chiark - git - mdw - storin/blob - diffan.c

   1 /* -*-c-*-
   2  *
   3  * $Id: diffan.c,v 1.1 2000/05/21 11:28:30 mdw Exp $
   4  *
   5  * Differential analysis of matrix multiplication
   6  *
   7  * (c) 2000 Mark Wooding
   8  */
   9
  10 /*----- Licensing notice --------------------------------------------------*
  11  *
  12  * Copyright (c) 2000 Mark Wooding
  13  * All rights reserved.
  14  *
  15  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  16  * modification, are permitted provided that the following conditions are
  17  * met:
  18  *
  19  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  20  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  21  *
  22  * 2, Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  23  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  24  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  25  *
  26  * 3. The name of the authors may not be used to endorse or promote
  27  *    products derived from this software without specific prior written
  28  *    permission.
  29  *
  30  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED
  31  * WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF
  32  * MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN
  33  * NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT,
  34  * INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES
  35  * (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR
  36  * SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  37  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
  38  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN
  39  * ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
  40  * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  41  *
  42  * Instead of accepting the above terms, you may redistribute and/or modify
  43  * this software under the terms of either the GNU General Public License,
  44  * or the GNU Library General Public License, published by the Free
  45  * Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your
  46  * option) any later version.
  47  */
  48
  49 /*----- Revision history --------------------------------------------------*
  50  *
  51  * $Log: diffan.c,v $
  52  * Revision 1.1  2000/05/21 11:28:30  mdw
  53  * Initial check-in.
  54  *
  55  */
  56
  57 /*----- Header files ------------------------------------------------------*/
  58
  59 #include <stdio.h>
  60 #include <stdlib.h>
  61
  62 #include "bits.h"
  63 #include "sym.h"
  64 #include "fibrand.h"
  65 #include "matrix.h"
  66 #include "storin-tab.h"
  67
  68 /*----- The constant matrix -----------------------------------------------*/
  69
  70 static const uint24 m[] = STORIN_M;
  71
  72 /*----- Magic numbers -----------------------------------------------------*/
  73
  74 #define PROBES 8192
  75 #define EXHAUST 4
  76
  77 /*----- Static variables --------------------------------------------------*/
  78
  79 static fibrand r;
  80
  81 /*----- Main code ---------------------------------------------------------*/
  82
  83 typedef struct {
  84   sym_base b;
  85   unsigned n;
  86 } diff;
  87
  88 static void probe(uint24 *delta)
  89 {
  90   unsigned i, j;
  91   unsigned max = 0;
  92   uint24 mout[4];
  93   sym_table t;
  94
  95   sym_create(&t);
  96
  97   for (i = 0; i < PROBES; i++) {
  98     uint24 x[4], y[4];
  99     uint24 xi[4], yi[4];
 100     uint24 dd[4];
 101     octet db[12];
 102     diff *p;
 103     unsigned c;
 104
 105     for (j = 0; j < 4; j++) {
 106       x[j] = U24(fibrand_step(&r));
 107       y[j] = x[j] & delta[j];
 108     }
 109
 110     matmul(xi, m, x, 4, 4, 1);
 111     matmul(yi, m, y, 4, 4, 1);
 112
 113     for (j = 0; j < 4; j++)
 114       dd[j] = xi[j] ^ yi[j];
 115
 116     STORE24(db + 0, dd[0]);
 117     STORE24(db + 3, dd[1]);
 118     STORE24(db + 6, dd[2]);
 119     STORE24(db + 9, dd[3]);
 120
 121     p = sym_find(&t, (char *)db, 12, sizeof(*p), &c);
 122     if (!c)
 123       p->n = 1;
 124     else
 125       p->n++;
 126     if (p->n > max) {
 127       max = p->n;
 128       for (j = 0; j < 4; j++)
 129         mout[j] = dd[j];
 130     }
 131   }
 132
 133   sym_destroy(&t);
 134
 135   if (max > 1) {
 136     printf("%06x %06x %06x %06x -> %06x %06x %06x %06x: %u\n",
 137            delta[0], delta[1], delta[2], delta[3],
 138            mout[0], mout[1], mout[2], mout[3], max);
 139   }
 140 }
 141
 142 static void rdiff(uint24 *delta, unsigned i, unsigned n)
 143 {
 144   if (!n) {
 145     probe(delta);
 146     return;
 147   }
 148   for (; i < 96; i++) {
 149     uint24 *dd = delta + i / 24;
 150     uint24 m = 1 << (i % 24);
 151     *dd ^= m;
 152     rdiff(delta, i + 1, n - 1);
 153     *dd ^= m;
 154   }
 155 }
 156
 157 static void bitdiffs(unsigned n)
 158 {
 159   uint24 delta[4] = { 0 };
 160   rdiff(delta, 0, n);
 161   probe(delta);
 162 }
 163
 164 int main(void)
 165 {
 166   unsigned i, j;
 167   uint24 delta[4];
 168
 169   fibrand_lcseed(&r, 0);
 170
 171   for (i = 1; i <= EXHAUST; i++)
 172     bitdiffs(i);
 173
 174   printf("*** ok, trying random probing\n");
 175
 176   for (;;) {
 177     for (j = 0; j < 4; j++)
 178       delta[j] = U24(fibrand_step(&r));
 179     probe(delta);
 180   }
 181
 182   return (0);
 183 }
 184
 185 /*----- That's all, folks -------------------------------------------------*/