Naslov Primitivni korijeni
Naslov (engleski) Primitive roots
Autor Marija Milković
Mentor Zrinka Franušić (mentor)
Član povjerenstva Zrinka Franušić (predsjednik povjerenstva)
Član povjerenstva Aleksandra Čižmešija (član povjerenstva)
Član povjerenstva Matija Bašić (član povjerenstva)
Član povjerenstva Pavle Pandžić (član povjerenstva)
Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj Sveučilište u Zagrebu Prirodoslovno-matematički fakultet (Matematički odsjek) Zagreb
Datum i država obrane 2022-03-03, Hrvatska
Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana PRIRODNE ZNANOSTI Matematika
Sažetak Prema Eulerovom teoremu za relativno proste brojeve \(a\in \mathbb{Z}\)i \(n\in \mathbb{N}\) vrijedi \(a^{\varphi(n)}\equiv 1 \pmod n\). Najmanji prirodni broj \(d\) sa svojstvom da je \(a^d\equiv1 \pmod n\) zove se \(red\) od \(a\) modulo \(n\). Ako je \(d=\varphi(n) \), \(a\) se naziva primitivni korijen modulo \(n\), a skup \(\{a^1, a^2, \ldots, a^{\varphi(n)}\} \) čini reducirani sustav ostataka modulo \(n\). To povlači da je \(\mathbb{Z}_n^*\) ciklička grupa, pri čemu je \(a\) generator te grupe. Ne postoji primitivni korijen modulo \(n\) za svaki prirodan broj \(n\). Pokazuje se da primitivni korijen modulo \(n\) postoji ako i samo ako je \(n=2, 4, p^k\) ili \(n=2p^k\), pri čemu je \( p\) prost broj i \(k\in \mathbb{N}\). S obzirom da \(\{a^0, a^1, \ldots, a^{\varphi(n)-2}\}\) čini reducirani sustav ostataka modulo \(n\), to nam omogućava definiciju indeksa (diskretnog logaritma) od a u odnosu na primitivni korijen modulo \(n\). Ako je \(y\in\mathbb{Z}\) relativno prost s \(n\), tada je index od \(y\) s obzirom na a modulo \(n\) jednak \(x\in \{0, 1, \ldots, \varphi(n)-1\}\) za koji je \(y\equiv a^x\pmod n\). Indeksi imaju svojstva koja su slična onima za logaritme pri čemu se jednakosti zamjenjuju kongruencijama modulo \(\varphi(n) \). U radu su opisane i neke primjene primitivnih korijena i diskretnog logaritma kao što su rješavanje polinomijalnih i eksponencijalnih kongruencija, testovi prostosti i protokol za razmjenu ključeva koji se koristi u kriptografiji..
Sažetak (engleski) According to Euler’s theorem, for relatively prime numbers \(a\in \mathbb{Z}\) and \(n\in \mathbb{N}\), it holds that \(a^{\varphi(n)}\equiv 1 \pmod n\). The smallest natural number \(d\) with the property \(a^d\equiv1 \pmod n\) is called the order of \(a\) modulo \(n\). If \(d=\varphi(n) \), then \(a\) is called a primitive root modulo \(n\) and the set \(\{a^1, a^2, \ldots, a^{\varphi(n)}\} \) forms a reduced system of residues modulo \(n\). This implies that \(\mathbb{Z}_n^*\) is a cyclic multiplicative group, where the primitive root \(a\) is its generator. A primitive root modulo \(n\) does not exist for every natural number \(n\). It is shown that a primitive root modulo \(n\) exists if and only if \(n=2, 4, p^k\) or \(n=2p^k\), where \( p\) is a prime number and \(k\in \mathbb{N}\). Considering that \(\{a^0, a^1, \ldots, a^{\varphi(n)-2}\}\) is a reduced system of residues modulo \(n\), it leads to a definition of the index (discrete logarithm). If \(y\in\mathbb{Z}\) is relatively prime to \(n\), then the index of \(y\) to the base a modulo \(n\) equals \(x\in \{0, 1, \ldots, \varphi(n)-1\}\) such that \(y\equiv a^x\pmod n\). Indices have many properties similar those of logarithms where equalities are replaced with congruences modulo \(\varphi(n) \). In this graduate thesis, some applications of primitive roots and discrete logarithms are described, such as solving polynomial and exponential congruences, primality testing, and the key exchange protocol which is used in cryptography.
Ključne riječi
Eulerov teorem
red od a modulo n
ciklička grupa
diskretni logaritam
polinomijalne kongruencije
eksponencijalne kongruencije
kriptografija
Ključne riječi (engleski)
Euler's theorem
order of a modulo n
cyclic multiplicative group
discrete logarithm
polynomial congruences
exponential congruences
cryptography
Jezik hrvatski
URN:NBN urn:nbn:hr:217:024300
Studijski program Naziv: Matematika; smjerovi: nastavnički Smjer: nastavnički Vrsta studija: sveučilišni Stupanj studija: diplomski Akademski / stručni naziv: magistar/magistra edukacije matematike (mag. educ. math.)
Vrsta resursa Tekst
Način izrade datoteke Izvorno digitalna
Prava pristupa Otvoreni pristup
Uvjeti korištenja
Datum i vrijeme pohrane 2022-03-29 12:04:28