Провести реконструкцію таємного обміну Шаміром


11

Схема секретного обміну Шаміром - це простий спосіб захисту секрету, розділивши його на кілька частин, необхідних для його реконструкції.

Ваше завдання полягає в тому, щоб здійснити реконструкцію «Таємного обміну Шаміра» над Кінцевим полем, визначеним основним рівнем 1928049029. Якщо у вас є сумніви щодо того, що це означає, просто запитайте або перегляньте арифметику Кінцевого поля та Кінцевого поля у Вікіпедії (більше ресурсів нижче).

Вхідні дані

Введення робиться за допомогою stdin. Спочатку приходить ціле число k, потім слідує k рядків. Кожен із цих рядків містить пару цілих чисел, x yякі представляють секрет. Іншими словами, f(x) = yв оригінальному поліномі, який використовувався для побудови секретів.

Кількість наданих секретів завжди достатня для побудови відповідного секрету.

Вихідні дані

Вихід для викреслення відтвореного секрету.

Приклади

Вхід:

5         
1 564797566
2 804114535
4 1354242660
6 1818201132
7 503769263

Вихід:

1234

Вхід:

7
1 819016192
2 1888749673
3 1737609270
4 365594983
5 1628804870
6 1671140873
7 492602992

Вихід:

456457856

Ресурси

Стаття у Вікіпедії

Папір

Кінцеве поле Джерело: Вікіпедія

Арифметика кінцевого поля Джерело: Вікіпедія

Поліном Лагранжа Джерело: Вікіпедія

Розділ про арифметику кінцевого поля

Відповіді:


4

баш, 271 ч

r () {
[$ {1/0 /}] && {r $ (($ 2% $ 1)) $ 1; ((t = u, u = v- $ 2 / $ 1 * u, v = t));}
}
читати
((N = 1928049029, n = 0))
під час читання x [$ n] y [$ n]
робити ((n ++))
зроблено
for ((i = n; z = (z + l)% N, i -;)) do
для ((j = n, l = y [i]; j -;)) зробити
((u = 0, v = 1, d = x [j] -x [i], M = N + d))
r MN
[$ {d / 0 /}] && ((l = l * x [j]% N * (u + N)% N))
зроблено
зроблено
відлуння $ z

Нові рядки можуть бути замінені в більшості випадків крапками з комою, але я не думаю, що немає зайвого простору.

(Я раніше не розумів, що цілі числа bash є 64-бітовими - дуже корисно).

Для базу рекурсивна ГХД (експлуатуюча глобальна держава) здається більш сумісною, ніж ітеративна. Це здебільшого прямо; цікавий трюк, [ ${d/0/} ]&&fooякий ефективноif [ $d -ne 0 ];then foo;fi


Приємно! Я ніколи не сподівався на те, що я бачу відповідь на цю проблему. +1
Хуан

@Juan, я почав це робити в Perl, і мені набридло змусити його робити ціле ділення, а не плавати. І я все-таки знаю, що баш краще все-таки, тому це передбачає менше ударів головою об стіну.
Пітер Тейлор

3

199 символів в Октаві:

m=@(x)mod(x,1928049029);[d,l]=scanf('%d');c=d(1);e=repmat(int64(d(2:2:l)),1,c);[_,b]=gcd(e-e',1928049029*ones(c));b=eye(c)+m(e.*b);x=b(1,:);for i=2:c;x=m(x.*b(i,:));end;disp(m(sum(m(x'.*d(3:2:l)))))

3

Гольфскрипт, 114 112 111 110 109 65 (86) символів

Якщо на цьому тижні вам не байдуже отримати результати, достатньо 65 символів:

~](;2/0\:X{~\.X{0=}%^\{\.@- 1928049029:P.,\@{@*\%(!}++?**}+/+P%}/

Але якщо ви шукаєте ефективність, вона трохи довша на 86 символів:

~](;2/0\:X{~\.X{0=}%^\{\[.0](@-[1928049029:P%P]{.~/{\.(;@@~@*-+\}+2*.1=}do;0=*}+/+P%}/

Це розкрито набагато детальніше, ніж я хочу повторити тут, у своєму блозі .


