RSA og den heri anvendte matematiks historie - Institut for Natur ...

More documents

Recommendations

Info

4.5 Anvendelser, sikkerhed og fremtid 97 de ret, i hvert fald har matematikere i løbet af de sidste par tusinde år ikke fundet nogen metode som løser problemet. Men som mundheldet siger skal man aldrig sige aldrig. Et andet meget besværligt problem i talteorien er, som vi har diskuteret tidligere, det at teste om et givet heltal er et primtal. I 1970erne tog det med de mest effektive algoritmer 10 44 år at teste om et tal på 1000 cifre var et primtal. Men i 1980 skete der et skred på dette område, da vores gode bekendte Adleman sammen med en anden matematiker ved navn Robert Rumely fandt en effektiv test som kunne teste, hvorvidt tal på 1000 cifre var primtal eller ej på blot én uge. Talteoretikeren Carl Pomerance skrev i 1982, samme år som Rivest, Shamir og Adleman oprettede deres firma, i denne forbindelse følgende: Udviklingen i primtalstestning har ingen direkte betydning for problemet omhandlende faktorisering, men på den anden side så har ingen vist at faktorisering ikke lader sig løse. Der er ingen garanti for at en eller anden ikke vil opfinde en revolutionerende metode til faktorisering i morgen. Derfor bør en beslutning om sikkerheden på længere sigt af offentlig-nøgle systemer som baserer sig på problemet med faktorisering træffes udfra en subjektiv vurdering af om der vil eller ikke vil forekomme fremskridt med hensyn til faktorisering. Den nylige udvikling i testen for primtal tjener til at fremhæve den potentielle sårbarhed af en sådan kode [kryptering] overfor et teoretisk gennembrud. (Pomerance; 1982, side 130, oversat fra engelsk) Pomerance var altså skeptisk, eller blot håbefuld med hensyn til udviklingen af talteorien, men her mere end to årtier efter er faktorisering af tilstrækkeligt store heltal stadig en uoverkommelig opgave for såvel teknologien som matematikken selv, og RSA-kryptering vurderes stadig som værende sikker. Store koncerner som eksempelvis AT&T og Hewlett-Packard, hvis teknologi og ydelser i høj grad baserer sig på sikkerheden af RSA, holder dog hele tiden et vågent øje med matematikkens udvikling inden for området. Sådanne organisationer er selvfølgelig interesserede i, at deres systemer altid er up-to-date med hensyn til sikkerhed, og ny talteoretisk indsigt i primtallenes underfundige natur kunne gå hen og stille nye krav til RSA og måske endda offentlig-nøgle kryptering i det hele taget. Da der i 1997, som følge af en aprilsnar der var løbet løbsk, florerede et usandt rygte i den matematiske verden om at Rieman-hypotesen var blevet bevist var diverse industrielle koncerner – såvel som NSA – straks på pletten for at få et overblik over eventuelle følger, eksempelvis for e-handlen. Kryptografiens historie har indtil videre vist, at et hvert ‘ubrydeligt’ kryptosystem før eller siden må lade livet som følge af enten udviklinger inden for teknologien eller inden for matematikken. I dag fører matematikken kapløbet over teknologien, men som kryptografiens historie også viser har det ikke altid været sådan. Enigmaen var jo netop et eksempel på, at teknologien i et vist tidsrum tog førertrøjen fra matematikken, i hvert fald indtil de polske, og senere de engelske, matematikere fik bugt med denne tyske kode. Efterfølgende var det matematikerne der var i stand til at tage næste skridt ved at løse nøgle-distribueringsproblemet og skabe RSA, et nyt sikkert kryptosystem. Til
98 RSA-algoritmen realiseringen af dette anvendte de selv den teknologi, den digitale computer, som de nu løber om kap med for at opretholde sikkerheden af RSA. Det nærliggende spørgsmål er, hvad teknologiens næste træk bliver. Vil der ske en eller anden revolutionerende udvikling inden for teknologien, således at denne kommer foran eller slet og ret vinder kapløbet med matematikken? En sådan udvikling diskuteres i nogen grad allerede med den såkaldte kvantecomputer. Kvantecomputeren er en computer som baserer sig på fysikkens kvanteteori, en teori vi ikke skal forsøge at beskrive her. Derimod skal vi pointere et par af konsekvenserne af en sådan computers eksistens. Kvantecomputeren findes nemlig ikke endnu i en velfungerende udgave. Men det gør til gengæld programmer til den – programmer, som hvis den nogensinde skulle blive en realitet, kan