Теория чисел

Теория чисел изучает целые числа и арифметические структуры, построенные на них: делимость, простые числа, сравнения по модулю и решения уравнений в целых числах. Например, сравнение по модулю описывает остаток и позволяет формализовать периодические закономерности вроде дней недели.

В классическом изложении различают элементарные, алгебраические и аналитические методы; криптография использует лишь часть результатов, поэтому теорию чисел нельзя сводить к RSA.

100%
Теория чисел

Описание темы «Теория чисел» под заголовком

Простые числа

Простое число — натуральное число больше единицы, имеющее ровно два положительных делителя: единицу и само себя. Простые числа служат множителями в разложении целых чисел; их поиск, проверка простоты и распределение являются отдельными задачами теории чисел.

Карта темы «Простые числа»

Делимость

Свойства деления целых чисел. НОД (алгоритм Евклида, ~300 до н.э.), НОК. Основная теорема арифметики: любое число разложимо на простые множители единственным способом. Признаки делимости: на 2 (последняя цифра чётная), на 3 (сумма цифр), на 9.

Карта темы «Делимость»

Сравнения по модулю

a ≡ b (mod m) если m | (a−b). Малая теорема Ферма: a^p ≡ a (mod p) для простого p. Китайская теорема об остатках (решение систем сравнений). Применение: RSA-криптография (1977, Ривест-Шамир-Адлеман), хеш-функции.

Карта темы «Сравнения по модулю»

Малая теорема Ферма

Если p простое и gcd(a, p) = 1, то aᵖ⁻¹ ≡ 1 (mod p). Fermat, 1640. Следствие: aᵖ ≡ a (mod p) для любого a. Применение: быстрое возведение в степень по модулю, тест простоты. Обобщение: теорема Эйлера для φ(n). Основа RSA-криптографии.

Карта темы «Малая теорема Ферма»

Китайская теорема об остатках

Система сравнений x ≡ aᵢ (mod nᵢ) имеет единственное решение по модулю N = ∏nᵢ, если nᵢ попарно взаимно просты. Происхождение: Sun Tzu, III век. Алгоритм: расширенный Евклид. Применение: ускорение RSA, календарные вычисления, секретное разделение (Shamir).

Карта темы «Китайская теорема об остатках»

Математика
Математика