В основному, це не моя робота, але сильно плачучи з Набба дає 47 символів:

n%(!\:A{~A{~;.3$- 1928049029:N((?1or**}/\/+N%}/

Примітка. Я лише міркував про цей код: намагатися запустити його було б безглуздо, враховуючи тривалість часу та кількість пам’яті, яку він би використовував.


3

Гольфскрипт - 52 46 (67)

Грубий підхід для модульних обертів у 46 символів. Неодноразово обчислює ^ (N-2) з довільними цілими числами точності.

n%(!\:A{~A{~;.3$-.!+1928049029:N((?**}/\/+N%}/

Реалізація розширеного евклідового алгоритму коштує лише нам додаткових 15 символів.

n%(!\:A{~A{~;.3$-:|!1\1928049029:N{@2$|3$/*-\|\:|%.}do;;**}/\/+N%}/

Цей код повністю деталізований у моїй публікації блогу , включаючи деякі альтернативи для обчислення модульної мультиплікативної інверсії.


1
Добре, але я думаю, що є ще принаймні дві символи, які потрібно врятувати. Замініть {*N%2<}на, {*N%1=}як у блозі, і ви зможете піти (;за цим N,. Але тоді для продуктивного запису неважливо, ви можете використовувати маленьку теорему Ферма, не турбуючись про модульну сторону експоненції - просто залиште це для остаточного охайного - таким чином стає респіратор N((?.
Пітер Тейлор

1
@Peter: {*N%1=}+пропустить регістр із нульовим знаменником, для обробки якого знадобиться щонайменше 3 символи. Хороший улов про те, що просто робимо x ^ (N-2), хоча за допомогою цього ми можемо отримати 46 символів.
Набб

2

Lua 444 символів

Працює для прикладу на сторінці вікі

3
2 1942
4 3402
5 4414

Але якось не працює для прикладів тут, на цій сторінці. Якщо хтось може знайти помилку?

Версія без гольфу:

-- Reconstruct shamir secret
-- convention, poly = {[0]=a0,a1,...,an}
i=io.read
f=math.fmod
w=1928049029
k=i():match"%d+"
x={} -- Will contain X values
y={} -- Will contain Y values
p={} -- will contain lagrange polynomials

-- Read data
for j=0,k-1 do
    x[j],y[j]=i():match("(%d+) (%d+)")
    print(j,x[j],y[j])
end
-- Multiplication and scaling function
function mul(p,q,s)
    -- multiply polies
    r={} -- poly to be returned
    for k=0,#p do 
        for l=0,#q do
            r[l+k]=r[l+k] or 0 -- if the coeff for degree l+k of x doesn't exist, put 0
            p[k]=p[k] or 0 -- if p hasn't got a coeff for x^k
            q[l]=q[l] or 0 -- idem for q
            r[l+k]=(r[l+k]+s*p[k]*q[l]%w -- calculate increment for coeff for x^(l+k) 
        end
    end
    -- Debugging
    io.write"Multiplied "
    printPoly(p)
    io.write"With       "
    printPoly(q)
    io.write("And scaling factor ",tostring(s),"\n")
    io.write"Yielding   "
    printPoly(r)
    return r
end

function printPoly(p) -- "Pretty" printing of the polynomial
    for k=#p,1,-1 do
        io.write(tostring(p[k] or 0),"x^",tostring(k),"+")
    end
    io.write(p[0])
    io.write"\n"
end
function egcd(a,b)
    if a == 0 then
        return b, 0, 1
    else
        local g, y, x = egcd(b % a, a)
        return g, x - math.floor(b / a) * y, y
    end
end

function inv(a,m)
    a=a>=0 and a or a+m
    local g,x,y = egcd(a,m)
    if g== 1 then
        return x%m
    else
        print(a,"has no inverse mod",m)
    end
end


