设<G,·>是一个幺半群,e是G的单位元,x∈G,若存在x'∈G,使得:
1. x'·x = e,则称x'是x的左逆元。
2. x·x' = e,则称x'是x的右逆元。
3. 若x'既是x的左逆元,又是x的右逆元,则x'称为x的逆元。
注意:
1.G中元素的左逆元和右逆元不一定相等。
2.G中元素不一定都存在逆元。
在模运算中,
加法单位元是0,因为(0+a) mod m = a mod m;
乘法单位元是1,因为(1×a) mod m = a mod m
定义 对a∈Zm,存在b∈Zm,使得a+b ≡ 0 (mod m),则b是a的加法逆元,记b= - a。
定义 对a∈Zm,存在b∈Zm,使得a×b ≡1 (mod m),则称b为a的乘法逆元。
逆元在密码学中有广泛应用,AES密码体系的字节替代就是运用了逆元。
具体计算逆元时,计算加法逆元的方法是很显然的。而对于乘法逆元:在mod m的操作下(即Zm中),a存在乘法逆元当且仅当a与m互质。不定方程ab+mx=1的任意一组整数解(b,x),b就是a的乘法逆元。具体计算可以使用扩展欧几里德算法(Extended-GCD)。