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半素数


半素数,也称为 2-近素数、双素数 (Conway et al. 2008) 或 pq-数,是一个合数,它是两个(可能相等)素数乘积。前几个是 4, 6, 9, 10, 14, 15, 21, 22, ... (OEIS A001358)。前几个因子不同的半素数(即,无平方因子的半素数)是 6, 10, 14, 15, 21, 22, 26, 33, 34, ... (OEIS A006881)。

根据定义,任何素数的平方都是一个半素数。因此,已知的最大半素数是已知最大素数的平方。

小于或等于 n 的半素数数量的公式由下式给出

 pi^((2))(x)=sum_(k=1)^(pi(sqrt(x)))[pi(x/(p_k))-k+1],
(1)

其中 pi(x)素数计数函数p_k 是第 k 个素数(R. G. Wilson V, 私人通讯,2006 年 2 月 7 日;由 E. Noel 和 G. Panos 在 2005 年 1 月左右独立发现,私人通讯,2006 年 6 月 13 日)。

小于 10^n 的半素数的数量,对于 n=1, 2, ... 分别是 3, 34, 299, 2625, 23378, 210035, ... (OEIS A066265)。

对于 n=pq,其中 pq 不同,满足以下同余式

 p^q=p (mod n).
(2)

此外,欧拉函数满足以下简单恒等式

 phi(n)=(p-1)(q-1).
(3)

通过非将两个素数相乘的方法生成超过 250 位的可证明半素数是重要的难题。一种方法是因式分解。来自 Cunningham 项目,(6^(353)-1)/52^(997)-1 是已分解的半素数,分别有 274 位和 301 位。类似地,给出半素数的梅森数指数是 4, 9, 11, 23, 37, 41, 49, 59, 67, 83, ... (OEIS A085724)。截至 2022 年,已知的给出半素数的最大指数是 1427 和 1487。

2005 年,Don Reble 展示了如何使用椭圆伪曲线和 Goldwasser-Kilian ECPP 定理生成一个 1084 位的可证明半素数,而无需已知的因式分解 (Reble 2005)。Vitto (2021) 随后发现了一种后门策略,分解了 Reble 的 1084 位半素数,并引入了一种创建半素数证书的新方法,该方法至少与相同大小的随机半素数一样安全。

诸如 RSA 加密之类的加密算法依赖于特殊的大的数字,这些数字的因子是两个大的素数。下表列出了一些特殊的半素数,它们是两个大的(不同的)素数的乘积。

n=pqn 的位数p 的位数q 的位数
38!+1452323
10^(48)+19492128
10^(50)+27512229
10^(54)-3542332
10^(53)+63542529
10^(55)-9552531
10^(63)+19643232
RSA-1291296465
RSA-1401407070
RSA-1551557878

另请参阅

近素数, 陈氏定理, 合数, 反素数, 最大素因子, 高合成数, 杰文斯数, 兰道问题, 大数, 素因子, 素因数分解, 素数, 粗糙数, 圆滑数, RSA 加密, RSA 数, 平滑数, 楔形数

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参考资料

Conway, J. H.; Dietrich, H.; O'Brien, E. A. "Counting Groups: Gnus, Moas, and Other Exotica." Math. Intell. 30, 6-18, 2008.Goldston, D. A.; Graham, S. W.; Pintz, J. and Yildirim, Y. "Small Gaps Between Primes or Almost Primes." 3 Jun 2005. http://arxiv.org/abs/math.NT/0506067.Reble, D. "Interesting Semiprimes." http://www.graysage.com/djr/isp.txt.Sloane, N. J. A. Sequences A001358/M3274, A0068814082, A066265, and A085724 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."Vitto, G. "Factoring Primes to Factor Moduli: Backdooring and Distributed Generation of Semiprimes." Cryptology ePrint Archive Paper 2021/1610, 2021. https://eprint.iacr.org/2021/1610.

在 Wolfram|Alpha 中被引用

半素数

引用为

Weisstein, Eric W. "半素数。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/Semiprime.html

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