इस समस्या में, हमें दो मान n और एक अभाज्य संख्या p दिए गए हैं। हमारा काम मोडुलो पी के तहत स्क्वायर रूट ढूंढना है।
समस्या को समझने के लिए एक उदाहरण लेते हैं,
Input : n = 4, p = 11 Output : 9
समाधान दृष्टिकोण
यहां, हम टोनेली-शैंक्स एल्गोरिथम का उपयोग करेंगे ।
टोनेली-शैंक्स एल्गोरिथम मॉड्यूलर अंकगणित में x2 =n (mod p) के रूप में एक मान x को हल करने के लिए उपयोग किया जाता है।
शैंक के टोनेली एल्गोरिथम का उपयोग करके वर्गमूल मोडुलो को खोजने के लिए एल्गोरिथ्म -
चरण 1 - $(n^{((p-1)/2)})(mod\:p)$ का मान ज्ञात करें, यदि इसका मान p -1 है, तो मॉड्यूलर वर्गमूल संभव नहीं है।
चरण 2 - फिर, हम मान p - 1 का उपयोग (s * 2 e . के रूप में करेंगे ) जहाँ s विषम और धनात्मक है और e धनात्मक है।
चरण 3 - मान की गणना करें q^((p-1)/2)(mod p) =-1
चरण 4 - 0 से अधिक m के लिए लूप का उपयोग करें और x के मान को अपडेट करें,
m ऐसे खोजें कि b^(2^m) - 1(mod p) जहां 0 <=m <=r-1.
यदि M 0 है, तो x लौटाएं अन्यथा मान अपडेट करें,
x = x * (g^(2 ^ (r - m - 1)) b = b * (g^(2 ^ (r - m)) g = (g^(2 ^ (r - m - 1)) r = m
उदाहरण
हमारे समाधान की कार्यप्रणाली को दर्शाने के लिए कार्यक्रम,
#include <iostream>
#include <math.h>
using namespace std;
int powerMod(int base, int exponent, int modulus) {
int result = 1;
base = base % modulus;
while (exponent > 0) {
if (exponent % 2 == 1)
result = (result * base)% modulus;
exponent = exponent >> 1;
base = (base * base) % modulus;
}
return result;
}
int gcd(int a, int b) {
if (b == 0)
return a;
else
return gcd(b, a % b);
}
int orderValues(int p, int b) {
if (gcd(p, b) != 1) {
return -1;
}
int k = 3;
while (1) {
if (powerMod(b, k, p) == 1)
return k;
k++;
}
}
int findx2e(int x, int& e) {
e = 0;
while (x % 2 == 0) {
x /= 2;
e++;
}
return x;
}
int calcSquareRoot(int n, int p) {
if (gcd(n, p) != 1) {
return -1;
}
if (powerMod(n, (p - 1) / 2, p) == (p - 1)) {
return -1;
}
int s, e;
s = findx2e(p - 1, e);
int q;
for (q = 2; ; q++) {
if (powerMod(q, (p - 1) / 2, p) == (p - 1))
break;
}
int x = powerMod(n, (s + 1) / 2, p);
int b = powerMod(n, s, p);
int g = powerMod(q, s, p);
int r = e;
while (1) {
int m;
for (m = 0; m < r; m++) {
if (orderValues(p, b) == -1)
return -1;
if (orderValues(p, b) == pow(2, m))
break;
}
if (m == 0)
return x;
x = (x * powerMod(g, pow(2, r - m - 1), p)) % p;
g = powerMod(g, pow(2, r - m), p);
b = (b * g) % p;
if (b == 1)
return x;
r = m;
}
}
int main() {
int n = 3;
int p = 13;
int sqrtVal = calcSquareRoot(n, p);
if (sqrtVal == -1)
cout<<"Modular square root is not exist";
else
cout<<"Modular square root of the number is "<<sqrtVal;
} आउटपुट
Modular square root of the number is 9
