ВВЕДЕНИЕ 3
1. Постановка задачи 5
2. Классификация алгоритмов тестирования чисел на простоту 6
2.1. Вероятностные алгоритмы с односторонней ошибкой 6
2.2. Алгоритмы с вероятностным временем выполнения 8
2.3. Детерминированные алгоритмы 9
3. Теория эллиптических кривых 10
3.1. Число точек эллиптической кривой 10
3.2. Метод Шуфа для вычисления порядка эллиптической кривой 12
3.3. Доказательство простоты при помощи эллиптических кривых 15
4. Алгоритм Гольдвассер-Килиана 16
5. Практическая реализация алгоритма 19
5.1. Статистика при различной длине входных значений 19
5.2. Особенность алгоритма и возможные улучшения 21
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 24
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 25
Приложения должны быть в работе, но в данный момент отсутствуют
Бурное развитие информационных и коммуникационных технологий повышает актуальность проблемы информационной безопасности. В связи с этим требуется разработать ряд новых методов и средств, направленных на обеспечение информационной безопасности. Следовательно, требуется комплексный подход для надежного обеспечения информационной безопасности. Другими словами, возникает необходимость эффективного использования правовых, организационных и инженерно-технических обеспечений защиты информации.
В частности, криптографические методы играют важную роль в защите информации. Сегодня широко используется криптографические системы защиты информации. Все эти криптографические системы работают на основе криптографического алгоритма. В настоящее время в качестве основы для многих криптографических стандартов берутся алгоритмы RSA и Эль-Гамаль. Эти алгоритмы основаны на задаче факторизации и дискретном логарифмировании в конечном поле. Для шифрования данных и создания электронной цифровой подписи в обоих алгоритмах используются 1024-битные и большие простые числа. Таким образом, генерирование и работа с большими простыми числами стали одним из главных вопросов в криптографии. В общем, причиной широкого использования простых чисел в криптографии является трудность обнаружения этих чисел.
Целью работы является реализация алгоритма Гольдвассера-Килиана для проверки чисел на простоту в среде Visual Studb 2015 на языке C++ и проведение сравнительного анализа на разных входных данных.
План работы:
1. Изучение литературы. Сбор информации о проблеме тестирования чисел на простоту. Изучение алгоритмов факторизации и теории эллиптических кривых над конечными полями.
2. Реализация вспомогательного класса - многочлен в конечном поле на языке C++.
3. Реализация класса - арифметические операции на эллиптических кривых для точек, представленных в виде многочленов в конечном поле.
4. Реализация алгоритма факторизации - метод квадратичного решета.
5. Реализация алгоритма Шуфа для нахождения порядка эллиптической кривой.
6. Реализация алгоритма Гольдвассера-Килиана.
7. Проведение исследований характеристик выполнения алгоритма (скорость работы в различных ситуациях, сложность реализации).
Объектом исследования является алгоритм тестирования чисел на простоту Гольдвассера-Килиана.
Предметом исследования является реализация, обоснование и сравнительный анализ этого алгоритма.
На основе проведенных качественных и численных оценок можем утверждать, что реализация алгоритма Гольдвассер-Килиана с немодифицированным алгоритмом Шуфа для подсчета количества точек на эллиптической кривой является не таким эффективным, так как в этом случае мы получаем просадки в скорости работы уже для чисел размерности больше 100 бит. Но можно на порядок продвинуть эту границу, реализовав модификацию алгоритма Шуфа - Шуфа-Элкиса-Аткина.
В общем итоге мы достигли поставленных целей реализации, попутно объяснив принципы, на которых построен алгоритм Гольдвассер-Килиана. Также пришли к значимым выводам, что данный алгоритм при реализации дополнительных модификаций является довольно эффективным тестом. При этом заметим, что, реализовав модификацию алгоритма Шуфа, его можно использовать для генерации параметров эллиптических кривых.
1. Ишмухаметов Ш.Т. Методы факторизации натуральных чисел: учебное пособие / Ш.Т. Ишмухаметов.- Казань: Казан. ун. 2011.- 190 с.
2. Бахтияров И.М. Реализация на компьютере и исследование эффективности арифметических операций на эллиптических кривых: курсовая работа / И.М. Бахтияров. - Казань: КФУ 2016.- 58 с.