chiark / gitweb /
math/mpx-mul4-x86-sse2.S: Maintain a local copy of the counter.
[catacomb] / math / g-prime.c
1 /* -*-c-*-
2  *
3  * Abstraction for prime groups
4  *
5  * (c) 2004 Straylight/Edgeware
6  */
7
8 /*----- Licensing notice --------------------------------------------------*
9  *
10  * This file is part of Catacomb.
11  *
12  * Catacomb is free software; you can redistribute it and/or modify
13  * it under the terms of the GNU Library General Public License as
14  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
15  * License, or (at your option) any later version.
16  *
17  * Catacomb is distributed in the hope that it will be useful,
18  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
19  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
20  * GNU Library General Public License for more details.
21  *
22  * You should have received a copy of the GNU Library General Public
23  * License along with Catacomb; if not, write to the Free
24  * Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
25  * MA 02111-1307, USA.
26  */
27
28 /*----- Header files ------------------------------------------------------*/
29
30 #include <mLib/sub.h>
31
32 #include "mpmont.h"
33 #include "pgen.h"
34
35 #define ge mp *
36 #include "group.h"
37 #include "group-guts.h"
38
39 /*----- Main code ---------------------------------------------------------*/
40
41 /* --- Group operations --- */
42
43 static void gdestroygroup(group *gg) {
44   gctx_prime *g = (gctx_prime *)gg;
45   mp_drop(g->gen); mp_drop(g->g.r); mp_drop(g->g.h);
46   mpmont_destroy(&g->mm);
47   DESTROY(g);
48 }
49
50 static mp **gcreate(group *gg)
51   { mp **x = CREATE(mp *); *x = MP_COPY(*gg->i); return (x); }
52
53 static void gcopy(group *gg, mp **d, mp **x)
54   { mp *t = MP_COPY(*x); MP_DROP(*d); *d = t; }
55
56 static void gburn(group *gg, mp **x) { (*x)->f |= MP_BURN; }
57
58 static void gdestroy(group *gg, mp **x) { MP_DROP(*x); DESTROY(x); }
59
60 static int gsamep(group *gg, group *hh) {
61   gctx_prime *g = (gctx_prime *)gg, *h = (gctx_prime *)hh;
62   return (MP_EQ(g->mm.m, h->mm.m));
63 }
64
65 static int geq(group *gg, mp **x, mp **y) { return (MP_EQ(*x, *y)); }
66
67 static const char *gcheck(group *gg, grand *gr) {
68   gctx_prime *g = (gctx_prime *)gg; int rc; mp *t;
69   if (!pgen_primep(g->mm.m, gr)) return ("p is not prime");
70   t = mp_mul(MP_NEW, g->g.r, g->g.h); t = mp_add(t, t, MP_ONE);
71   rc = MP_EQ(t, g->mm.m); MP_DROP(t); if (!rc) return ("not a subgroup");
72   return (group_stdcheck(gg, gr));
73 }
74
75 static void gmul(group *gg, mp **d, mp **x, mp **y)
76   { gctx_prime *g = (gctx_prime *)gg; *d = mpmont_mul(&g->mm, *d, *x, *y); }
77
78 static void gsqr(group *gg, mp **d, mp **x) {
79   gctx_prime *g = (gctx_prime *)gg; mp *r = mp_sqr(*d, *x);
80   *d = mpmont_reduce(&g->mm, r, r);
81 }
82
83 static void ginv(group *gg, mp **d, mp **x) {
84   gctx_prime *g = (gctx_prime *)gg; mp *r = mpmont_reduce(&g->mm, *d, *x);
85   r = mp_modinv(r, r, g->mm.m); *d = mpmont_mul(&g->mm, r, r, g->mm.r2);
86 }
87
88 static void gexp(group *gg, mp **d, mp **x, mp *n)
89   { gctx_prime *g = (gctx_prime *)gg; *d = mpmont_expr(&g->mm, *d, *x, n); }
90
91 static void gmexp(group *gg, mp **d, const group_expfactor *f, size_t n) {
92   gctx_prime *g = (gctx_prime *)gg; size_t i;
93   mp_expfactor *ff = xmalloc(n * sizeof(mp_expfactor));
