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快速冪取模的計算複雜度

背景:RSA加密演算法:C=M^e \mod n 的計算複雜度

計算原理及步驟

  1. M^e\mod n=(M\mod n)^e \mod n,故將M縮小至n的餘數範圍內
  2. (最核心的思想) 不斷的將M變為M^2,舉個例子:M^{19}\equiv (M^2)^8\times M\equiv ((M^2)^2)^4\times M \mod n,這樣的話每一次就只需要計算M^2\mod n,每一步省一半的計算量
  3. 但如果某一步的e是奇數,就把它直接算到C裡面

從第二步可以看出,演算法的複雜度是O(\log e)

int C = 1;
M = M % n;
while(e != 0){
    if(e & 1) C = (C * M) % n;
	e>>=1;
	M = (M*M) % n;
}