NexTutor
Wirtualne laboratorium/Matematyka/Kryptografia/Arytmetyka modularna — zegar

Arytmetyka modularna — zegar

Arytmetyka modularna „zawija" liczby na okrąg, jak wskazówka zegara. Zmieniaj moduł i liczbę, zobacz resztę z dzielenia — fundament kryptografii.

Matematyka · Kryptografia · Arytmetyka modularna — zegar
Moduł nn12
Liczba aa9
W arytmetyce modulo 12 (jak na zegarze) wynik 15mod1215 \bmod 12 to…
moduł n
12
liczba a
9
okrążenia q
0
reszta a mod n
9

Co się właśnie stało?

Wskazówka przeszła aa kroków wokół tarczy o nn pozycjach. Za każdym razem, gdy dobije do końca, wraca na start — liczy się tylko to, gdzie ostatecznie stanie. Ta pozycja to reszta z dzielenia.

Definicja — reszta modulo:

amodn=r,a=(a÷n)n+r,0r<na \bmod n = r,\qquad a = (a \div n)\cdot n + r,\qquad 0 \le r < n

Mówimy, że ar(modn)a \equiv r \pmod{n} („a przystaje do r modulo n"), gdy aa i rr dają tę samą resztę z dzielenia przez nn. Krótko: różnią się o wielokrotność nn.

Analogia zegara:

Zegar 12-godzinny liczy modulo 12. Godzina 15:00 to 15mod12=315 \bmod 12 = 3, czyli 3:00 po południu — jedno pełne okrążenie tarczy plus 3 godziny. Tak samo 27mod12=327 \bmod 12 = 3 (dwa okrążenia i 3).

Po co to w kryptografii?

Szyfr Cezara przesuwa litery modulo 26 (alfabet „zawija się" z Z na A). RSA i wymiana kluczy Diffiego–Hellmana opierają się na potęgowaniu modulo dużej liczby — działania na okręgu reszt są odwracalne tylko dla znającego klucz. Bez arytmetyki modularnej nie ma nowoczesnego szyfrowania.

Po co Ci to na maturze:

Zadania z resztami, podzielnością i cyklicznością (np. „jaki dzień tygodnia za 100 dni", ostatnia cyfra potęgi) rozwiązujesz jednym chwytem: policz amodna \bmod n. Wypisz nn, policz resztę — reszta rządzi całym cyklem.

Zapamiętaj: amodna \bmod n to reszta z dzielenia — liczba na okręgu nn pozycji, gdzie 0r<n0 \le r < n. To fundament kryptografii.

Model poglądowy · Wirtualne laboratorium NexTutor

Najczęstsze pytania

Ile wynosi 15 mod 12?

3 — tak jak 15:00 to 3:00 po południu; reszta z dzielenia 15 przez 12.

Do czego służy arytmetyka modularna?

To podstawa kryptografii (szyfr Cezara, RSA) i teorii liczb — działania na resztach.

Powiązane eksperymenty