X-Git-Url: https://bilbo.iut-bm.univ-fcomte.fr/and/gitweb/modelisationMathS3.git/blobdiff_plain/b4b8308e890b04add28f4a3991c9117d81908071..ce66af1c68a5fe38e96bb47ebe7ae138fb914f9d:/rsa.tex?ds=inline diff --git a/rsa.tex b/rsa.tex index fae4839..0316be6 100644 --- a/rsa.tex +++ b/rsa.tex @@ -24,8 +24,8 @@ Dans le cas où l'on utilise une clé de cryptage, on a le schéma présenté à la figure~\ref{Fig:schemageneral}. \begin{figure}[ht] \begin{center} -\includegraphics[scale=0.5]{schemacrypto.pdf} -%\includegraphics[scale=0.5]{schemacrypto.eps} +%\includegraphics[scale=0.5]{schemacrypto.pdf} +\includegraphics[scale=0.5]{schemacrypto.eps} \end{center} \caption{Schéma général d'une méthode de cryptage/décryptage}\label{Fig:schemageneral} \end{figure} @@ -205,11 +205,11 @@ On sait que $a\land b$ est $r_n$ le dernier reste non nul. On remonte les équations une à une en démarrant de (\ref{eq:def:rnm2}). \begin{eqnarray} r_{n} & = & r_{n-2} - r_{n-1} \times q_{n} \nonumber \\ - & = & r_{n-2} - (r_{n-3} - r_{n-2} \times q_{n-1}) \times q_{n} (\textrm{on remplace $r_{n-1}$ par sa def dans (\ref{eq:def:rnm3})}) \nonumber\\ - & = & r_{n-2}. (1 + q_{n-1}. q_{n}) - r_{n-3}. q_{n} (\textrm{factorisation})\nonumber \\ - & = & (r_{n-4} - r_{n-3} \times q_{n-2}). (1 + q_{n-1}. q_{n}) - r_{n-3}. q_{n}(\textrm{on remplace $r_{n-2}$ par sa def dans (\ref{eq:def:rnm4})}) \nonumber \\ + & = & r_{n-2} - (r_{n-3} - r_{n-2} \times q_{n-1}) \times q_{n} \textrm{ (on remplace $r_{n-1}$ par son expression tirée de (\ref{eq:def:rnm3})}) \nonumber\\ + & = & r_{n-2}. (1 + q_{n-1}. q_{n}) - r_{n-3}. q_{n} \textrm{ (factorisation)}\nonumber \\ + & = & (r_{n-4} - r_{n-3} \times q_{n-2}). (1 + q_{n-1}. q_{n}) - r_{n-3}. q_{n}\textrm{ (on remplace $r_{n-2}$ par son expression tirée de (\ref{eq:def:rnm4})}) \nonumber \\ & \vdots & \nonumber \\ -& = & \ldots (\textrm{on remplace $r_{1}$ par sa def dans (\ref{eq:def:r1})}) \nonumber\\ +& = & \ldots \textrm{ (on remplace $r_{1}$ par son expression tirée de (\ref{eq:def:r1})}) \nonumber\\ & = &ax + by \nonumber \end{eqnarray} \end{Proof} @@ -257,9 +257,10 @@ Si $p$ et $q$ sont deux nombres premiers distincts alors l'égalité suivante permet de trouver le valeur de la fonction d'Euler en un seul produit: \begin{equation} -\varphi(pq)=(p-1)(q-1) \label{FEuler} +\varphi(pq)=(p-1)(q-1). \label{FEuler} \end{equation} \end{Prop} + \begin{Exo}[Preuve de l'expression d'Euler] On doit compter le cardinal des nombres de $\{1, 2, . . . , pq -1\}$ qui sont premiers avec $pq$. @@ -277,6 +278,9 @@ premiers avec $pq$. + + + %Refaire cet exo avec 27x +8y = 1 \begin{Exo} L'objectif est de résoudre l'équation $(E)$ $405x -120y =15$ @@ -293,9 +297,42 @@ d'inconnues $x$ et $y$. +\begin{Exo} + Soit $p$ un nombre premier. +\begin{enumerate} +\item Calculer $\varphi(p^2)$. +\item Est-ce que RSA fonctionnerait aussi avec l'entier $n = p^2$ à la place de $n=pq$? +\end{enumerate} +\end{Exo} + +\begin{Exo} +On considère l'algorithme suivant: +on choisit deux nombres premiers $p$ et $q$ +distincts tels que +$p \equiv 2 [3]$ et $s \equiv 2 [3]$. +Soit $n = pq$. +Alice veut envoyer un message à Bob. +Comme dans RSA, son message est un nombre $m \in \ \{1, . . . , n - 1\}$ +tel que $m \land n = 1$ +Le message codé d'Alice est le résultat $a= m^3[n]$. +Bob décode $a$ en calculant +\[ +m' \equiv a^{d} [n] \textrm{ où $d=\dfrac{2(p-1)(q-1)+1}{3}$} +\] +Normalement $m$ doit être égal à $m'$. + +\begin{enumerate} +\item Choisir $p=11$, $q=17$, $m=4$ puis construire le message codé ainsi que le message décodé. +\item Montrer que $d$ est toujours un entier. +\item Expliquer pourquoi $a$ et $m'$ ne sont pas divisibles par $n$. +\item Montrer que Bob a bien décodé le message d’Alice. +\end{enumerate} + +\end{Exo} \begin{Exo}[Sujet du bac S Liban 2005] -On rappelle le résultat suivant appelé petit théorème de Fermat. +On rappelle le résultat suivant appelé le corollaire du +petit théorème de Fermat. \emph{Si $p$ est un nombre premier et $a$ un entier non divisible par $p$, alors $a^{p-1}-1$ est un multiple de $p$.