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Un critère de primalité

Dans le document Courbes elliptiques, cyclotomie et primalité (Page 119-125)

6.3 Le cas des courbes modulo n

6.3.1 Un critère de primalité

Le théorème 5.4.1 appliqué à un anneau de périodes elliptiques conduit au critère de primalité suivant :

Corollaire 6.3.1 (Critère AKS elliptique, Ezome et Lercier). Soient n ≥ 2 un entier et E une courbe elliptique de Weierstrass définie sur R = Z/nZ. Soit T ∈ E(R) une section d’ordre exact d où d est un entier premier avec 2n. Soient I : E → E0 l’isogénie de Vélu de noyau < T > et A ∈ E0(R) une section qui ne rencontre pas le noyau de l’isogénie duale I0 : E0 → E (i.e D(x0(A)) est une unité de R).

Supposons que l’égalité

(θ0)n= θ1 (6.9)

est vérifiée dans l’anneau des périodes elliptiques

S = R[x, y, 1/ψd(x, y)]/(x0− x0(A), y0 − y0(A)).

Supposons de plus que

2d−12 ≥ n √

d. (6.10)

Alors n est une puissance d’un nombre premier.

6.3.2

Commentaires

Le corollaire 6.3.1 ci-dessus donne lieu à un algorithme probabiliste de preuve de primalité constitué de trois étapes principales :

1. La vérification de l’équation (6.10) (i.e le choix de d) ;

2. La construction d’un anneau des périodes elliptiques S (via la construction d’une courbe elliptique modulo n grâce à la théorie de la multiplication complexe) ;

3. La vérification de l’équation (6.9) (O(log n) multiplications dans S).

L’algorithme obtenu est de complexité O((log n)4(log log n)2+o(1)), l’étape 3 est la plus

coûteuse (le o(1) désigne une fonction de n qui tend vers 0 quand n tend vers l’infini). On peut trouver un degré d de taille O((log n)2).

6.3.3

Exemple

Nous voulous prouver que l’entier n = 1009 est premier en utilisant le critère AKS ellip- tique.

On commence par vérifier que n n’est pas une puissance propre d’un entier. Ensuite on s’intéresse au choix du degré d. Une condition suffisante sur d est

d ≥ dmin avec dmin = b4(log2n)

2+ 2c. (6.11)

Pour cet exemple, on a dmin = b4(log2n)2+ 2c = 401.

y2+ xy = x3+ 364x + 907

définie sur Z/1009Z. On vérifie que T = (296, 432) est une section de E d’ordre exact d = 479. Les formules de Vélu nous donnent la courbe elliptique quotient

E0 = E/ < T >: y2 + xy = x3+ 130x + 233.

Le point A = (383, 201) ∈ E0 ne rencontre pas le noyau de l’isogénie duale I0 de

I : E → E0 (A est d’ordre exact d, les propriétés de l’accouplement de Weil permettent de conclure).

En suivant le théorème 6.2.6, on définit :

– un anneau résiduel S = (Z/1009Z)[E − E[d]]/FA;

– une Z/1009Z-base Θ = (θk)k∈Z/dZ de S.

On vérifie que

θ01009 = θ91.

Puisque 91 est premier à d = 479 et à 1009, le point T0 = 91T est d’ordre exact d et le système Θ0 = (θ0k)k∈Z/dZ obtenue en posant θ0k = θ91k (pour tout k ∈ Z/dZ) est une base

normale elliptique de S. On vérifie que

00)1009 = θ10.

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