中国剩余定理计算器
「物不知数」:三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二——答案是 23,出自《孙子算经》。
不会填?用示例数据试算(孙子算经原题)
什么是中国剩余定理计算器?

中国剩余定理(CRT)处理这样的同余方程组:x ≡ a₁ (mod m₁),x ≡ a₂ (mod m₂),…。当模数两两互质时,定理保证在模 M = m₁×m₂×… 意义下有唯一解。它成书于 5 世纪的《孙子算经》(「物不知数」题),比欧洲同类结果早约 700 年,西方因此称之为 Chinese Remainder Theorem。
本工具采用逐步合并法求解:先把前两个同余式合并成一个(x ≡ a₁ (mod m₁) 与 x ≡ a₂ (mod m₂) 合并为 x ≡ c (mod lcm)),再与第三个合并。合并时若模数不互质,需检查相容性——gcd(m₁, m₂) 必须整除余数之差,否则方程组无解(如 x ≡ 1 (mod 4) 与 x ≡ 2 (mod 6):模 2 看前者余 1、后者余 0,矛盾)。
CRT 的现代舞台在密码学与计算科学:RSA 解密用 CRT 加速约 4 倍(分别对 p、q 取模再合并);大整数运算把天文数字拆成若干小模数并行计算再合成;哈希分片、分布式 ID 生成也用同一思想。韩信点兵的传说(「韩信乱点兵」歌谣)正是民间版的 CRT 口诀。
中国剩余定理最早见于《孙子算经》(约 3–5 世纪)的「物不知数」问题:「今有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二,问物几何?」——答案 23 正是上面公式算出的解。秦九韶 1247 年《数书九章》给出系统解法「大衍求一术」,比欧洲(高斯 1801 年《算术研究》)早了五百多年,「中国剩余定理」因此得名。
现代密码学中 CRT 是 RSA 私钥运算的加速器:解密方知道模数 n = pq 的分解,可以分别在 mod p 和 mod q 下做指数运算(指数减半、位长减半),再用 CRT 合成结果,速度约提升 4 倍。所有主流 TLS 实现都默认启用 CRT 加速,这也是「RSA-CRT 故障攻击」的攻击面来源——对中间计算注入故障可泄露私钥,工程上需要校验签名。基础概念可配合取模计算器与模逆元计算器练习。
x ≡ aᵢ (mod mᵢ);若 mᵢ 两两互质,则模 M = ∏mᵢ 下有唯一解
中国剩余定理(CRT):设 m₁, m₂, …, mₖ 两两互质,M = m₁·m₂·…·mₖ,则同余方程组 x ≡ aᵢ (mod mᵢ) 在模 M 意义下有唯一解。构造公式 x = Σ aᵢ·Mᵢ·yᵢ,其中 Mᵢ = M/mᵢ,yᵢ = Mᵢ⁻¹ mod mᵢ。例:x ≡ 2 (mod 3)、x ≡ 3 (mod 5)、x ≡ 2 (mod 7),M = 105,x = 2·70 + 3·21 + 2·15 = 140+63+30 = 233 ≡ 23 (mod 105)。
| 步骤 | 计算内容 | 示例(mod 3, 5, 7) | 工具 |
|---|---|---|---|
| 1. 验证互质 | gcd(mᵢ, mⱼ) = 1 | gcd(3,5)=gcd(3,7)=gcd(5,7)=1 ✓ | 最大公约数 |
| 2. 求 M 与 Mᵢ | M = ∏mᵢ;Mᵢ = M/mᵢ | M = 105;M₁ = 35,M₂ = 21,M₃ = 15 | 乘法 |
| 3. 求各模逆元 | yᵢ = Mᵢ⁻¹ mod mᵢ | 35⁻¹ ≡ 2 (mod 3);21⁻¹ ≡ 1 (mod 5);15⁻¹ ≡ 1 (mod 7) | 模逆元 |
| 4. 合成并约简 | x = ΣaᵢMᵢyᵢ mod M | x = 233 mod 105 = 23 | 取模 |
如何使用中国剩余定理计算器
- 1
输入 2–3 个同余式的余数与模。
- 2
点击计算,得最小非负解、通解与合并步骤。
计算示例
例 1孙子算经原题