} @@ -332,7 +369,7 @@ $g(f(a))=a$ . Que peut-on dire de $f(g(a))=a$? -\section{Arithmétique modulaire} +\section{Congruence modulo} \begin{Def}[Congruence modulo] Soit $a$ et $b$ deux entiers relatifs. @@ -358,7 +395,7 @@ Démontrer la proposition précédente. \end{Exo} \begin{Prop} -Soit deux entiers naturels $a$ et $n$ tels que $a< n$. +Soit deux entiers naturels $a$ et $n$ tels que $1< a< n$. Si $a$ et $n$ sont premier entre eux, alors il existe un unique $x \in \{1, \dots, n-1\}$ tel que $ax \equiv 1[n]$. @@ -368,10 +405,42 @@ que $ax \equiv 1[n]$. \begin{itemize} \item[\textbf{Existence.}] Comme $a$ et $n$ sont premiers entre eux, d'après le théorème de Bézout, -il exite $x$ et $y$ entiers tels que +il existe $x$ et $y$ entiers tels que $ax+ny = 1$, soit encore $ax \equiv 1[n]$. +\item [\textbf{Unicité.}] +Supposons qu'il existe une seconde solution $x'\in \{1, \dots, n-1\}$ telle que +$ax' \equiv 1[n]$. Donc $a(x-x') \equiv 0[n]$. Or $n$ est premier avec $a$. +D'après le théorème de Gau{\ss}, $n$ divise donc $x-x'$. +Or $x-x'\in \{-n+2,-n+3,\dots,-1,0,1, \dots, n-2\}$. Le seul nombre divisible par $n$ est 0 et donc $x=x'$. \end{itemize} \end{Proof} +\begin{Exp} +Trouvons les nombres $x$ tels que $7x+11$ soit multiple de 36. Dit autrement, +résoudre l'équation $7x \equiv -11 [36]$. + +On cherche un \og inverse \fg{} de 7 c.-à-d. un nombre $t$, $1 < t < 35$ +tel que $7t \equiv 1 [36]$. +Soit à résoudre $7t \equiv 1 [36]$ qui revient à trouver $t$ et $u$ tels +que $7t -36u = 1$, soit encore les coefficient de Bézout relatifs à +(7 et 36). On trouve successivement +\begin{eqnarray*} +36 & = & 7 \times 5 +1 \\ +7 & = & 7 \times 1 + 0 \\ +& \textrm{et donc}&\\ +1 & = & 36 - 7 \times 5 +\end{eqnarray*} +et donc $t = -5$ (et $u=-1$). +On en déduit $7x \equiv -11 [36]$ est équivalent à +$(-5).7x \equiv (-5).-11 [36]$ soit encore +$x \equiv 55 [36] \equiv 19 [36]$. +\end{Exp} + +\begin{Exo} +Trouver les entiers relatif $x$ tels que +$261x +2$ soit multiple de 305. +\end{Exo} + + \begin{Exo} \begin{enumerate} @@ -380,18 +449,105 @@ il exite $x$ et $y$ entiers tels que $35k +r \equiv 3r [11]$. \item $n$ étant un entier naturel, quels sont les restes possibles dans la division de $3^n$ par 11? -\item Trouvez pour quelles valeurs de $n$, $3n + 7$ est divisible par 11 +\item Trouvez pour quelles valeurs de $n$, $3^n + 7$ est divisible par 11. \end{enumerate} \end{Exo} -% cf TD maths discrète; -% Corollaire 7.6 du chap RSA -% unicité de la clef de décodage +\begin{Exo} +On se place dans le contexte de cryptographie par RSA. +Démontrer que si la clé d'encryptage est $e < \varphi(n)$, alors +il existe une unique clé de décodage entre 1 et $\varphi(n)$. +\end{Exo} + +\begin{Prop}[Théorème d'Euler]\label{th:Euler} +Soit $n \in \N^*$ et $m$, $mq$. On définit $t = \frac{p+q}{2}$ et $s = \frac{p-q}{2}$. +Montrer que +\begin{enumerate} +\item le produit $n = pq = t^2 - s^2$; +\item l'entier $t$ est légèrement supérieur à la racine carrée de $n$ et que $s $ est petit; +\item l'on peut utiliser ces informations pour factoriser $n$ c.-à-d. retrouver $p$ et $q$; +\item Factoriser 9623827 et 343570291. % res=2953*3259 res = 17729*19379 +\end{enumerate} +\end{Exo} + +% \section{Conclusion} +% cf SMATH paragraphe applications p 223. \ No newline at end of file