94   for (i = 0; i < n; i++) { ff[i].base = *f[i].base; ff[i].exp = f[i].exp; }
95   *d = mpmont_mexpr(&g->mm, *d, ff, n); xfree(ff);
96 }
97
98 static int gread(group *gg, mp **d, const mptext_ops *ops, void *p) {
99   gctx_prime *g = (gctx_prime *)gg; mp *t;
100   if ((t = mp_read(MP_NEW, 0, ops, p)) == 0) return (-1);
101   mp_drop(*d); *d = mpmont_mul(&g->mm, t, t, g->mm.r2); return (0);
102 }
103
104 static int gwrite(group *gg, mp **x, const mptext_ops *ops, void *p) {
105   gctx_prime *g = (gctx_prime *)gg;
106   mp *t = mpmont_reduce(&g->mm, MP_NEW, *x);
107   int rc = mp_write(t, 10, ops, p); MP_DROP(t); return (rc);
108 }
109
110 static mp *gtoint(group *gg, mp *d, mp **x) {
111   gctx_prime *g = (gctx_prime *)gg;
112   return (mpmont_reduce(&g->mm, d, *x));
113 }
114
115 static int gfromint(group *gg, mp **d, mp *x) {
116   gctx_prime *g = (gctx_prime *)gg; mp_div(0, d, x, g->mm.m);
117   *d = mpmont_mul(&g->mm, *d, *d, g->mm.r2); return (0);
118 }
119
120 static int gtobuf(group *gg, buf *b, mp **x) {
121   gctx_prime *g = (gctx_prime *)gg;
122   mp *t = mpmont_reduce(&g->mm, MP_NEW, *x);
123   int rc = buf_putmp(b, t); MP_DROP(t); return (rc);
124 }
125
126 static int gfrombuf(group *gg, buf *b, mp **d) {
127   gctx_prime * g = (gctx_prime *)gg; mp *x;
128   if ((x = buf_getmp(b)) == 0) return (-1);
129   mp_div(0, &x, x, g->mm.m); mp_drop(*d);
130   *d = mpmont_mul(&g->mm, x, x, g->mm.r2); return(0);
131 }
132
133 static int gtoraw(group *gg, buf *b, mp **x) {
134   gctx_prime *g = (gctx_prime *)gg; octet *q;
135   mp *t = mpmont_reduce(&g->mm, MP_NEW, *x);
136   if ((q = buf_get(b, g->g.noctets)) == 0) { MP_DROP(t); return (-1); }
137   mp_storeb(t, q, g->g.noctets); MP_DROP(t); return (0);
138 }
139
140 static int gfromraw(group *gg, buf *b, mp **d) {
141   gctx_prime * g = (gctx_prime *)gg; mp *x; octet *q;
142   if ((q = buf_get(b, g->g.noctets)) == 0) return (-1);
143   x = mp_loadb(MP_NEW, q, g->g.noctets);
144   mp_div(0, &x, x, g->mm.m); mp_drop(*d);
145   *d = mpmont_mul(&g->mm, x, x, g->mm.r2); return(0);
146 }
147
148 /* --- @group_prime@ --- *
149  *
150  * Arguments:   @const gprime_param *gp@ = group parameters
151  *
152  * Returns:     A pointer to the group, or null.
153  *
154  * Use:         Constructs an abstract group interface for a subgroup of a
155  *              prime field.  Group elements are @mp *@ pointers.
156  */
157
158 static const group_ops gops = {
159   GTY_PRIME, "prime",
160   gdestroygroup, gcreate, gcopy, gburn, gdestroy,
161   gsamep, geq, group_stdidentp,
162   gcheck,
163   gmul, gsqr, ginv, group_stddiv, gexp, gmexp,
164   gread, gwrite,
165   gtoint, gfromint, group_stdtoec, group_stdfromec, gtobuf, gfrombuf,
166   gtoraw, gfromraw
167 };
168
169 group *group_prime(const gprime_param *gp)
170 {
171   gctx_prime *g;
172
173   if (!MP_POSP(gp->p) || !MP_ODDP(gp->p))
174     return (0);
175   g = CREATE(gctx_prime);
176   g->g.ops = &gops;
177   g->g.nbits = mp_bits(gp->p);
178   g->g.noctets = (g->g.nbits + 7) >> 3;
179   mpmont_create(&g->mm, gp->p);
180   g->g.i = &g->mm.r;
181   g->gen = mpmont_mul(&g->mm, MP_NEW, gp->g, g->mm.r2);
182   g->g.g = &g->gen;
183   g->g.r = MP_COPY(gp->q);
184   g->g.h = MP_NEW; mp_div(&g->g.h, 0, gp->p, gp->q);
185   return (&g->g);
186 }
187
188 /*----- That's all, folks -------------------------------------------------*/