/2}\equiv \pm 1 \ (\text{mod } q)$.
meshcollider avatar
lá cờ gb
Điểm đánh máy tốt, đã sửa! Nếu $(m^{k/2})^2 \equiv 1 \pmod{n}$ và $(m^{k/2})^2 \equiv 1 \pmod{p}$ thì $(m^{ k/2})^2 \equiv 1 \pmod{q}$, nếu không chúng ta sẽ có mâu thuẫn.Do đó, "căn bậc hai" duy nhất có thể có của $(m^{k/2})^2 \pmod{q}$ phải là $\pm 1$, là căn bậc hai duy nhất của $1 \pmod{q}$. Hy vọng rằng làm rõ! Nếu câu trả lời hữu ích, hãy nhớ upvote và chấp nhận nó :)

Đăng câu trả lời

Hầu hết mọi người không hiểu rằng việc đặt nhiều câu hỏi sẽ mở ra cơ hội học hỏi và cải thiện mối quan hệ giữa các cá nhân. Ví dụ, trong các nghiên cứu của Alison, mặc dù mọi người có thể nhớ chính xác có bao nhiêu câu hỏi đã được đặt ra trong các cuộc trò chuyện của họ, nhưng họ không trực giác nhận ra mối liên hệ giữa câu hỏi và sự yêu thích. Qua bốn nghiên cứu, trong đó những người tham gia tự tham gia vào các cuộc trò chuyện hoặc đọc bản ghi lại các cuộc trò chuyện của người khác, mọi người có xu hướng không nhận ra rằng việc đặt câu hỏi sẽ ảnh hưởng—hoặc đã ảnh hưởng—mức độ thân thiện giữa những người đối thoại.