Fermat‘s Little Theorem费马小定理解析及证明,同余类/密码学

Fermat’s Little Theorem费马小定理解析及证明

If p prime then (g^p) - g ≡ 0 mod p (g∈Z, g != 0)
即 g^(p-1) ≡ 1 mod p
当p是素数时,任意非零整数g,都有g^(p-1)除以p的余数等于1除以p的余数。
实际上p不一定要是素数,只要(g,p) = 1(gcd(g,p)=1)即g和p互素就可以。

引理:任意非零整数a一定有个乘法逆元b(Multiplicative inverse modulo),使得ab ≡ 1 mod p [(a,p)=1]
即a!=0且(a,p)=1,则存在整数x,y,使得ax + py = 1。证明只需设ax0 + py0 = n,n为非零正整数且为集合中最小的元素,并证明n=1。首先n一定整除a(n|a)假如不整除,则a = nq+r ,所以代入等式发现r小于n与n最小矛盾,所以n|a,同理n|p,又因为(a,p)=1,所以n=1。
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详细证明过程可以参考孙健老师的一节课(B站链接)

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