-- generate lagrange polynomials
for j=0,#x do
    print("j=",j,"*********")
    for m=0,k-1 do
        if m~=j then -- if m==j, continue
            p[j]=p[j]or{[0]=1} -- if this poly doesn't exist, take 1
            p[j]=mul( p[j], {[0]=-x[m],1},inv(x[j]-x[m],w))-- multiply with (x-x_m)/(x_j-x_m)
            io.write"---------------------------------\n"
        end
    end
end
r=0 -- Result for x^0
for k=0,#p do
    print("l_"..k)
    printPoly(p[k]) -- print l_k
    r=r+f(y[k]*p[k][0],w) -- add coeff for x^0 to result
end
print("Secret was",f(r,w)) -- display result

Гольф (не використовуючи скінченне поле), 444 символів:

i=io.read f=math.fmod w=1928049029 k=i():match"%d+"x={}y={}p={}for j=0,k-1 do x[j],y[j]=i():match("(%d+) (%d+)")end
function mul(p,q,s)r={}for k=0,#p do for l=0,#q do r[l+k]=r[l+k]or 0 p[k]=p[k]or 0 q[l]=q[l]or 0 r[l+k]=f(r[l+k]+s*p[k]*q[l],w)end end return r end
for j=0,#x do for m=0,k-1 do if m~=j then p[j]=p[j]or{[0]=1}p[j]=mul(p[j],{[0]=-x[m],1},1/(x[j]-x[m]))end end end r=0 for k=0,#p do r=r+f(y[k]*p[k][0],w)end
print(f(r,w))

У прикладі Вікіпедії не використовується обмежене поле, що справді прикро, це було б набагато більш повчально. Це, швидше за все, джерело вашої помилки.
aaaaaaaaaaaa

2

Ява, 435 407 символів

import java.util.*;public class G{public static void main(String[]args){Scanner s=new Scanner(System.in);int i,k,n=s.nextInt();long N=1928049029L,x[]=new long[n],y[]=new long[n],z=0,l,c;for(i=n;i-->0;){x[i]=s.nextInt();y[i]=s.nextInt();}for(i=n;i-->0;){l=y[i];for(long j:x)if(x[i]!=j){c=1;for(long a=N+j-x[i],b=N,d=0,t;b>0;){t=d;d=c-a/b*d;c=t;t=b;b=a%b;a=t;}l=l*j%N*(c+N)%N;}z+=l;}System.out.println(z%N);}}

Безголівки:

import java.util.*;
public class G {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner s=new Scanner(System.in);
        int i,k,n=s.nextInt();
        long N=1928049029L,x[]=new long[n],y[]=new long[n],z=0,l,c;
        for (i=n; i-->0;) {
            x[i]=s.nextInt();
            y[i]=s.nextInt();
        }
        for (i=n; i-->0;) {
            l=y[i];
            for (long j:x)
                if (x[i]!=j) {
                    // Extended Euclid algorithm - iterative version -
                    // to find the reciprocal of j-x[i] (mod N)
                    c=1;
                    for (long a=N+j-x[i], b=N, d=0, t; b>0;) {
                        t=d; d=c-a/b*d; c=t;
                        t=b; b=a%b; a=t;
                    }
                    l = l*j%N;
                    l = l*(c+N)%N;
                }
                z+=l;
        }
        System.out.println(z%N);
    }
}

2

Хаскелл, 183

p=1928049029
a#0=(1,0)
a#b=let(s,t)=b#mod a b in(t,s-div a b*t)
s d=sum[y*product[z*fst((z-x)#p)|[z,_]<-d,z/=x]|[x,y]<-d]
main=interact$show.(`mod`p).s.map(map read.words).tail.lines
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.