Liczby pierwsze, fundament arytmetyki, od wieków fascynują matematyków i entuzjastów. Są to liczby naturalne większe od 1, które dzielą się bez reszty tylko przez 1 i samą siebie. Ich unikalna właściwość sprawia, że stanowią one podstawowe elementy budulcowe wszystkich innych liczb naturalnych, zgodnie z fundamentalnym twierdzeniem arytmetyki. Zrozumienie liczb pierwszych jest kluczowe nie tylko w matematyce, ale również w kryptografii, gdzie są wykorzystywane do tworzenia bezpiecznych algorytmów szyfrowania.
Historia badań nad liczbami pierwszymi sięga starożytności. Już Euklides udowodnił, że istnieje nieskończenie wiele liczb pierwszych. Przez wieki matematycy poszukiwali wzorów pozwalających na przewidywanie występowania liczb pierwszych, jednak bez większego sukcesu. Rozkład liczby na czynniki pierwsze, czyli przedstawienie jej jako iloczynu liczb pierwszych, jest podstawową operacją w wielu dziedzinach matematyki.
Współczesne badania nad liczbami pierwszymi koncentrują się na poszukiwaniu coraz większych liczb pierwszych oraz na badaniu ich rozkładu. Znalezienie dużej liczby pierwszej jest wyzwaniem obliczeniowym, wymagającym ogromnej mocy obliczeniowej. Liczby pierwsze Mersenne'a, czyli liczby postaci 2p - 1, gdzie p jest liczbą pierwszą, są szczególnie popularne w poszukiwaniach, ponieważ istnieje efektywny algorytm sprawdzania ich pierwszości.
Zastosowania liczb pierwszych wykraczają poza czystą matematykę. W kryptografii, algorytm RSA, oparty na trudności faktoryzacji dużych liczb na czynniki pierwsze, jest powszechnie stosowany do zabezpieczania komunikacji w Internecie. Bezpieczeństwo tego algorytmu zależy od faktu, że znalezienie czynników pierwszych bardzo dużych liczb jest obliczeniowo kosztowne.