chiark - git - mdw - catacomb/blob - pgen-safe.c

   1 /* -*-c-*-
   2  *
   3  * $Id: pgen-safe.c,v 1.3 2000/06/17 11:52:36 mdw Exp $
   4  *
   5  * Safe prime generation
   6  *
   7  * (c) 1999 Straylight/Edgeware
   8  */
   9
  10 /*----- Licensing notice --------------------------------------------------*
  11  *
  12  * This file is part of Catacomb.
  13  *
  14  * Catacomb is free software; you can redistribute it and/or modify
  15  * it under the terms of the GNU Library General Public License as
  16  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  17  * License, or (at your option) any later version.
  18  *
  19  * Catacomb is distributed in the hope that it will be useful,
  20  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  21  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  22  * GNU Library General Public License for more details.
  23  *
  24  * You should have received a copy of the GNU Library General Public
  25  * License along with Catacomb; if not, write to the Free
  26  * Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
  27  * MA 02111-1307, USA.
  28  */
  29
  30 /*----- Revision history --------------------------------------------------*
  31  *
  32  * $Log: pgen-safe.c,v $
  33  * Revision 1.3  2000/06/17 11:52:36  mdw
  34  * Signal a pgen abort if the jump and base share a common factor.
  35  *
  36  * Revision 1.2  2000/02/12 18:21:03  mdw
  37  * Overhaul of key management (again).
  38  *
  39  * Revision 1.1  1999/12/22 16:01:34  mdw
  40  * Find `safe' primes (i.e., %$p = 2q + 1$%).
  41  *
  42  */
  43
  44 /*----- Header files ------------------------------------------------------*/
  45
  46 #include "mp.h"
  47 #include "mprand.h"
  48 #include "pgen.h"
  49
  50 /*----- Main code ---------------------------------------------------------*/
  51
  52 /* --- @pgen_safestep@ --- *
  53  *
  54  * Steps two numbers, %$q$% and %$p = 2q + 1$%, such that neither has any
  55  * small factors.  %$p$% is put in the event block.
  56  */
  57
  58 int pgen_safestep(int rq, pgen_event *ev, void *p)
  59 {
  60   pgen_safestepctx *c = p;
  61   int rc = PGEN_ABORT, qrc = 0;
  62
  63   switch (rq) {
  64
  65     /* --- Set up the contexts --- */
  66
  67     case PGEN_BEGIN: {
  68       mp *p = mp_split(MP_COPY(ev->m));
  69       mp *q;
  70       p->v[0] |= 3;
  71       q = mp_lsr(MP_NEW, p, 1);
  72       rc = pfilt_create(&c->p, p);
  73       qrc = pfilt_create(&c->q, q);
  74       mp_drop(p); mp_drop(q);
  75     } break;
  76
  77     /* --- Step along --- */
  78
  79     case PGEN_TRY:
  80       mp_drop(ev->m);
  81       rc = pfilt_step(&c->p, 4);
  82       qrc = pfilt_step(&c->q, 2);
  83       break;
  84
  85       break;
  86
  87     /* --- Tidy the toys away --- */
  88
  89     case PGEN_DONE:
  90       pfilt_destroy(&c->q);
  91       pfilt_destroy(&c->p);
  92       return (PGEN_DONE);
  93   }
  94
  95   /* --- Continue stepping if necessary --- */
  96
  97   while (rc == PGEN_FAIL || qrc == PGEN_FAIL) {
  98     rc = pfilt_step(&c->p, 4);
  99     qrc = pfilt_step(&c->q, 2);
 100   }
 101
 102   ev->m = MP_COPY(c->p.m);
 103   if (qrc == PGEN_TRY)
 104     rc = PGEN_TRY;
 105   return (rc);
 106 }
 107
 108 /* --- @pgen_safejump@ --- *
 109  *
 110  * Jumps two numbers, %$q$% and %$p = 2q + 1$% such that neither has any
 111  * small factors.
 112  */
 113
 114 int pgen_safejump(int rq, pgen_event *ev, void *p)
 115 {
 116   pgen_safejumpctx *j = p;
 117   int rc = PGEN_ABORT, qrc = 0;
 118
 119   switch (rq) {
 120
 121     /* --- Set up the jump contexts --- *
 122      *
 123      * The jump in @j.q@ is congruent to 2 (mod 4); see @strongprime_setup@.
 124      * If @p@ is initially 1 (mod 4) then add @j.q@.  Then double @j.q@ to
 125      * ensure that the step is 0 (mod 4).  Ensure that @jq@ and @q@ don't
 126      * have any common factors.
 127      */
 128
 129     case PGEN_BEGIN: {
 130       mp *p = ev->m;
 131       mp *q;
 132       mp *g = MP_NEW;
 133       if ((p->v[0] & 3) != 3)
 134         p = mp_add(p, p, j->jq.m);
 135       q = mp_lsr(MP_NEW, p, 1);
 136       mp_gcd(&g, 0, 0, q, j->jq.m);
 137       if (MP_CMP(g, >, MP_ONE)) {
 138         ev->m = p;
 139         mp_drop(q);
 140         mp_drop(g);
 141         return (PGEN_ABORT);
 142       }
 143       mp_drop(g);
 144       rc = pfilt_create(&j->p, p);
 145       pfilt_muladd(&j->jp, &j->jq, 2, 0);
 146       qrc = pfilt_create(&j->q, q);
 147       mp_drop(p);
 148       mp_drop(q);
 149     } break;
 150
 151     /* --- Step on one place --- */
 152
 153     case PGEN_TRY:
 154       mp_drop(ev->m);
 155       rc = pfilt_jump(&j->p, &j->jp);
 156       qrc = pfilt_jump(&j->q, &j->jq);
 157       break;
 158
 159     /* --- Tidy everything up --- */
 160
 161     case PGEN_DONE:
 162       pfilt_destroy(&j->jp);
 163       pfilt_destroy(&j->p);
 164       pfilt_destroy(&j->q);
 165       return (PGEN_DONE);
 166   }
 167
 168   /* --- Step on while @p@ or @q@ have small factors --- */
 169
 170   while (rc == PGEN_FAIL || qrc == PGEN_FAIL) {
 171     rc = pfilt_jump(&j->p, &j->jp);
 172     qrc = pfilt_jump(&j->q, &j->jq);
 173   }
 174   ev->m = MP_COPY(j->p.m);
 175   if (qrc == PGEN_TRY)
 176     rc = PGEN_TRY;
 177   return (rc);
 178 }
 179
 180 /* --- @pgen_safetest@ --- *
 181  *
 182  * Applies Rabin-Miller tests to %$p$% and %$q$%.
 183  */
 184
 185 int pgen_safetest(int rq, pgen_event *ev, void *p)
 186 {
 187   pgen_safetestctx *c = p;
 188   int rc = PGEN_ABORT;
 189
 190   switch (rq) {
 191     case PGEN_BEGIN:
 192       rabin_create(&c->q, c->c.q.m);
 193       rabin_create(&c->p, c->c.p.m);
 194       rc = PGEN_TRY;
 195       break;
 196     case PGEN_TRY: {
 197       mp *m = mprand_range(MP_NEW, c->c.q.m, ev->r, 0);
 198       rc = rabin_test(&c->p, m);
 199       if (rc == PGEN_PASS)
 200         rc = rabin_test(&c->q, m);
 201       mp_drop(m);
 202     } break;
 203     case PGEN_DONE:
 204       rabin_destroy(&c->q);
 205       rabin_destroy(&c->p);
 206       break;
 207   }
 208   return (rc);
 209 }
 210
 211 /*----- That's all, folks -------------------------------------------------*/