x ≡ 2 (mod 3),x ≡ 3 (mod 5),x ≡ 2 (mod 7):逐步合并得 x = 23,通解 x ≡ 23 (mod 105)。验证:23÷3 余 2、23÷5 余 3、23÷7 余 2 ✓。
例 2两个方程
x ≡ 1 (mod 4),x ≡ 3 (mod 9):x = 21。验证:21÷4 余 1、21÷9 余 3 ✓。通解 x ≡ 21 (mod 36)。
例 3韩信点兵(孙子问题)
士兵排队:3 人一排余 2,5 人一排余 3,7 人一排余 2。M = 105,M₁ = 35、M₂ = 21、M₃ = 15;模逆元 35⁻¹ ≡ 2 (mod 3)、21⁻¹ ≡ 1 (mod 5)、15⁻¹ ≡ 1 (mod 7);x = 2·35·2 + 3·21·1 + 2·15·1 = 140 + 63 + 30 = 233 ≡ 23 (mod 105)。最少 23 人,也可能是 128、233、338…
例 4日历重合问题
某活动每 4 天一次,另一活动每 6 天一次,今天分别处于各自周期的第 1、2 天,问多少天后同一天举行?即解 x ≡ 1 (mod 4)、x ≡ 2 (mod 6)。注意 gcd(4,6) = 2 ≠ 1,CRT 直接形式不适用;检查相容性 1 ≡ 2 (mod 2) ✓ 有解,x ≡ 5 (mod 12),即 5 天后首次重合。
例 5RSA-CRT 解密加速
RSA 解密计算 m = c^d mod n(n = pq,1024 位)。用 CRT:分别算 m₁ = c^(d mod p−1) mod p 和 m₂ = c^(d mod q−1) mod q(各 512 位指数,快约 8 倍),再用 CRT 合成 m。总耗时约为直接法的 1/4——每次手机发起 HTTPS 连接时,服务器都在执行这个流程。
注意事项
模数不互质时方程组可能无解——相容条件是每个公约数都整除对应余数之差,本工具会自动判定并说明矛盾所在。
通解周期是各模的最小公倍数(互质时为乘积),不是模之和。
余数会自动归一化到 [0, m):输入「x ≡ 8 (mod 5)」按「x ≡ 3 (mod 5)」处理。
方程多于 3 个时可两两分批合并后再次调用本工具。
「两两互质」是充分条件不是必要条件:模数不互质时方程组可能无解(如 x≡1 (mod 2) 与 x≡2 (mod 4)),也可能有解但需用广义 CRT——判据是所有 gcd(mᵢ,mⱼ) 整除 aᵢ−aⱼ。
解在模 M 意义下唯一,实际答案是一族等差数列 x₀ + kM,「最小正整数解」和「通解」都要会表述。
构造公式中模逆元 yᵢ 必须对 mᵢ 取(不是对 M),这是初学者最常套错的一步。
大数场景(RSA 位长)下 CRT 合成的 Garner 算法比直接公式数值更稳定,编程实现时优先选用。
历史表述「韩信点兵」歌诀:「三人同行七十稀,五树梅花廿一枝,七子团圆正半月,除百零五便得知」——70、21、15 正是三个 Mᵢyᵢ。
常见问题
参考资料
凯文内容作者Calcton 数学编辑组 口径审核Calcton 编辑组 交叉审核· 内容更新于 2026-04-29
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Calcton. 中国剩余定理计算器[EB/OL]. https://www.calcton.com/chinese-remainder, 2026-04-29.
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参考来源与更新说明
本页公式与判定标准参考以下权威资料:
- Wikipedia - Chinese remainder theorem
- Brilliant - Chinese Remainder Theorem(交互教程与例题)
- RFC 3447 - PKCS #1: RSA Cryptography Specifications(RSA-CRT 实现规范)
最后更新:2026-04-29。
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