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暗号理論の問題

難易度 1教科書の例題レベル大学数学 暗号理論

英字 文字を と数に対応させます。整数 (、)を鍵とするアフィン暗号

で、1 文字ずつ暗号化します。暗号文の文字は、 を 以上 以下の整数で表したものです。

この暗号で、平文の文字 は に、平文の文字 は に暗号化されました。鍵 を求めてください。

この問題で使うもの

この問題を解けるようになるまで(24 技能)

ヒント

行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。

ヒント 1

アフィン暗号の「平文と暗号文の組 2 つから鍵を決める」方法を使います。文字を数に直し、 についての連立合同式をつくりましょう。

ヒント 2

と を引き算して を消すと、 の形になります。 を拡張ユークリッドの互除法で求めましょう。

ヒント 3

引き算すると となり、 なので です。両辺に を掛けて を求め、それを に代入して を求めます。

答えと解説

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解説を読む

手順 1:文字を数に直して連立合同式をつくる

です。 より、次の 2 つの式が成り立ちます。

手順 2: を消去する

より

手順 3: を求める

なので、 には法 での逆元があります。互除法を行うと

となります。これを逆にたどると


となります。よって であり、 です(確認:)。

手順 4: を求める

手順 2 の式の両辺に を掛けると

となります。 より です。 なので、鍵の条件も満たしています。

手順 5: を求める

に を代入すると

となり、 より です。

確認

  • なので になります。
  • なので になります。

どちらも条件と一致します。

よって、鍵は です。

別解

E=4, W=22, T=19, F=5 なので、、。
辺々を引くと 。
で、 より 。よって 。 なので鍵として適する。
。
検算: (W)、(F)で一致する。
したがって 。

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