目錄

• 定義
• Additive Groups 加法群
  • 範例
• Multiplicative Groups 乘法群
  • 範例

在數論當中群(Group)是其中一種重要的概念，代數最基本由三種結構組成：群 Group, 環 Ring, 體 Field，而群作為最基本的代數結構，也是我們在密碼系統中常常使用的，故需要先了解群的定義對於後續密碼系統分析會比較方便。

定義

一個群由一個集合和運算元組成，集合S以及運算元(這個意思表示任何運算元皆可，而我們在密碼系統內最常表達的是加法+與乘法*)，而一個群需要滿足下列四個條件：

• (封閉性 Closure)： ，對於任何元素x和y屬於S這個集合裡面，做任何的運算後該元素也應該要屬於這個集合內。
• (關聯性 Associativity)：，對於任何元素x, y, z屬於這個集合S內，先運算x與y最後再與z運算，跟y與z做運算最後再跟x做運算的結果是一樣的。
• (單位元素 Identity)：，在集合S內存在一個單位元素e能夠讓集合內任何一個元素x與這個e做運算會得到x本身。
• (反元素 Inverse)：，對這個集合S的x元素存在一個y元素，而x元素與y元素進行運算能夠得到單位元素e。

滿足以上四點的話該集合S就能構成一個群，而在多一項條件的話可以變成阿貝爾群(Abelian)：

• (交換性 Commutative)：，對於任意x, y元素在S集合內，x對y進行運算跟y跟x進行運算結果都一樣。

Additive Groups 加法群

滿足群的條件，如果整個群裡面運算元使用加法，代表這是一個加法群，其定義如下：

• 運算元
• 單位元素 Identity：0
• 反元素 inverse: 對於
• multiple：

範例

：Z是整數集合，而+則代表在這個整數群內通通使用加法運算

：，是0到n-1的整數群並且使用加法運算在的條件之下，才能把條件限制在n-1之下

• ，這個整數群內的元素個數總共有n個，從0到n-1
• ：

：集合由多項式組成而係數在集合內

Multiplicative Groups 乘法群

滿足群的條件，如果整個群裡面運算元使用乘法，代表這是一個乘法群，其定義如下：

• 運算元
• 單位元素 Identity：1
• 反元素 Inverse：
• multiple：

範例

：Q是有理數集合排除掉0，並且這個群使用乘法運算元

，代表這個整數群在之下，並且整個群都是使用乘法運算元

• 
• 指的是在的條件下