Episode I

Alice és Bob

. rész: Nem Miller-Rabin-tanúk csoportja nem prímhatványok esetén

Legyen n egy tetszőleges 1-nél nagyobb páratlan szám, amelynek legalább két egymástól különböző prímtényezője is van, azaz nem prímhatvány. Képezzük azt az e\geq 1 kitevőt és k\geq 1 páratlan számot, amelyekre teljesül az alábbi:

n-1=2^e\cdot k

Ekkor létezik legalább egy olyan j kitevő a \{0; 1;2; \ldots ; e-1\} számok között, amelyekhez külön-külön találhatók olyan x egész számok, hogy teljesül az alábbi kongruencia:

x^{2^j}\equiv -1\pmod n

Jelöljük az ilyen kitevők közül a legnagyobbat j_{\text{max}}-szal, és legyen H_n azon [a]_n maradékosztályok halmaza, amelyek esetén az a^{2^{j_{\text{max}}}k} hatvány 1-gyel vagy -1-gyel kongruens modulo n, azaz:

a^{2^{j_{\text{max}}}k} \equiv \pm 1\pmod n

Ekkor H_n-re igazak az alábbiak:

  1. A H_n halmaz minden eleme redukált maradékosztály. Másként fogalmazva H_n részhalmaza a (\Z/n\Z)^{\times} multiplikatív csoportnak, azaz H_n\sube (\Z/n\Z)^{\times}.
  2. A H_n halmaz ezen felül a (\Z/n\Z)^{\times} multiplikatív csoport egy részcsoportja, azaz H_n\leq (\Z/n\Z)^{\times}.
  3. A H_n részcsoport tartalmazza az összes NEM Miller-Rabin-tanút.
  4. A H_n egy valódi részcsoport, azaz létezik olyan modulo n redukált maradékosztály, amely nincs benne H_n-ben.
Kapcsolódó oldal:
Érintő - Elektronikus Matematikai Lapok