1. Schnorr Group
选择一个大的素数p,那么整数 mod p就构成一个有限域,其中的非零元素构成一个阶为p-1的Abelian群。因为p是素数,则p-1是合数,所以p-1能够被分解为qr 的形式(即),其中q为素数。因为q会是Schnorr Group的阶,因此需要q足够大。
选择h使得成立,那么就是Schnorr Group的generator,为什么以g为generator的群会有order q呢?这是因为:
费马小定理。这表明了g的order或者是q或者是q的一个因数,但同时因为成立,并且q是素数不存在因数,因此g的阶必为q。
例子(python代码):
from sympy import isprime
def pow_quick(a, b, c):
return pow(a, b, c)
def schnorr_group():
p,q, r, h = 23, 11, 2, 7
assert(isprime(p))
assert(isprime(q))
assert(p-1 == q*r)
g =pow_quick(h,r,p)
assert(g!=1)
assert(pow_quick(g, q, p) == 1)
print('ok, g = ', g) #找到一个generator
initGroup = []
fori in range(q):
#print(pow_quick(g, i, p))
initGroup.append(pow_quick(g, i, p))
print(initGroup)
#验证,再Schnorr Group中,以任意一个element作为generator,群是不变的
currGroup = []
forx in initGroup:
if x == 1:
continue
for i in range(q):
currGroup.append(pow_quick(x, i, p))
print(currGroup)
currGroup= []
if __name__ == '__main__':
schnorr_group()
执行结果:
ok, g = 3
[1, 3, 9, 4, 12, 13, 16, 2, 6, 18, 8]
[1, 3, 9, 4, 12, 13, 16, 2, 6, 18, 8]
[1, 9, 12, 16, 6, 8, 3, 4, 13, 2, 18]
[1, 4, 16, 18, 3, 12, 2, 8, 9, 13, 6]
[1, 12, 6, 3, 13, 18, 9, 16, 8, 4, 2]
[1, 13, 8, 12, 18, 4, 6, 9, 2, 3, 16]
[1, 16, 3, 2, 9, 6, 4, 18, 12, 8, 13]
[1, 2, 4, 8, 16, 9, 18, 13, 3, 6, 12]
[1, 6, 13, 9, 8, 2, 12, 3, 18, 16, 4]
[1, 18, 2, 13, 4, 3, 8, 6, 16, 12, 9]
[1, 8, 18, 6, 2, 16, 13, 12, 4, 9, 3]
2. Diffie-Hellman算法
Diffie-Hellman算法中,核心的问题是算法所依赖的群的阶是一个素数。而我们通常的余数群,其中p为大于2的素数,那么其ord = p-1则必为偶数。因此,直接用作为Diffie-Hellman的群是不安全的。
为解决这个问题,其中的思路是在内找到一个Schnorr Group是的子群,该子群满足存在素数q,使得成立。用我们前面的方法,就可以找到Schnorr Group的generator。
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