RSA原理说明

 

 

长度，建议至少1024。模数n（常取默认65537）两边都要用。

指数e，和n一起就是公钥。

指数d，和n一起就是私钥。

质数p和q用于生成密钥对，然后就丢弃不公开。

 

一。密钥对的生成步骤

1、随机选择两个不相等的质数p和q。

2、计算p和q的乘积n。

3、计算p-1和q-1的乘积m。

4、随机选个整数e，e与m要互质，且0<e<m。

5、计算e的模反元素d。

6、n，e组成公钥，n，d组成私钥。

 

 

用公钥(n, e)加密：明文e ≡ 密文 (mod n)

用私钥(n, d)解密：密文d ≡ 明文 (mod n)

上述表达式是同余式，也就是“≡”两边mod n是相等的。mod运算就是取被除数 / 除数得到的余数，运算符是%。比如5%3=2。所以上式也可表达成

用公钥(n, e)加密：密文 = 明文e % n

用私钥(n, d)解密：明文 = 密文d % n

 

一。

i	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19
i mod 4	0	1	2	3	0	1	2	3	0	1	2	3	0	1	2	3	0	1	2	3
i mod 7	0	1	2	3	4	5	6	0	1	2	3	4	5	6	0	1	2	3	4	5

(a % 4)是以4为周期在循环，(a % 7)是以7为周期在循环，而且数对(a % 4, a % 7)在这个[0,21]之间并没有出现重复，也就是说由(a % 4, a % 7)可以确定a的值

如果n个数互质，且乘积为P，有一个未知数M，已知M分别除以n个数的余数，那个在0<M<P的范围内，可以确定唯一的M值。

二。

13 * 77 = 1001 => 1001 % 1000 = 1

=> 1001 ≡ 1 (mod 1000)

=> a * 1001 ≡ a (mod 1000)

就是说任何数乘以1001除以1000得到余数是本身。因此：

(a * 1001) % 1000 = (a * 13 * 77) % 1000 = ((a * 13) % 1000) * 77) % 1000

 

理解一下就能发现，我们并不需要知道a * 13的积是多少，而是知道它除以1000的余数就行了，因为反正最后都是要模1000，那事先拿一部分来模1000并不影响结果。

除法类似，两个数乘积除以另一个数，那事先用一个乘数除以除数，得到的值再乘以另一个乘数再除，并不影响结果。这个思想，也是RSA用来当被模数过大时优化计算力的算法。

 

你心想三位数，乘以13，告诉我乘积的后三位数，我就能知道你想的是哪个数！

假如你想的是233，233*13=3029，所以你告诉我的是029，我只要把29*77=2233，积的后三位数233就是你心想的数。

这里就有点非对称的影子了，(1000, 13)就是公钥，(1000, 77)就是私钥。

 

3.费马小定理

 

 ☆  p = 3 

2² - 1 = 3,   2⁴ - 1 = 15 = 3×5,   2⁶ - 1 = 63 = 3×21,  2⁸ - 1 = 255 = 3×85,  2¹⁰ - 1 = 1023 = 3×341, ...

费马指数：2， 4， 6， 8， 10, ......

☆  p = 5 

2⁴ - 1 = 15 = 5×3,   2⁸ - 1 = 255 = 5×51,   2¹² - 1 = 4095 = 5×819,   2¹⁶ - 1 = 65535 = 5×13107, ...

费马指数：4， 8， 12， 16, ......

☆  p = 7 

2³ - 1 = 7 = 7×1,   2⁶ - 1 = 63 = 7×9,   2⁹ - 1 = 511 = 7×73,   2¹² - 1 = 4095 = 7×585,  ...

费马指数：3， 6， 9， 12, ......

☆  p = 11 

2¹⁰ - 1 = 1023 = 11×93,   2²⁰ - 1 = 1048575 = 11×95325,   2³⁰ - 1 = 1073741823 = 11×797612893,   ...

费马指数：10， 20， 30,  ......

 

 

参考：

https://toutiao.io/posts/u6ehd/preview

图片：http://introcs.cs.princeton.edu/java/99crypto/