Einführung in die Algebra Vorlesungsunterlagen Erhard Aichinger ...

26 1. RECHNEN IN DEN GANZEN ZAHLEN
Beweis:
• 1. Fall: ggT (a, pq) = 1: Wir wissen ja, dass a p−1 ≡ 1 (mod p) gilt
(Satz von Euler), daher gilt auch (a p−1 ) (q−1)·s ≡ 1 (mod p). Somit ist p
ein Teiler von a (p−1)·(q−1)·s − 1 und damit auch von a (p−1)·(q−1)·s+1 − a.
Ebenso zeigen wir
Damit gilt insgesamt:
q | a (p−1)·(q−1)·s+1 − a.
pq | a (p−1)·(q−1)·s+1 − a.
• 2. Fall: ggT (a, pq) = p: Da der ggT (a, q) = 1 ist, gilt mit dem Satz von
Euler a q−1 ≡ 1 (mod q) , und somit a (q−1)·(p−1) ≡ 1 (mod q). Das heißt
q | a (q−1)·(p−1)·s − 1.
Wir wissen ja, dass p | a. Daher gilt p · q | ( a (q−1)·(p−1)·s − 1 ) · a.
• 3. Fall: ggT (a, pq) = q: Beweis genauso wie im 2. Fall.
• 4. Fall: ggT (a, pq) = p · q: Dann ist zu zeigen, dass 0 ≡ 0 ( mod pq).
Übungsaufgaben 1.40.
(1) Sei n = p 1 · p 2 · · · · · p k , wobei die p i lauter verschiedene Primzahlen sind, und
sei s ∈ N. Zeigen Sie, dass für alle a ∈ Z gilt:
a 1+s·∏k
i=1 (pi−1) ≡ a (mod n) .
Versuchen wir nun, D und E zu finden: Seien p, q Primzahlen, und sei k ∈ Z mit
ggT (k, (p − 1) · (q − 1)) = 1. Dann definieren wir E durch
Wir bestimmen ein t ∈ Z, sodass
und definieren D durch
E : Z pq → Z pq
x ↦→ x k .
k · t ≡ 1 (mod (p − 1) · (q − 1)) ,
D : Z pq → Z pq
x ↦→ x t .
Nun ist D zu E invers, d.h. D (E (x)) = ( x k) t
= x 1+s(p−1)·(q−1) = x.
Der Entwerfer des Systems gibt n = p · q und k öffentlich bekannt. Die für das
Entschlüsseln notwendige Zahl t wird geheimgehalten und nicht weitergegeben.
Ein unberechtigter Entschlüsseler wird versuchen, aus p · q und k das geheime t
zu rekonstruieren. Zur Bestimmung des geheimen Decodierschlüssels t müßte er
folgende Kongruenz lösen:
k · t ≡ 1 (mod (p − 1) · (q − 1)) .
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