尋找模質數意義下的二次剩餘與三次剩餘

2021-07-22 21:32:12 字數 1381 閱讀 5063

問題模型

給出質數

p 和整數

a,求所有滿足x2

≡a(modp)

的x。cipolla』s algorithma=

0或p=

2 的情況特殊判斷。

定義二次剩餘符號(a

p)≡a

p−12

(modp)

,當其為1時表示

a 是二次剩餘。

找到乙個w使得

w2−a

不是二次剩餘,隨機測試的期望次數為2。

在擴域上計算(w

+w2−

a−−−

−−−√

)p+1

2 ,則為乙個可行的

x ,另外乙個可行解為−x

。利用複數域的知識即可證明生成演算法的正確性,時間複雜度o(

logp

) 。

問題模型

給出質數

p 和整數

a,求所有滿足x3

≡a(modp)

的x。peralta method extensiona=

0或p≤

3 的情況特殊判斷。如果p

≡−1(

mod3

) ,則x≡

a2p−

13(modp)

是唯一解。否則(

−3p)

=1,則ϵ=

−3√−

12為三次單位根,即ϵ3

≡1(modp)

。此時有三分之一的數字是三次剩餘,定義三次剩餘符號[a

p]≡a

p−13

(modp)

,當其為1時表示

a 是二次剩餘。

如果找到乙個

x,則其他解為xϵ

,xϵ2

。類似二次剩餘的證明方法,對於

a 的立方根

x,構造群r=

,可以證明

r 與zp

×zp×

zp同構,對於

r 中的元素z有

zp−1

≡1(modp)

。於是有乙個極為暴力的想法是隨機生成乙個元素u∈

r (也就是隨機生成多項式的係數),令v≡

up−1

3(modp

) ,則有v3

≡1(modp)

,如果v 的多項式係數中只有f1

非0,則(f

1x)3

≡1(modp)

,那麼f1

−1必然是乙個解,再利用

ϵ 生成即可。

類似地可以分析出滿足

v 的多項式係數中只有f1

非0的概率為19

,期望試9次就可以得到一組解了。

其實方法有很多,都可以學習一下

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