06

Teori bilangan & kriptografi dasar

06 · Himpunan, logika & diskrit10 menit · Menengah

Teori bilangan mempelajari bilangan bulat dan hubungan keterbagian di antara mereka. Topik ini tampak paling murni dari seluruh matematika, tetapi justru di sinilah lahir sistem yang menjaga pesan-pesan rahasia di internet.

Lihat dulu

LIHAT DULU

Membongkar 252 sampai habis

Prima adalah bahan baku bilangan, dan cara membongkarnya selalu memberi hasil yang sama. Dari situ FPB bisa dibaca tanpa mendaftar faktor.

5
5/5
FPB diambil dari prima yang dimiliki bersama. 105 = 3 × 5 × 7, jadi 252 dan 105 sama-sama punya 3 dan 7, dan FPB-nya 21.

Konsep

Keterbagian dan algoritma Euclid

FPB dua bilangan bisa dicari dengan membagi berulang: ganti bilangan yang lebih besar dengan sisanya, lalu ulangi sampai sisanya nol. Untuk 252 dan 105: 252 = 2 · 105 + 42, lalu 105 = 2 · 42 + 21, lalu 42 = 2 · 21 + 0, sehingga FPB-nya 21. Cara ini jauh lebih cepat daripada mendaftar semua faktor.

Bilangan prima dan faktorisasi

Setiap bilangan bulat yang lebih besar dari 1 dapat ditulis sebagai hasil kali bilangan prima, dan caranya hanya satu kalau urutannya diabaikan. Sifat tunggal itulah yang menjadikan prima sebagai bahan baku bilangan, dan sekaligus yang membuatnya berguna untuk pengamanan data.

Kongruensi modulo

Dua bilangan kongruen modulo m kalau selisihnya habis dibagi m, artinya keduanya memberi sisa yang sama. Ini aritmetika jam: pada modulo 12, pukul 15 sama dengan pukul 3. Operasi biasa tetap berlaku, jadi penjumlahan dan perkalian bisa dikerjakan pada sisanya saja.

Kriptografi kunci publik

Keamanan sistem seperti RSA bersandar pada satu ketidakseimbangan: mengalikan dua bilangan prima besar itu mudah, tetapi memfaktorkan hasilnya kembali sangat sukar. Kunci publik dipakai untuk mengunci pesan, dan hanya pemilik kunci rahasia yang bisa membukanya. Kedua primanya rahasia, sedangkan hasil kalinya boleh diketahui siapa saja.

Rumus yang dipakai

Definisi kongruensi
a ≡ b (mod m) ⇔ m membagi (a − b)

Kedua bilangan memberi sisa yang sama.

Algoritma Euclid
FPB(a, b) = FPB(b, a mod b)

Ulangi sampai sisanya nol.

Perkalian pada modulo
(a · b) mod m = ((a mod m) · (b mod m)) mod m

Boleh mereduksi sisanya lebih dulu.

Enkripsi RSA
c = me mod n

n adalah hasil kali dua prima yang dirahasiakan.

Contoh pengerjaan

Mencari FPB dengan algoritma Euclid

Tentukan FPB(252, 105) dengan algoritma Euclid.

  1. Bagi yang lebih besar dengan yang lebih kecil: 252 = 2 · 105 + 42.
  2. Ganti pasangannya dengan 105 dan 42: 105 = 2 · 42 + 21.
  3. Lanjut dengan 42 dan 21: 42 = 2 · 21 + 0.
  4. Sisanya sudah nol, jadi prosesnya berhenti di situ.
  5. FPB-nya adalah pembagi terakhir yang bukan nol, yaitu 21.

JawabanFPB(252, 105) = 21

Poin penting

  • Algoritma Euclid mencari FPB dengan pembagian berulang, bukan dengan mendaftar faktor.
  • Setiap bilangan punya satu faktorisasi prima, kalau urutannya diabaikan.
  • Kongruensi modulo membandingkan sisa pembagian.
  • Keamanan RSA bersandar pada sukarnya memfaktorkan hasil kali dua prima besar.

Latihan singkat

Berapa sisa dari 210 dibagi 7?