Tìm hiểu hệ mật ELGAMAL và các LOGARITHM rời rạc phần 3

Bây giờ ta có 3 đồng dư thức theo 3 giá trị log chưa biết. Giải các phương trình đồng dư này, ta có log52 = 6578, log53 = 6190, log57 = 1301.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tìm hiểu hệ mật ELGAMAL và các LOGARITHM rời rạc phần 3Vietebooks Nguyễn Hoàng Cương B©y giê ta cã 3 ®ång d− thøc theo 3 gi¸ trÞ log ch−a biÕt. Gi¶i c¸cph−¬ng tr×nh ®ång d− nµy, ta cã log52 = 6578, log53 = 6190, log57 = 1301. B©y giê gi¶ sö ta cÇn t×m log59451, ta chän sè mò ngÉu nhiªns=7736 vµ tÝnh: 9451×57736 mod 10007 = 8400V× 8400 = 24315271 c¸c thõa sè trong B nªn ta nhËn ®−îc: log59451 = 4log52 + log53 + log55 + log57 - s mod 10006 = 4×6578 + 6190 + 2×1 + 1310 - 7736 mod 10006 = 6057.KiÓm tra l¹i ta thÊy r»ng 56057 ≡ 9451 ( mod 10007). §· cã nhiÒu nghiªn cøu ph©n tÝch mß mÉm nhiÒu kiÓu thuËt to¸n kh¸cnhau. Víi gi¶ thiÕt hîp lý, Thêi gian ch¹y tiÖm cËn cña giai ®o¹n tiÒn tÝnhto¸n nµy cìvµ thêi gian ®Ó tÝnh mét gi¸ trÞ logarithm rêi r¹c riªng lµ kho¶ngH×nh 5.5. BÝt thø i cña logarithm rêi r¹c. B¶n chÊt cña bµi to¸n: I = (p, α, β, i) trong ®ã p lµ sè nguyªn tè , α∈Zp* lµ phÇn tö nguyªn thuû, β ∈ Zp* vµ i lµ mét sè nguyªn sao cho 1 ≤ i ≤ ⎣log2(p-1)⎦. Môc tiªu:TÝnh Li(β) lµ bÝt thÊp nhÊt thø i cña logαβ. (víi α vµ p cho tr−íc)5.1.2. §é b¶o mËt t−ng bÝt cña c¸c logarithm rêi r¹c. B©y giê ta xem xÐt vÊn ®Ò vÒ th«ng tin bé phËn cña c¸c logarithm rêir¹c vµ thö xem viÖc tÝnh c¸c bÝt riªng cña c¸c logarithm rêi r¹c lµ khã hay dÔ.Cô thÓ , xÐt bµi to¸n tr×nh bµy trªn h×nh 5.5. Bµi to¸n nµy ®−îc gäi lµ bµi to¸nvÒ bÝt thø i. Trang 11Vietebooks Nguyễn Hoàng Cương Tr−íc tiªn, ta sÏ chØ ra r»ng, bÝt thÊp nhÊt cña c¸c logarithm rêi r¹c rÊtdÔ tÝnh to¸n. Nãi c¸ch kh¸c, nÕu i = 1 th× bµi to¸n vÒ bÝt thø i cã thÓ gi¶i®−îc mét c¸ch hiÖu qu¶. §iÒu nµy rót ra tõ tiªu chuÈn Euler liªn quan ®ÕnthÆng d− b×nh ph−¬ng theo modulo p, víi p lµ sè nguyªn tè . XÐt ¸nh x¹ f: Zp* Zp* ®−îc ®Þnh nghÜa nh− sau: f(x) = x2 mod pNÕu kÝ hiÖu QR(p) lµ tËp c¸c thÆng d− b×nh ph−¬ng theo modulo p th× QR(p) = { x2 mod p : x ∈ Zp*}Tr−íc tiªn ta thÊy