faktorisere heltal en million gange større end Gardners 129 cifrede heltal på få sekunder. Programmer til brydning af RSA og andre kryptosystemer som for eksempel DES er allerede skrevet, blandt andet af forskere ved Bell Laboratories, og ligger blot og venter på at kvantecomputeren skal manifestere sig. Men kryptograferne er dog på forkant med situationen, idet en ny form for kryptering, den såkaldte kvantekryptering, også blot ligger og venter på at kvantecomputeren skal blive til virkelighed. Og sådan fortsætter kapløbet mellem matematikken og teknologien ligesom kapløbet mellem kryptograferne og kryptoanalytikerne. Hvem der vinder er ikke til at sige, men at det vil vare længe førend de to kapløb er forbi, hvis overhovedet nogensinde, synes derimod sikkert – så sikkert som noget som helst inden for kryptografien nu engang kan være. 4.6 Opgaver Opgave 56 Opskriv formlen, C −1 (y), for dekryptering af Cæsar-kryptering. Opgave 57 Modificer opskrivningen i afsnit 1.4 af Cæsar-kryptering (inklusiv dekryptering) som algoritme ved at bruge formlerne baseret på modulo-regning. Opgave 58 Opskriv formlerne for Cæsar-kryptering og -dekryptering, hvor vi i stedet for tallet 3 kan benytte et vilkårligt tal k. Hvilken betingelse giver det mening at lade k opfylde? Benyt formlen med k = 7 til at (ind)kryptere beskeden OGSÅ DU MIN SØN BRUTUS. Opgave 59 Cæsar-kryptering hvor man kun forskyder bogstaverne frem i alfabetet udgør ikke en særlig sikker metode til kryptering. Hvorfor? En lidt anderledes, omend ikke meget mere sikker metode, kan opnås ved at benytte formlen C(x) = (ax + b) modulo 30. Oversæt beskeden TERNINGERNE ER KASTET med værdierne a = 2 og b = 3.
Page 1 and 2:
- I, OM OG MED MATEMATIK OG FYSIK R
Page 3 and 4:
Roskilde University, Department of
Page 5 and 6:
I den af Undervisningsministeriet s
Page 8 and 9:
1 Introduktion Igennem tusinder af
Page 10 and 11:
1.1 Privat-nøgle kryptering 3 kryp
Page 12 and 13:
1.1 Privat-nøgle kryptering 5 Det
Page 14 and 15:
1.2 Nøgle-distribueringsproblemet
Page 16 and 17:
1.3 Offentlig-nøgle kryptering 9 h
Page 18 and 19:
1.3 Offentlig-nøgle kryptering 11
Page 20 and 21:
Page 22 and 23:
Page 24 and 25:
1.4 Lidt om algoritmer 17 Definitio
Page 26 and 27:
1.5 Opgaver 19 Opgave 6 Et eksempel
Page 28 and 29:
2 Elementær talteori Den elementæ
Page 30 and 31:
2.1 Division og største fællesdiv
Page 32 and 33:
2.2 Euklids algoritme og Bézouts i
Page 34 and 35:
Page 36 and 37:
Page 38 and 39:
2.3 Primtal og aritmetikkens fundam
Page 40 and 41:
Page 42 and 43:
Page 44 and 45:
2.4 Jagten på større og større p
Page 46 and 47:
2.5 Opgaver 39 1996 været holdt af
Page 48 and 49:
2.5 Opgaver 41 Opgave 24 Anvend Euk
Page 50 and 51:
3 Tre vigtige sætninger for RSA Fo
Page 52 and 53:
3.1 Kongruens 45 Definition 3.1: Ko
Page 54 and 55: 3.1 Kongruens 47 da 6 | 36 med rest
Page 56 and 57: 3.2 Den kinesiske restsætning 49 D
Page 58 and 59: 3.2 Den kinesiske restsætning 51 y
Page 60 and 61: 3.3 Fermats lille sætning 53 Ved a
Page 62 and 63: 3.3 Fermats lille sætning 55 Til v
Page 64 and 65: 3.3 Fermats lille sætning 57 som e
Page 66 and 67: 3.4 Eulers sætning 59 jurist og af
Page 68 and 69: 3.4 Eulers sætning 61 positive hel
Page 70 and 71: 3.4 Eulers sætning 63 Eksempel 3.3
Page 72 and 73: 3.5 Uløste problemer i talteori 65
Page 78 and 79: 3.6 Opgaver 71 Opgave 36 Undersøg
Page 80 and 81: 3.6 Opgaver 73 med dens eksponenter
Page 82: 3.6 Opgaver 75 Opgave 55 (Historisk
Page 85 and 86: 78 RSA-algoritmen kandidater til en
Page 87 and 88: 80 RSA-algoritmen - → 00 F → 06
Page 89 and 90: 82 RSA-algoritmen Det første vi g
Page 91 and 92: 84 RSA-algoritmen Da der for M i RS
Page 93 and 94: 86 RSA-algoritmen (og Alice) har f
Page 95 and 96: 88 RSA-algoritmen Dette tal kan udr
Page 97 and 98: 90 RSA-algoritmen universiteterne o
Page 99 and 100: 92 RSA-algoritmen mindelig (ind)kry
Page 101 and 102: 94 RSA-algoritmen på at modbevise
Page 103: 96 RSA-algoritmen efterlader os med
Page 107 and 108: 100 RSA-algoritmen Opgave 68 I afsn
Page 109 and 110: 102
Page 111 and 112: 104 Afsluttende essay-opgave og udv
Page 113 and 114: 106 Afsluttende essay-opgave hensyn
Page 115 and 116: 108
Page 117: 110 Litteratur New Trends in the Hi
show all

RSA og den heri anvendte matematiks historie - Institut for Natur ...

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?