密码学的抽代基础总结

整理一下密码学常用的抽代知识。分成两个部分:基本框架、重要内容。

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基本框架和语言

几个重要术语:代数结构、子结构、同态、商结构

在线性代数中对应:线性空间、子空间、线性映射、商空间

代数结构 子结构 同态 商结构
子群 群同态 正规子群->商群
子环 环同态 理想->商环
子域 /(同上) /(同上)
线性空间 子空间 线性映射 商空间

直积(直和)、生成子集对应线性代数中的直和、基。

其他重要内容

群、环

  • 拉格朗日定理——费马小定理、欧拉定理
  • 同构第一定理——$\mathbb{Z}_{N} \cong \mathbb{Z}/N\mathbb{Z}$(模运算)、中国剩余定理
  • 循环群——离散对数问题
  • 多项式环——NTRU、多变量公钥
  • 一些概念:整环、除环、域、主理想、素理想、极大理想…

  • 素域、域的特征

  • 由整环构造域:分式域、$R/M$ ( $PID$ 中 $R/(p)$ )

  • 域的分类:按元素个数分为有限域、无限域,可用特征区分

  • 域的扩张:代数扩张与有限扩张、超越扩张与无限扩张

  • 多项式的分裂域,例如 $\mathbb{R}$ 上 $x^2+1$ 的分裂域,$x^n - 1$ 的分裂域。

  • 有限域的结构:子域格、$\mathbb{F}_q$ 作为向量空间,$\mathbb{F}_q$ 作为分裂域、本原元

  • 一般有限域的结论(与$\mathbb{F}_p$类似):费马小定理、欧拉定理、Wilson定理…

  • 有限域上的运算、元素的表示

  • 本原多项式——LFSR相关理论、周期计算等

文章作者: 随缘(su1yu4n)
文章链接: https://su1yu4n.github.io/2022/04/06/密码学的抽代基础总结/
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