r»ng, f(x) = f(p-x). TiÕp theo xÐt thÊy: w2 ≡ x2 mod pkhi vµ chØ khi p | (w-x)(w+x)®iÒu nµy sÏ x¶y ra khi vµ chØ khi w ≡ ± x mod p. Tõ ®©y rót ra: | f-1(y) | = 2víi mäi y ∈ QR(p) vµ bëi vËy: | QR(p) = (p-1)/2§iÒu ®ã cã nghÜa lµ cã ®óng mét n÷a c¸c thÆng d− trong Zp* lµ c¸c thÆng d−b×nh ph−¬ng vµ mét n÷a kh«ng ph¶i. B©y gië gi¶ sö r»ng, α lµ mét phÇn tö nguyªn thuû cña Zp* . Khi ®ãαa∈QR(p) nÕu a ch½n. V× (p-1)/2 phÇn tö α0 mod p, α2 mod p,. . .,αp-3 mod p®Òu lµ c¸c phÇn tö kh¸c nhau nªn: QR(p) = {α2i mod p: 0 ≤ i ≤ (p-3)/2}Bëi vËy, β lµ thÆng d− b×nh ph−¬ng khi vµ chØ khi logαβ lµ ch½n, tøc khi vµchØ khi L1(β) = 0. Tuy nhiªn theo tiªu chuÈn Euler β lµ thÆng d− b×nh ph−¬ngkhi vµ chØ khi β(p-1)/2 ≡ 1 (mod p) Trang 12Vietebooks Nguyễn Hoàng CươngNh− vËy, ta ®· cã c«ng thøc h÷u hiÖu sau ®Ó tÝnh L1(β): nÕu β(p-1)/2 ≡ 1( mod p) 0 L1(β)= 1 trong c¸c tr−êng hîp cßn l¹i B©y giê xÐt viÖc tÝnh Li(β) víi i > 1. Gi¶ sö p-1 = 2s ttrong ®ã t lµ sè lÎ. Khi ®ã cã thÓ chØ ra r»ng, dÔ dµng tÝnh ®−îc Li(β) nÕu1≤s. MÆt kh¸c, viÖc tÝnh Ls+1(β) ch¾c ch¾n lµ khã nÕu dïng thuËt to¸n gi¶®Þnh bÊt k× cho viÖc tÝnh Ls+1(β) ®Ó tÝnh c¸c logarithm rêi r¹c trong Zp. Ta sÏ chøng minh kÕt qu¶ nµy trong tr−êng hîp s = 1. ChÝnh x¸c h¬n,nÕu p ≡ 3 (mod 4)lµ sè nguyªn tè th× ta sÏ chØ ra c¸ch sö dông mét thuËt to¸ngi¶ ®Þnh bÊt k× tÝnh L2(β) ®Ó gi¶i bµi to¸n logarithm rêi r¹c trong Zp. NÕu β lµ mét thÆng d− b×nh ph−¬ng trong Zp vµ p ≡ 3 ( mod 4) th×±β(p+1)/2 mod p lµ hai gi¸ trÞ c¨n bËc hai cña modulo p. Mét chó ý còng quanträng lµ víi bÊt k× β ≠ 0: L1(β) ≠ L1(p-β).nÕu p ≡ 3 (mod 4). Ta sÏ thÊy ®iÒu ®ã nh− sau. Gi¶ sö αa ≡ β (mod p) αa+(p-1)/2 ≡ -β (mod p)th×V× p ≡ 3 (mod 4) nªn sè nguyªn (p-1)/2 lµ mét sè lÎ. Tõ ®©y rót ra kÕt qu¶. B©y giê gi¶ sö β = αa víi sè mò ch½n a (ch−a biÕt) nµo ®ã. Khi ®ãhoÆc: β(p+1)/4 ≡ αa/2 (mod p)hoÆc -β(p+1)/4 ≡ αa/2 (mod p)Ta cã thÓ x¸c ®Þnh gi¸ trÞ nµo trong hai gi¸ trÞ cã thÓ nµy lµ ®óng nÕu biÕt gi¸trÞ L2(β), v× L2(β) = L1(αa/2)§iÒu nµy ®−îc khai th¸c trong thuËt to¸n ®−îc m« t¶ trong h×nh 5.6. ë cuèi thuËt to¸n, c¸c gi¸ trÞ xi lµ c¸c bÝt biÓu diÔn nhÞ ph©n cñalogαβ, nghÜa lµ: ...