A 2kβ Algorithm for Euler function 𝜙(n) Decryption of RSA

Sang-Un Lee · Journal of the Korea Society of Computer and Information · 2014

대표적인 공개키 암호방식인 RSA에 사용되는 합성수 n=pq의 큰자리 소수 p,q를 소인수분해하여 구하는 것은 사실상 불가능하다. 공개키 e와 합성수 n은 알고 개인키 d를 모를 때, ${\phi}(n)=(p-1)(q-1)=n+1-(p+q)$ 을 구하여 $d=e^{-1}(mod{\phi}(n))$ 의 역함수로 개인키 d를 해독할수 있다. 따라서 ${\phi}(n)$ 을 알기위해 n으로부터 p,q를 구하는 수학적 난제인 소인수분해법을 적용하고 있다. 소인수분해법에는 n/p=q의 나눗셈 시행법보다는 $a^2{\equiv}b^2(mod\;n)$ , a=(p+q)/2,b=(q-p)/2의 제곱합동법이 일반적으로 적용되고 있다. 그러나 다양한 제곱합동법이 존재함에도 불구하고 아직까지도 많은 RSA 수들이 해독되지 않고 있다. 본 논문은 ${\phi}(n)$ 을 직접 구하는 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 $2^j{\equiv}{\beta}_j(mod\;n)$ , $2^{{\gamma}-1}$ < n < $2^{\gamma}$ , $j={\gamma}-1,{\gamma},{\gamma}+1$ 에 대해 $2^k{\beta}_j{\equiv}2^i(mod\;n)$ , $0{\leq}i{\leq}{\gamma}-1$ , $k=1,2,{\ldots}$ 또는 $2^k{\beta}_j=2{\beta}_j$ 로 ${\phi}(n)$ 을 구하였다. 제안된 알고리즘은 $n-10{\lfloor}{\sqrt{n}}{\rfloor}$ < ${\phi}(n){\leq}n-2{\lfloor}{\sqrt{n}}{\rfloor}$ 의 임의의 위치에 존재하는 ${\phi}(n)$ 도 약 2배 차이의 수행횟수로 찾을 수 있었다. There is to be virtually impossible to solve the very large digits of prime number p and q from composite number n=pq using integer factorization in typical public-key cryptosystems, RSA. When the public key e and the composite number n are known but the private key d remains unknown in an asymmetric-key RSA, message decryption is carried out by first obtaining ${\phi}(n)=(p-1)(q-1)=n+1-(p+q)$ and then using a reverse function of $d=e^{-1}(mod{\phi}(n))$ . Integer factorization from n to p,q is most widely used to produce ${\phi}(n)$ , which has been regarded as mathematically hard. Among various integer factorization methods, the most popularly used is the congruence of squares of $a^2{\equiv}b^2(mod\;n)$ , a=(p+q)/2,b=(q-p)/2 which is more commonly used then n/p=q trial division. Despite the availability of a number of congruence of scares methods, however, many of the RSA numbers remain unfactorable. This paper thus proposes an algorithm that directly and immediately obtains ${\phi}(n)$ . The proposed algorithm computes $2^k{\beta}_j{\equiv}2^i(mod\;n)$ , $0{\leq}i{\leq}{\gamma}-1$ , $k=1,2,{\ldots}$ or $2^k{\beta}_j=2{\beta}_j$ for $2^j{\equiv}{\beta}_j(mod\;n)$ , $2^{{\gamma}-1}$ < n < $2^{\gamma}$ , $j={\gamma}-1,{\gamma},{\gamma}+1$ to obtain the solution. It has been found to be capable of finding an arbitrarily located ${\phi}(n)$ in a range of $n-10{\lfloor}{\sqrt{n}}{\rfloor}$ < ${\phi}(n){\leq}n-2{\lfloor}{\sqrt{n}}{\rfloor}$ much more efficiently than conventional algorithms.

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