辗转相除法求模逆(C语言)

   日期:2020-07-07     浏览:106    评论:0    
核心提示:代码简单易懂~~可以看看哦~

其实,一直就想写这篇博客的,因为上次在写RSA程序,我看了网上的资料都不够简洁,有的提到了方法,但是代码却不够简便,例如欧几里得扩展算法的矩阵形式,以及商的倒序求逆,方法众多,但是代码实现却感觉有点复杂。况且我也看了前人的博客,需要开辟空间对商进行存储。这次我就把我目前感觉最简单的求模逆方法分享给大家~有错误请大家多多指出!

问题:

求e关于模p的逆元d,即要求出整数d,使e * d mod p = 1 (或 ed+px=1),这里要求e与p互素。

方法:

这里是引用初等数论(严士健 第三版)第27页的辗转相除法的表格形式的辗转相除法。

首先我们先要引入概念:
对于二元一次不定方程的求解:
即 ax+by=1的求解方法,

ax+by=1,(a,b)=1
a=bq1 + r 1 , 0<r1 <b,
b=r1q2 + r 2 , 0<r2 <r1 ,
……
rn-2 =rn-1 qn + rn , 0<rn <rn-1 ,
rn-1 =rn qn+1 .

因为(a,b)=1,故rn =1
于是有 a[(-1)n-1Qn ]+b[(-1)nPn ]=1
P0 =1 , P1 =q1 ,Pk =qk Pk-1 +Pk-1 ,
Q0 =0 , Q1 =1,Qk =qk Qk-1 +Qk-1 ,
k=2,…,n.

由于我时间不是很多,我就不举具体例子了,直接上代码,代码思想就是我所列举的辗转相除法思想,具体证明过程有兴趣的朋友可以参考:《初等数论》(第三版)作者:闵嗣鹤 严士健
第一章ξ3定理1的证明过程 以及 第二章ξ1定理2的证明过程

代码:

我们先判断互质,互质的判断方法我所知道的有三种,纳筛法,miller-素性检验,暴力求解,miller-素性检验和纳筛法由于我的实验报告被我清理文件的时候删了,我就用我同学的暴力求解法

//判断n是否为素数,此处使用最暴力的方法,将n取余小于n的所有值
void searchprime(int n)
{
	   int i;
	   for(i=2;i<=n-1;i++)
	   {
		   if(n%i==0)
			   break;
	   }//将小于n的数依次除n,若可以整除,则不是素数,退出循环
       if(i<n-1)
		  printf("%d不是素数\n",n);
	   else
		  printf("%d是素数\n",n);
}

然后我们进行求逆操作

//模逆运算,用模逆算法,此处编写程序时候u,v为实际计算过程中v的各个值
int mod_invese(int d,int n)//求d模n的逆,n 为正整数
{
    int a,b,q,r,u=0,v=1,t;//a为被除数,b为除数,q为商
    a=n;
    b=(d>=0)?(d%n):-(d%n);//规定正负数mod(n)都取正;
    while(b!=0)
	{
        q=(int)a/b;
        r=a-b*q;
        a=b;
        b=r;
        t=v;
        v=u-q*v;
        u=t;//把每次没有进行运算的v的值给u
	}//辗转相除,直到余数b=0,跳出循环
    if(a!=1) return 0;
    return((u<0)?u+n:u);//返回的值都是mod(n)后的值,使得最后的值是正数;
}
 
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