半素数

✍ dations ◷ 2025-08-02 22:53:41 #整数数列,密码学,素数

数学中,两个素数的乘积所得的自然数我们称之为半素数(也叫双素数,二次殆素数)。开始的几个半素数是4, 6, 9, 10, 14, 15, 21, 22, 25, 26, ... (OEIS中的数列A001358)它们包含1及自己在内合共有3或4个约数。

比100小的半素数有:

不是平方数的半素数被称为离散、特异或非平方半素数,包括:

半素数是 k = 2 {\displaystyle k=2} k {\displaystyle k} 次殆素数(有且仅有 k {\displaystyle k} 个素因数的数)。但是有些数列将“半素数”解释为一种更加宽泛的数,即最多有两个素因数的数,包括:

除了自己本身外,半素数没有其他合数因数。例如,1、2、13及26是半素数26的因数,其中只有26是合数。

对于非平方半素数 n = p q {\displaystyle n=pq} p q {\displaystyle p\neq q} ),其欧拉函数的值 φ ( n ) {\displaystyle \varphi (n)} (小于或等于 n {\displaystyle n} 的正整数中与 n {\displaystyle n} 互质的数的数目)可以用简单的公式表达:

这个公式是RSA加密算法半素数应用的重要部分。对于一个平方半素数,该公式又会简化为:

半素数在密码学和数论中非常有用,最显著的例子的是RSA加密算法和随机数发生器等公开密钥加密应用。这些应用的基本原理是,计算两素数相乘结果(一个半素数)的过程简单,而反过来整数分解大半素数则比较困难。简单的来说,虽然35很容易就可以被分解成5×7,但是要想分解很大的半素数就不是那么容易了。RSA加密算法中有一个称为RSA-2048的半素数,有2,048位元,十进制有617位,RSA曾经公开悬赏200,000美元,给予成功将RSA-2048约数分解的人,迄2007年活动终止,未有人挑战成功领取悬赏。

1974年,阿雷西博信息通过无线电信号被发向星团。其由1679个二进制数字组成,这些数字的用意是让接收方将信息解析成位图图像。选择数字 1679 = 23 73 {\displaystyle 1679=23\cdot 73} 是因为其是一个半素数,只存在一种构成矩形图像的可能(up to 图像平面的旋转和反射)。

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