Generators of finite cyclic groups play important role in many cryptographic algorithms like public key ciphers, digital signatures, entity identification and key agreement algorithms. The above kinds of cryptographic algorithms are crucial for all secure communication in computer networks and secure information processing (in particular in mobile services, banking and electronic administration). In the paper, proofs of correctness of two probabilistic algorithms (for finding generators of finite cyclic groups and primitive roots) are given along with assessment of their average time computational complexity.
Praca stanowi obliczeniowe studium dwóch podstawowych obiektów matematycznych: liczb pierwszych i wielomianów nieprzywiedlnych pod kątem zastosowań w telekomunikacji. Oba z wymienionych obiektów pełnią podobną, podstawową rolę w teorii ciał skończonych, teorii kodowania i kryptografii. Duża część rozprawy obejmuje oryginalne wyniki autora dotyczące najmniejszych niereszt kwadratowych, najmniejszych pierwiastków pierwotnych modulo liczba pierwsza lub potęga liczby pierwszej oraz wybranych własności wielomianów nieprzywiedlnych. Autor pokazuje, jak można je wykorzystać do projektowania generatorów pseudolosowych i szyfrów. Jednym z przykładów zastosowań przywiedzionych w rozprawie jest modyfikacja algorytmu A5/1 wykorzystywanego w komunikacji GSM w celu poprawy jego mocy kryptograficznej.
EN
This dissertation is a numerical study of two basic mathematical objects, prime numbers and irreducible polynomials, in terms of telecommunications applications. The above-mentioned objects play a similar, basic role in finite fields theory, coding theory and cryptography. A large part of the dissertation contains author's original results, concerning the least quadratic non-residues, least primitive roots of a prime or a prime power, as well as some selected properties of irreducible polynomials. The author shows how the theory can be applied in designing pseudorandom generators and stream ciphers. An example is presented - how to modify the A5/1 encryption algorithm, used in GSM communication, to improve its cryptographic strength.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper we derive a conditional formula which allows to compute the natural density of prime numbers with a given least prime primitive root modulo 1p and compare theoretical results with the numerical evidence. We also illustrate graphically these densities as functions of the upper limit x for primes below x.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
We examine Pepin’s test for the primality of the Fermat numbers Fm = 22m + 1 for m = 0, 1, 2, . . . . We show that Dm = (Fm - 1)/2 - 1 can be used as a base in Pepin’s test for m > 1. Some other bases are proposed as well.
Omówiono podstawowe zasady projektowania generatorów kongruencyjnych liczb pseudolosowych, ze szczególnym uwzględnieniem generatorów afinicznych i inwersyjnych.
EN
Basic principles of design of congruential generators of pseudorandom numbers are discussed in the paper with special emphasis given to affine and inverse generators.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents some hypotheses and theorems concerning the least primitive roots modulo prime number, particularly the hypotheses about mean value of the least primitive root and order of its value. The verification of these hypotheses was done by a computer for numbers less then 2 · 10 9.
PL
W pracy przedstawiono niektóre hipotezy oraz twierdzenia dotyczące najmniejszych pierwiastków pierwotnych modulo liczba pierwsza, w szczególności hipotezy o średniej wartości najmniejszego pierwiastka pierwotnego oraz jego rzędzie wielkości. Prawdziwość tych hipotez została sprawdzona za pomocą badań komputerowych dla wszystkich liczb pierwszych, mniejszych od dwóch miliardów.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW