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https://github.com/henrydcase/pqc.git
synced 2024-11-22 23:48:58 +00:00
[sike] Remove
This commit is contained in:
parent
75b651d04a
commit
5638a966fa
@ -239,7 +239,6 @@ add_subdirectory(src/kem/kyber/kyber1024/clean)
|
|||||||
add_subdirectory(src/kem/hqc/hqc-rmrs-128/clean)
|
add_subdirectory(src/kem/hqc/hqc-rmrs-128/clean)
|
||||||
add_subdirectory(src/kem/hqc/hqc-rmrs-192/clean)
|
add_subdirectory(src/kem/hqc/hqc-rmrs-192/clean)
|
||||||
add_subdirectory(src/kem/hqc/hqc-rmrs-256/clean)
|
add_subdirectory(src/kem/hqc/hqc-rmrs-256/clean)
|
||||||
add_subdirectory(src/kem/sike)
|
|
||||||
add_subdirectory(src/kem/mceliece/mceliece348864/clean)
|
add_subdirectory(src/kem/mceliece/mceliece348864/clean)
|
||||||
add_subdirectory(src/kem/mceliece/mceliece460896/clean)
|
add_subdirectory(src/kem/mceliece/mceliece460896/clean)
|
||||||
add_subdirectory(src/kem/mceliece/mceliece6688128/clean)
|
add_subdirectory(src/kem/mceliece/mceliece6688128/clean)
|
||||||
|
@ -23,7 +23,6 @@ KEM candidates for an additional round 4.
|
|||||||
| Name | x86 optimized |
|
| Name | x86 optimized |
|
||||||
|--------------------------|------------|
|
|--------------------------|------------|
|
||||||
| HQC-RMRS | x |
|
| HQC-RMRS | x |
|
||||||
| SIKE/p434 | x |
|
|
||||||
| McEliece | |
|
| McEliece | |
|
||||||
|
|
||||||
## Building
|
## Building
|
||||||
|
@ -50,7 +50,6 @@ extern "C" {
|
|||||||
_(HQCRMRS128) \
|
_(HQCRMRS128) \
|
||||||
_(HQCRMRS192) \
|
_(HQCRMRS192) \
|
||||||
_(HQCRMRS256) \
|
_(HQCRMRS256) \
|
||||||
_(SIKE434) \
|
|
||||||
_(MCELIECE348864) \
|
_(MCELIECE348864) \
|
||||||
_(MCELIECE460896) \
|
_(MCELIECE460896) \
|
||||||
_(MCELIECE6688128) \
|
_(MCELIECE6688128) \
|
||||||
|
@ -89,6 +89,5 @@
|
|||||||
#include "kem/hqc/hqc-rmrs-128/avx2/api.h"
|
#include "kem/hqc/hqc-rmrs-128/avx2/api.h"
|
||||||
#include "kem/hqc/hqc-rmrs-192/avx2/api.h"
|
#include "kem/hqc/hqc-rmrs-192/avx2/api.h"
|
||||||
#include "kem/hqc/hqc-rmrs-256/avx2/api.h"
|
#include "kem/hqc/hqc-rmrs-256/avx2/api.h"
|
||||||
#include "kem/sike/includes/sike/sike.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
#endif
|
#endif
|
||||||
|
@ -1,20 +0,0 @@
|
|||||||
set(
|
|
||||||
SRC_CLEAN_SIKE_P434
|
|
||||||
p434/fpx.c
|
|
||||||
p434/fp_generic.c
|
|
||||||
p434/isogeny.c
|
|
||||||
p434/params.c
|
|
||||||
p434/sike.c)
|
|
||||||
|
|
||||||
if(${ARCH} STREQUAL "ARCH_x86_64" AND NOT ${NO_ASM})
|
|
||||||
add_definitions(-DPQC_ASM=1)
|
|
||||||
set(
|
|
||||||
SRC_CLEAN_SIKE_P434
|
|
||||||
${SRC_CLEAN_SIKE_P434}
|
|
||||||
p434/fp-x86_64.S
|
|
||||||
)
|
|
||||||
endif()
|
|
||||||
|
|
||||||
define_kem_alg(
|
|
||||||
sike_p434_clean
|
|
||||||
PQC_SIKEP434_CLEAN "${SRC_CLEAN_SIKE_P434}" "${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}")
|
|
@ -1,81 +0,0 @@
|
|||||||
#ifndef SIKE_H_
|
|
||||||
#define SIKE_H_
|
|
||||||
|
|
||||||
#include <stdint.h>
|
|
||||||
#include <string.h>
|
|
||||||
#include "randombytes.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
/* SIKE
|
|
||||||
*
|
|
||||||
* SIKE is a isogeny based post-quantum key encapsulation mechanism. Description of the
|
|
||||||
* algorithm is provided in [SIKE]. This implementation uses 434-bit field size. The code
|
|
||||||
* is based on "Additional_Implementations" from PQC NIST submission package which can
|
|
||||||
* be found here:
|
|
||||||
* https://csrc.nist.gov/CSRC/media/Projects/Post-Quantum-Cryptography/documents/round-1/submissions/SIKE.zip
|
|
||||||
*
|
|
||||||
* [SIKE] https://sike.org/files/SIDH-spec.pdf
|
|
||||||
*/
|
|
||||||
|
|
||||||
// SIKE_PUB_BYTESZ is the number of bytes in a public key.
|
|
||||||
#define SIKE_PUB_BYTESZ 330
|
|
||||||
// SIKE_PRV_BYTESZ is the number of bytes in a private key.
|
|
||||||
#define SIKE_PRV_BYTESZ 28
|
|
||||||
// SIKE_SS_BYTESZ is the number of bytes in a shared key.
|
|
||||||
#define SIKE_SS_BYTESZ 16
|
|
||||||
// SIKE_MSG_BYTESZ is the number of bytes in a random bit string concatenated
|
|
||||||
// with the public key (see 1.4 of SIKE).
|
|
||||||
#define SIKE_MSG_BYTESZ 16
|
|
||||||
// SIKE_SS_BYTESZ is the number of bytes in a ciphertext.
|
|
||||||
#define SIKE_CT_BYTESZ (SIKE_PUB_BYTESZ + SIKE_MSG_BYTESZ)
|
|
||||||
|
|
||||||
// SIKE_keypair outputs a public and secret key. In case of success
|
|
||||||
// function returns 1, otherwise 0.
|
|
||||||
int SIKE_keypair(
|
|
||||||
uint8_t out_priv[SIKE_PRV_BYTESZ],
|
|
||||||
uint8_t out_pub[SIKE_PUB_BYTESZ]);
|
|
||||||
|
|
||||||
// SIKE_encaps generates and encrypts a random session key, writing those values to
|
|
||||||
// |out_shared_key| and |out_ciphertext|, respectively.
|
|
||||||
void SIKE_encaps(
|
|
||||||
uint8_t out_shared_key[SIKE_SS_BYTESZ],
|
|
||||||
uint8_t out_ciphertext[SIKE_CT_BYTESZ],
|
|
||||||
const uint8_t pub_key[SIKE_PUB_BYTESZ]);
|
|
||||||
|
|
||||||
// SIKE_decaps outputs a random session key, writing it to |out_shared_key|.
|
|
||||||
void SIKE_decaps(
|
|
||||||
uint8_t out_shared_key[SIKE_SS_BYTESZ],
|
|
||||||
const uint8_t ciphertext[SIKE_CT_BYTESZ],
|
|
||||||
const uint8_t pub_key[SIKE_PUB_BYTESZ],
|
|
||||||
const uint8_t priv_key[SIKE_PRV_BYTESZ]);
|
|
||||||
|
|
||||||
// boilerplate needed for integration
|
|
||||||
#define PQCLEAN_SIKE434_CLEAN_CRYPTO_SECRETKEYBYTES SIKE_PRV_BYTESZ+SIKE_MSG_BYTESZ+SIKE_PUB_BYTESZ
|
|
||||||
#define PQCLEAN_SIKE434_CLEAN_CRYPTO_PUBLICKEYBYTES SIKE_PUB_BYTESZ
|
|
||||||
#define PQCLEAN_SIKE434_CLEAN_CRYPTO_CIPHERTEXTBYTES SIKE_CT_BYTESZ
|
|
||||||
#define PQCLEAN_SIKE434_CLEAN_CRYPTO_BYTES SIKE_SS_BYTESZ
|
|
||||||
#define PQCLEAN_SIKE434_CLEAN_CRYPTO_ALGNAME "SIKE/p434"
|
|
||||||
|
|
||||||
#define PQCLEAN_SIKE434_AVX2_CRYPTO_SECRETKEYBYTES SIKE_PRV_BYTESZ+SIKE_MSG_BYTESZ+SIKE_PUB_BYTESZ
|
|
||||||
#define PQCLEAN_SIKE434_AVX2_CRYPTO_PUBLICKEYBYTES SIKE_PUB_BYTESZ
|
|
||||||
#define PQCLEAN_SIKE434_AVX2_CRYPTO_CIPHERTEXTBYTES SIKE_CT_BYTESZ
|
|
||||||
#define PQCLEAN_SIKE434_AVX2_CRYPTO_BYTES SIKE_SS_BYTESZ
|
|
||||||
#define PQCLEAN_SIKE434_AVX2_CRYPTO_ALGNAME "SIKE/p434"
|
|
||||||
|
|
||||||
static inline int PQCLEAN_SIKE434_CLEAN_crypto_kem_keypair(uint8_t *pk, uint8_t *sk) {
|
|
||||||
SIKE_keypair(sk, pk);
|
|
||||||
// KATs require the public key to be concatenated after private key
|
|
||||||
memcpy(&sk[SIKE_MSG_BYTESZ+SIKE_PRV_BYTESZ], pk, SIKE_PUB_BYTESZ);
|
|
||||||
return 0;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
static inline int PQCLEAN_SIKE434_CLEAN_crypto_kem_enc(uint8_t *ct, uint8_t *ss, const uint8_t *pk) {
|
|
||||||
SIKE_encaps(ss,ct,pk);
|
|
||||||
return 0;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
static inline int PQCLEAN_SIKE434_CLEAN_crypto_kem_dec(uint8_t *ss, const uint8_t *ct, const uint8_t *sk) {
|
|
||||||
SIKE_decaps(ss, ct, &sk[SIKE_PRV_BYTESZ+SIKE_MSG_BYTESZ], sk);
|
|
||||||
return 0;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
#endif
|
|
@ -1,926 +0,0 @@
|
|||||||
.text
|
|
||||||
|
|
||||||
.Lp434x2:
|
|
||||||
.quad 0xFFFFFFFFFFFFFFFE
|
|
||||||
.quad 0xFFFFFFFFFFFFFFFF
|
|
||||||
.quad 0xFB82ECF5C5FFFFFF
|
|
||||||
.quad 0xF78CB8F062B15D47
|
|
||||||
.quad 0xD9F8BFAD038A40AC
|
|
||||||
.quad 0x0004683E4E2EE688
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
.Lp434p1:
|
|
||||||
.quad 0xFDC1767AE3000000
|
|
||||||
.quad 0x7BC65C783158AEA3
|
|
||||||
.quad 0x6CFC5FD681C52056
|
|
||||||
.quad 0x0002341F27177344
|
|
||||||
|
|
||||||
.globl sike_fpadd_asm
|
|
||||||
.hidden sike_fpadd_asm
|
|
||||||
.type sike_fpadd_asm,@function
|
|
||||||
sike_fpadd_asm:
|
|
||||||
.cfi_startproc
|
|
||||||
pushq %r12
|
|
||||||
.cfi_adjust_cfa_offset 8
|
|
||||||
.cfi_offset r12, -16
|
|
||||||
pushq %r13
|
|
||||||
.cfi_adjust_cfa_offset 8
|
|
||||||
.cfi_offset r13, -24
|
|
||||||
pushq %r14
|
|
||||||
.cfi_adjust_cfa_offset 8
|
|
||||||
.cfi_offset r14, -32
|
|
||||||
|
|
||||||
xorq %rax,%rax
|
|
||||||
|
|
||||||
movq 0(%rdi),%r8
|
|
||||||
addq 0(%rsi),%r8
|
|
||||||
movq 8(%rdi),%r9
|
|
||||||
adcq 8(%rsi),%r9
|
|
||||||
movq 16(%rdi),%r10
|
|
||||||
adcq 16(%rsi),%r10
|
|
||||||
movq 24(%rdi),%r11
|
|
||||||
adcq 24(%rsi),%r11
|
|
||||||
movq 32(%rdi),%r12
|
|
||||||
adcq 32(%rsi),%r12
|
|
||||||
movq 40(%rdi),%r13
|
|
||||||
adcq 40(%rsi),%r13
|
|
||||||
movq 48(%rdi),%r14
|
|
||||||
adcq 48(%rsi),%r14
|
|
||||||
|
|
||||||
movq .Lp434x2(%rip),%rcx
|
|
||||||
subq %rcx,%r8
|
|
||||||
movq 8+.Lp434x2(%rip),%rcx
|
|
||||||
sbbq %rcx,%r9
|
|
||||||
sbbq %rcx,%r10
|
|
||||||
movq 16+.Lp434x2(%rip),%rcx
|
|
||||||
sbbq %rcx,%r11
|
|
||||||
movq 24+.Lp434x2(%rip),%rcx
|
|
||||||
sbbq %rcx,%r12
|
|
||||||
movq 32+.Lp434x2(%rip),%rcx
|
|
||||||
sbbq %rcx,%r13
|
|
||||||
movq 40+.Lp434x2(%rip),%rcx
|
|
||||||
sbbq %rcx,%r14
|
|
||||||
|
|
||||||
sbbq $0,%rax
|
|
||||||
|
|
||||||
movq .Lp434x2(%rip),%rdi
|
|
||||||
andq %rax,%rdi
|
|
||||||
movq 8+.Lp434x2(%rip),%rsi
|
|
||||||
andq %rax,%rsi
|
|
||||||
movq 16+.Lp434x2(%rip),%rcx
|
|
||||||
andq %rax,%rcx
|
|
||||||
|
|
||||||
addq %rdi,%r8
|
|
||||||
movq %r8,0(%rdx)
|
|
||||||
adcq %rsi,%r9
|
|
||||||
movq %r9,8(%rdx)
|
|
||||||
adcq %rsi,%r10
|
|
||||||
movq %r10,16(%rdx)
|
|
||||||
adcq %rcx,%r11
|
|
||||||
movq %r11,24(%rdx)
|
|
||||||
|
|
||||||
setc %cl
|
|
||||||
movq 24+.Lp434x2(%rip),%r8
|
|
||||||
andq %rax,%r8
|
|
||||||
movq 32+.Lp434x2(%rip),%r9
|
|
||||||
andq %rax,%r9
|
|
||||||
movq 40+.Lp434x2(%rip),%r10
|
|
||||||
andq %rax,%r10
|
|
||||||
btq $0,%rcx
|
|
||||||
|
|
||||||
adcq %r8,%r12
|
|
||||||
movq %r12,32(%rdx)
|
|
||||||
adcq %r9,%r13
|
|
||||||
movq %r13,40(%rdx)
|
|
||||||
adcq %r10,%r14
|
|
||||||
movq %r14,48(%rdx)
|
|
||||||
|
|
||||||
popq %r14
|
|
||||||
.cfi_adjust_cfa_offset -8
|
|
||||||
popq %r13
|
|
||||||
.cfi_adjust_cfa_offset -8
|
|
||||||
popq %r12
|
|
||||||
.cfi_adjust_cfa_offset -8
|
|
||||||
.byte 0xf3,0xc3
|
|
||||||
.cfi_endproc
|
|
||||||
|
|
||||||
.globl sike_fpsub_asm
|
|
||||||
.hidden sike_fpsub_asm
|
|
||||||
.type sike_fpsub_asm,@function
|
|
||||||
sike_fpsub_asm:
|
|
||||||
.cfi_startproc
|
|
||||||
pushq %r12
|
|
||||||
.cfi_adjust_cfa_offset 8
|
|
||||||
.cfi_offset r12, -16
|
|
||||||
pushq %r13
|
|
||||||
.cfi_adjust_cfa_offset 8
|
|
||||||
.cfi_offset r13, -24
|
|
||||||
pushq %r14
|
|
||||||
.cfi_adjust_cfa_offset 8
|
|
||||||
.cfi_offset r14, -32
|
|
||||||
|
|
||||||
xorq %rax,%rax
|
|
||||||
|
|
||||||
movq 0(%rdi),%r8
|
|
||||||
subq 0(%rsi),%r8
|
|
||||||
movq 8(%rdi),%r9
|
|
||||||
sbbq 8(%rsi),%r9
|
|
||||||
movq 16(%rdi),%r10
|
|
||||||
sbbq 16(%rsi),%r10
|
|
||||||
movq 24(%rdi),%r11
|
|
||||||
sbbq 24(%rsi),%r11
|
|
||||||
movq 32(%rdi),%r12
|
|
||||||
sbbq 32(%rsi),%r12
|
|
||||||
movq 40(%rdi),%r13
|
|
||||||
sbbq 40(%rsi),%r13
|
|
||||||
movq 48(%rdi),%r14
|
|
||||||
sbbq 48(%rsi),%r14
|
|
||||||
|
|
||||||
sbbq $0x0,%rax
|
|
||||||
|
|
||||||
movq .Lp434x2(%rip),%rdi
|
|
||||||
andq %rax,%rdi
|
|
||||||
movq 8+.Lp434x2(%rip),%rsi
|
|
||||||
andq %rax,%rsi
|
|
||||||
movq 16+.Lp434x2(%rip),%rcx
|
|
||||||
andq %rax,%rcx
|
|
||||||
|
|
||||||
addq %rdi,%r8
|
|
||||||
movq %r8,0(%rdx)
|
|
||||||
adcq %rsi,%r9
|
|
||||||
movq %r9,8(%rdx)
|
|
||||||
adcq %rsi,%r10
|
|
||||||
movq %r10,16(%rdx)
|
|
||||||
adcq %rcx,%r11
|
|
||||||
movq %r11,24(%rdx)
|
|
||||||
|
|
||||||
setc %cl
|
|
||||||
movq 24+.Lp434x2(%rip),%r8
|
|
||||||
andq %rax,%r8
|
|
||||||
movq 32+.Lp434x2(%rip),%r9
|
|
||||||
andq %rax,%r9
|
|
||||||
movq 40+.Lp434x2(%rip),%r10
|
|
||||||
andq %rax,%r10
|
|
||||||
btq $0x0,%rcx
|
|
||||||
|
|
||||||
adcq %r8,%r12
|
|
||||||
adcq %r9,%r13
|
|
||||||
adcq %r10,%r14
|
|
||||||
movq %r12,32(%rdx)
|
|
||||||
movq %r13,40(%rdx)
|
|
||||||
movq %r14,48(%rdx)
|
|
||||||
|
|
||||||
popq %r14
|
|
||||||
.cfi_adjust_cfa_offset -8
|
|
||||||
popq %r13
|
|
||||||
.cfi_adjust_cfa_offset -8
|
|
||||||
popq %r12
|
|
||||||
.cfi_adjust_cfa_offset -8
|
|
||||||
.byte 0xf3,0xc3
|
|
||||||
.cfi_endproc
|
|
||||||
.globl sike_mpadd_asm
|
|
||||||
.hidden sike_mpadd_asm
|
|
||||||
.type sike_mpadd_asm,@function
|
|
||||||
sike_mpadd_asm:
|
|
||||||
.cfi_startproc
|
|
||||||
movq 0(%rdi),%r8;
|
|
||||||
movq 8(%rdi),%r9
|
|
||||||
movq 16(%rdi),%r10
|
|
||||||
movq 24(%rdi),%r11
|
|
||||||
movq 32(%rdi),%rcx
|
|
||||||
addq 0(%rsi),%r8
|
|
||||||
adcq 8(%rsi),%r9
|
|
||||||
adcq 16(%rsi),%r10
|
|
||||||
adcq 24(%rsi),%r11
|
|
||||||
adcq 32(%rsi),%rcx
|
|
||||||
movq %r8,0(%rdx)
|
|
||||||
movq %r9,8(%rdx)
|
|
||||||
movq %r10,16(%rdx)
|
|
||||||
movq %r11,24(%rdx)
|
|
||||||
movq %rcx,32(%rdx)
|
|
||||||
|
|
||||||
movq 40(%rdi),%r8
|
|
||||||
movq 48(%rdi),%r9
|
|
||||||
adcq 40(%rsi),%r8
|
|
||||||
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|
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|
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|
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|
|
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|
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|
|
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|
|
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|
|
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|
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|
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|
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|
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|
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|
|
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|
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|
|
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|
|
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|
|
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|
|
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|
|
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|
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|
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|
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|
|
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|
|
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|
|
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|
|
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xorq %rax,%rax
|
|
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|
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|
|
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adoxq %r12,%r9
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|
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|
|
||||||
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|
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adoxq %r13,%r11
|
|
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|
|
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|
|
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xorq %rax,%rax
|
|
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|
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|
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adcxq %r13,%r9
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|
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|
|
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|
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adcxq %r13,%r11
|
|
||||||
adoxq %rcx,%r10
|
|
||||||
|
|
||||||
mulxq 16+.Lp434p1(%rip),%rcx,%r13
|
|
||||||
adcxq %r13,%r12
|
|
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adoxq %rcx,%r11
|
|
||||||
|
|
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mulxq 24+.Lp434p1(%rip),%rcx,%r13
|
|
||||||
adcxq %rax,%r13
|
|
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adoxq %rcx,%r12
|
|
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adoxq %rax,%r13
|
|
||||||
|
|
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xorq %rcx,%rcx
|
|
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addq 56(%rdi),%r8
|
|
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adcq 64(%rdi),%r9
|
|
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adcq 72(%rdi),%r10
|
|
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adcq 80(%rdi),%r11
|
|
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|
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|
|
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|
|
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|
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|
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|
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|
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|
|
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|
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|
|
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xorq %rax,%rax
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mulxq 16+.Lp434p1(%rip),%r13,%r11
|
|
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|
|
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adoxq %r12,%r9
|
|
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adoxq %r13,%r10
|
|
||||||
|
|
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mulxq 24+.Lp434p1(%rip),%r13,%r12
|
|
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adoxq %r13,%r11
|
|
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adoxq %rax,%r12
|
|
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|
|
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addq 72(%rdi),%r8
|
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adcq 80(%rdi),%r9
|
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adcq 88(%rdi),%r10
|
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adcq 96(%rdi),%r11
|
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adcq 104(%rdi),%r12
|
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movq %r9,24(%rsi)
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||||||
.cfi_offset r12, -16
|
|
||||||
pushq %r13
|
|
||||||
.cfi_adjust_cfa_offset 8
|
|
||||||
.cfi_offset r13, -24
|
|
||||||
pushq %r14
|
|
||||||
.cfi_adjust_cfa_offset 8
|
|
||||||
.cfi_offset r14, -32
|
|
||||||
pushq %r15
|
|
||||||
.cfi_adjust_cfa_offset 8
|
|
||||||
.cfi_offset r15, -40
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
movq %rdx,%rcx
|
|
||||||
xorq %rax,%rax
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
movq 0(%rdi),%r8
|
|
||||||
movq 8(%rdi),%r9
|
|
||||||
movq 16(%rdi),%r10
|
|
||||||
movq 24(%rdi),%r11
|
|
||||||
|
|
||||||
pushq %rbx
|
|
||||||
.cfi_adjust_cfa_offset 8
|
|
||||||
.cfi_offset rbx, -48
|
|
||||||
pushq %rbp
|
|
||||||
.cfi_offset rbp, -56
|
|
||||||
.cfi_adjust_cfa_offset 8
|
|
||||||
subq $96,%rsp
|
|
||||||
.cfi_adjust_cfa_offset 96
|
|
||||||
|
|
||||||
addq 32(%rdi),%r8
|
|
||||||
adcq 40(%rdi),%r9
|
|
||||||
adcq 48(%rdi),%r10
|
|
||||||
adcq $0x0,%r11
|
|
||||||
sbbq $0x0,%rax
|
|
||||||
movq %r8,0(%rsp)
|
|
||||||
movq %r9,8(%rsp)
|
|
||||||
movq %r10,16(%rsp)
|
|
||||||
movq %r11,24(%rsp)
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
xorq %rbx,%rbx
|
|
||||||
movq 0(%rsi),%r12
|
|
||||||
movq 8(%rsi),%r13
|
|
||||||
movq 16(%rsi),%r14
|
|
||||||
movq 24(%rsi),%r15
|
|
||||||
addq 32(%rsi),%r12
|
|
||||||
adcq 40(%rsi),%r13
|
|
||||||
adcq 48(%rsi),%r14
|
|
||||||
adcq $0x0,%r15
|
|
||||||
sbbq $0x0,%rbx
|
|
||||||
movq %r12,32(%rsp)
|
|
||||||
movq %r13,40(%rsp)
|
|
||||||
movq %r14,48(%rsp)
|
|
||||||
movq %r15,56(%rsp)
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
andq %rax,%r12
|
|
||||||
andq %rax,%r13
|
|
||||||
andq %rax,%r14
|
|
||||||
andq %rax,%r15
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
andq %rbx,%r8
|
|
||||||
andq %rbx,%r9
|
|
||||||
andq %rbx,%r10
|
|
||||||
andq %rbx,%r11
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
addq %r12,%r8
|
|
||||||
adcq %r13,%r9
|
|
||||||
adcq %r14,%r10
|
|
||||||
adcq %r15,%r11
|
|
||||||
movq %r8,64(%rsp)
|
|
||||||
movq %r9,72(%rsp)
|
|
||||||
movq %r10,80(%rsp)
|
|
||||||
movq %r11,88(%rsp)
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
movq 0+0(%rsp),%rdx
|
|
||||||
mulxq 32+0(%rsp),%r9,%r8
|
|
||||||
movq %r9,0+0(%rsp)
|
|
||||||
mulxq 32+8(%rsp),%r10,%r9
|
|
||||||
xorq %rax,%rax
|
|
||||||
adoxq %r10,%r8
|
|
||||||
mulxq 32+16(%rsp),%r11,%r10
|
|
||||||
adoxq %r11,%r9
|
|
||||||
mulxq 32+24(%rsp),%r12,%r11
|
|
||||||
adoxq %r12,%r10
|
|
||||||
|
|
||||||
movq 0+8(%rsp),%rdx
|
|
||||||
mulxq 32+0(%rsp),%r12,%r13
|
|
||||||
adoxq %rax,%r11
|
|
||||||
xorq %rax,%rax
|
|
||||||
mulxq 32+8(%rsp),%r15,%r14
|
|
||||||
adoxq %r8,%r12
|
|
||||||
movq %r12,0+8(%rsp)
|
|
||||||
adcxq %r15,%r13
|
|
||||||
mulxq 32+16(%rsp),%rbx,%r15
|
|
||||||
adcxq %rbx,%r14
|
|
||||||
adoxq %r9,%r13
|
|
||||||
mulxq 32+24(%rsp),%rbp,%rbx
|
|
||||||
adcxq %rbp,%r15
|
|
||||||
adcxq %rax,%rbx
|
|
||||||
adoxq %r10,%r14
|
|
||||||
|
|
||||||
movq 0+16(%rsp),%rdx
|
|
||||||
mulxq 32+0(%rsp),%r8,%r9
|
|
||||||
adoxq %r11,%r15
|
|
||||||
adoxq %rax,%rbx
|
|
||||||
xorq %rax,%rax
|
|
||||||
mulxq 32+8(%rsp),%r11,%r10
|
|
||||||
adoxq %r13,%r8
|
|
||||||
movq %r8,0+16(%rsp)
|
|
||||||
adcxq %r11,%r9
|
|
||||||
mulxq 32+16(%rsp),%r12,%r11
|
|
||||||
adcxq %r12,%r10
|
|
||||||
adoxq %r14,%r9
|
|
||||||
mulxq 32+24(%rsp),%rbp,%r12
|
|
||||||
adcxq %rbp,%r11
|
|
||||||
adcxq %rax,%r12
|
|
||||||
|
|
||||||
adoxq %r15,%r10
|
|
||||||
adoxq %rbx,%r11
|
|
||||||
adoxq %rax,%r12
|
|
||||||
|
|
||||||
movq 0+24(%rsp),%rdx
|
|
||||||
mulxq 32+0(%rsp),%r8,%r13
|
|
||||||
xorq %rax,%rax
|
|
||||||
mulxq 32+8(%rsp),%r15,%r14
|
|
||||||
adcxq %r15,%r13
|
|
||||||
adoxq %r8,%r9
|
|
||||||
mulxq 32+16(%rsp),%rbx,%r15
|
|
||||||
adcxq %rbx,%r14
|
|
||||||
adoxq %r13,%r10
|
|
||||||
mulxq 32+24(%rsp),%rbp,%rbx
|
|
||||||
adcxq %rbp,%r15
|
|
||||||
adcxq %rax,%rbx
|
|
||||||
adoxq %r14,%r11
|
|
||||||
adoxq %r15,%r12
|
|
||||||
adoxq %rax,%rbx
|
|
||||||
movq %r9,0+24(%rsp)
|
|
||||||
movq %r10,0+32(%rsp)
|
|
||||||
movq %r11,0+40(%rsp)
|
|
||||||
movq %r12,0+48(%rsp)
|
|
||||||
movq %rbx,0+56(%rsp)
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
movq 0+0(%rdi),%rdx
|
|
||||||
mulxq 0+0(%rsi),%r9,%r8
|
|
||||||
movq %r9,0+0(%rcx)
|
|
||||||
mulxq 0+8(%rsi),%r10,%r9
|
|
||||||
xorq %rax,%rax
|
|
||||||
adoxq %r10,%r8
|
|
||||||
mulxq 0+16(%rsi),%r11,%r10
|
|
||||||
adoxq %r11,%r9
|
|
||||||
mulxq 0+24(%rsi),%r12,%r11
|
|
||||||
adoxq %r12,%r10
|
|
||||||
|
|
||||||
movq 0+8(%rdi),%rdx
|
|
||||||
mulxq 0+0(%rsi),%r12,%r13
|
|
||||||
adoxq %rax,%r11
|
|
||||||
xorq %rax,%rax
|
|
||||||
mulxq 0+8(%rsi),%r15,%r14
|
|
||||||
adoxq %r8,%r12
|
|
||||||
movq %r12,0+8(%rcx)
|
|
||||||
adcxq %r15,%r13
|
|
||||||
mulxq 0+16(%rsi),%rbx,%r15
|
|
||||||
adcxq %rbx,%r14
|
|
||||||
adoxq %r9,%r13
|
|
||||||
mulxq 0+24(%rsi),%rbp,%rbx
|
|
||||||
adcxq %rbp,%r15
|
|
||||||
adcxq %rax,%rbx
|
|
||||||
adoxq %r10,%r14
|
|
||||||
|
|
||||||
movq 0+16(%rdi),%rdx
|
|
||||||
mulxq 0+0(%rsi),%r8,%r9
|
|
||||||
adoxq %r11,%r15
|
|
||||||
adoxq %rax,%rbx
|
|
||||||
xorq %rax,%rax
|
|
||||||
mulxq 0+8(%rsi),%r11,%r10
|
|
||||||
adoxq %r13,%r8
|
|
||||||
movq %r8,0+16(%rcx)
|
|
||||||
adcxq %r11,%r9
|
|
||||||
mulxq 0+16(%rsi),%r12,%r11
|
|
||||||
adcxq %r12,%r10
|
|
||||||
adoxq %r14,%r9
|
|
||||||
mulxq 0+24(%rsi),%rbp,%r12
|
|
||||||
adcxq %rbp,%r11
|
|
||||||
adcxq %rax,%r12
|
|
||||||
|
|
||||||
adoxq %r15,%r10
|
|
||||||
adoxq %rbx,%r11
|
|
||||||
adoxq %rax,%r12
|
|
||||||
|
|
||||||
movq 0+24(%rdi),%rdx
|
|
||||||
mulxq 0+0(%rsi),%r8,%r13
|
|
||||||
xorq %rax,%rax
|
|
||||||
mulxq 0+8(%rsi),%r15,%r14
|
|
||||||
adcxq %r15,%r13
|
|
||||||
adoxq %r8,%r9
|
|
||||||
mulxq 0+16(%rsi),%rbx,%r15
|
|
||||||
adcxq %rbx,%r14
|
|
||||||
adoxq %r13,%r10
|
|
||||||
mulxq 0+24(%rsi),%rbp,%rbx
|
|
||||||
adcxq %rbp,%r15
|
|
||||||
adcxq %rax,%rbx
|
|
||||||
adoxq %r14,%r11
|
|
||||||
adoxq %r15,%r12
|
|
||||||
adoxq %rax,%rbx
|
|
||||||
movq %r9,0+24(%rcx)
|
|
||||||
movq %r10,0+32(%rcx)
|
|
||||||
movq %r11,0+40(%rcx)
|
|
||||||
movq %r12,0+48(%rcx)
|
|
||||||
movq %rbx,0+56(%rcx)
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
movq 32+0(%rdi),%rdx
|
|
||||||
mulxq 32+0(%rsi),%r9,%r8
|
|
||||||
movq %r9,64+0(%rcx)
|
|
||||||
mulxq 32+8(%rsi),%r10,%r9
|
|
||||||
xorq %rax,%rax
|
|
||||||
adoxq %r10,%r8
|
|
||||||
mulxq 32+16(%rsi),%r11,%r10
|
|
||||||
adoxq %r11,%r9
|
|
||||||
|
|
||||||
movq 32+8(%rdi),%rdx
|
|
||||||
mulxq 32+0(%rsi),%r12,%r11
|
|
||||||
adoxq %rax,%r10
|
|
||||||
xorq %rax,%rax
|
|
||||||
|
|
||||||
mulxq 32+8(%rsi),%r14,%r13
|
|
||||||
adoxq %r8,%r12
|
|
||||||
movq %r12,64+8(%rcx)
|
|
||||||
adcxq %r14,%r11
|
|
||||||
|
|
||||||
mulxq 32+16(%rsi),%r8,%r14
|
|
||||||
adoxq %r9,%r11
|
|
||||||
adcxq %r8,%r13
|
|
||||||
adcxq %rax,%r14
|
|
||||||
adoxq %r10,%r13
|
|
||||||
|
|
||||||
movq 32+16(%rdi),%rdx
|
|
||||||
mulxq 32+0(%rsi),%r8,%r9
|
|
||||||
adoxq %rax,%r14
|
|
||||||
xorq %rax,%rax
|
|
||||||
|
|
||||||
mulxq 32+8(%rsi),%r10,%r12
|
|
||||||
adoxq %r11,%r8
|
|
||||||
movq %r8,64+16(%rcx)
|
|
||||||
adcxq %r13,%r9
|
|
||||||
|
|
||||||
mulxq 32+16(%rsi),%r11,%r8
|
|
||||||
adcxq %r14,%r12
|
|
||||||
adcxq %rax,%r8
|
|
||||||
adoxq %r10,%r9
|
|
||||||
adoxq %r12,%r11
|
|
||||||
adoxq %rax,%r8
|
|
||||||
movq %r9,64+24(%rcx)
|
|
||||||
movq %r11,64+32(%rcx)
|
|
||||||
movq %r8,64+40(%rcx)
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
movq 64(%rsp),%r8
|
|
||||||
movq 72(%rsp),%r9
|
|
||||||
movq 80(%rsp),%r10
|
|
||||||
movq 88(%rsp),%r11
|
|
||||||
|
|
||||||
movq 32(%rsp),%rax
|
|
||||||
addq %rax,%r8
|
|
||||||
movq 40(%rsp),%rax
|
|
||||||
adcq %rax,%r9
|
|
||||||
movq 48(%rsp),%rax
|
|
||||||
adcq %rax,%r10
|
|
||||||
movq 56(%rsp),%rax
|
|
||||||
adcq %rax,%r11
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
movq 0(%rsp),%r12
|
|
||||||
movq 8(%rsp),%r13
|
|
||||||
movq 16(%rsp),%r14
|
|
||||||
movq 24(%rsp),%r15
|
|
||||||
subq 0(%rcx),%r12
|
|
||||||
sbbq 8(%rcx),%r13
|
|
||||||
sbbq 16(%rcx),%r14
|
|
||||||
sbbq 24(%rcx),%r15
|
|
||||||
sbbq 32(%rcx),%r8
|
|
||||||
sbbq 40(%rcx),%r9
|
|
||||||
sbbq 48(%rcx),%r10
|
|
||||||
sbbq 56(%rcx),%r11
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
subq 64(%rcx),%r12
|
|
||||||
sbbq 72(%rcx),%r13
|
|
||||||
sbbq 80(%rcx),%r14
|
|
||||||
sbbq 88(%rcx),%r15
|
|
||||||
sbbq 96(%rcx),%r8
|
|
||||||
sbbq 104(%rcx),%r9
|
|
||||||
sbbq $0x0,%r10
|
|
||||||
sbbq $0x0,%r11
|
|
||||||
|
|
||||||
addq 32(%rcx),%r12
|
|
||||||
movq %r12,32(%rcx)
|
|
||||||
adcq 40(%rcx),%r13
|
|
||||||
movq %r13,40(%rcx)
|
|
||||||
adcq 48(%rcx),%r14
|
|
||||||
movq %r14,48(%rcx)
|
|
||||||
adcq 56(%rcx),%r15
|
|
||||||
movq %r15,56(%rcx)
|
|
||||||
adcq 64(%rcx),%r8
|
|
||||||
movq %r8,64(%rcx)
|
|
||||||
adcq 72(%rcx),%r9
|
|
||||||
movq %r9,72(%rcx)
|
|
||||||
adcq 80(%rcx),%r10
|
|
||||||
movq %r10,80(%rcx)
|
|
||||||
adcq 88(%rcx),%r11
|
|
||||||
movq %r11,88(%rcx)
|
|
||||||
movq 96(%rcx),%r12
|
|
||||||
adcq $0x0,%r12
|
|
||||||
movq %r12,96(%rcx)
|
|
||||||
movq 104(%rcx),%r13
|
|
||||||
adcq $0x0,%r13
|
|
||||||
movq %r13,104(%rcx)
|
|
||||||
|
|
||||||
addq $96,%rsp
|
|
||||||
.cfi_adjust_cfa_offset -96
|
|
||||||
popq %rbp
|
|
||||||
.cfi_adjust_cfa_offset -8
|
|
||||||
.cfi_same_value rbp
|
|
||||||
popq %rbx
|
|
||||||
.cfi_adjust_cfa_offset -8
|
|
||||||
.cfi_same_value rbx
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
popq %r15
|
|
||||||
.cfi_adjust_cfa_offset -8
|
|
||||||
popq %r14
|
|
||||||
.cfi_adjust_cfa_offset -8
|
|
||||||
popq %r13
|
|
||||||
.cfi_adjust_cfa_offset -8
|
|
||||||
popq %r12
|
|
||||||
.cfi_adjust_cfa_offset -8
|
|
||||||
.byte 0xf3,0xc3
|
|
||||||
.cfi_endproc
|
|
@ -1,207 +0,0 @@
|
|||||||
/********************************************************************************************
|
|
||||||
* SIDH: an efficient supersingular isogeny cryptography library
|
|
||||||
*
|
|
||||||
* Abstract: portable modular arithmetic for P503
|
|
||||||
*********************************************************************************************/
|
|
||||||
#include "common/utils.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
#include "utils.h"
|
|
||||||
#include "fpx.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifndef PQC_NOASM
|
|
||||||
void sike_fprdc_asm(const felm_t ma, felm_t mc);
|
|
||||||
void sike_mpmul_asm(const felm_t a, const felm_t b, dfelm_t c);
|
|
||||||
void sike_fpadd_asm(const felm_t a, const felm_t b, felm_t c);
|
|
||||||
void sike_fpsub_asm(const felm_t a, const felm_t b, felm_t c);
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
|
|
||||||
// Global constants
|
|
||||||
extern const struct params_t params;
|
|
||||||
|
|
||||||
// Digit multiplication, digit * digit -> 2-digit result
|
|
||||||
static void digit_x_digit(const crypto_word_t a, const crypto_word_t b, crypto_word_t* c)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
crypto_word_t al, ah, bl, bh, temp;
|
|
||||||
crypto_word_t albl, albh, ahbl, ahbh, res1, res2, res3, carry;
|
|
||||||
crypto_word_t mask_low = (crypto_word_t)(-1) >> (sizeof(crypto_word_t)*4);
|
|
||||||
crypto_word_t mask_high = (crypto_word_t)(-1) << (sizeof(crypto_word_t)*4);
|
|
||||||
|
|
||||||
al = a & mask_low; // Low part
|
|
||||||
ah = a >> (sizeof(crypto_word_t) * 4); // High part
|
|
||||||
bl = b & mask_low;
|
|
||||||
bh = b >> (sizeof(crypto_word_t) * 4);
|
|
||||||
|
|
||||||
albl = al*bl;
|
|
||||||
albh = al*bh;
|
|
||||||
ahbl = ah*bl;
|
|
||||||
ahbh = ah*bh;
|
|
||||||
c[0] = albl & mask_low; // C00
|
|
||||||
|
|
||||||
res1 = albl >> (sizeof(crypto_word_t) * 4);
|
|
||||||
res2 = ahbl & mask_low;
|
|
||||||
res3 = albh & mask_low;
|
|
||||||
temp = res1 + res2 + res3;
|
|
||||||
carry = temp >> (sizeof(crypto_word_t) * 4);
|
|
||||||
c[0] ^= temp << (sizeof(crypto_word_t) * 4); // C01
|
|
||||||
|
|
||||||
res1 = ahbl >> (sizeof(crypto_word_t) * 4);
|
|
||||||
res2 = albh >> (sizeof(crypto_word_t) * 4);
|
|
||||||
res3 = ahbh & mask_low;
|
|
||||||
temp = res1 + res2 + res3 + carry;
|
|
||||||
c[1] = temp & mask_low; // C10
|
|
||||||
carry = temp & mask_high;
|
|
||||||
c[1] ^= (ahbh & mask_high) + carry; // C11
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Modular addition, c = a+b mod p434.
|
|
||||||
// Inputs: a, b in [0, 2*p434-1]
|
|
||||||
// Output: c in [0, 2*p434-1]
|
|
||||||
void sike_fpadd(const felm_t a, const felm_t b, felm_t c)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
#ifdef PQC_ASM
|
|
||||||
sike_fpadd_asm(a,b,c);
|
|
||||||
#else
|
|
||||||
unsigned int i, carry = 0;
|
|
||||||
crypto_word_t mask;
|
|
||||||
|
|
||||||
for (i = 0; i < NWORDS_FIELD; i++) {
|
|
||||||
ADDC(carry, a[i], b[i], carry, c[i]);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
carry = 0;
|
|
||||||
for (i = 0; i < NWORDS_FIELD; i++) {
|
|
||||||
SUBC(carry, c[i], params.prime_x2[i], carry, c[i]);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
mask = 0 - (crypto_word_t)carry;
|
|
||||||
|
|
||||||
carry = 0;
|
|
||||||
for (i = 0; i < NWORDS_FIELD; i++) {
|
|
||||||
ADDC(carry, c[i], params.prime_x2[i] & mask, carry, c[i]);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void sike_fpsub(const felm_t a, const felm_t b, felm_t c)
|
|
||||||
{ // Modular subtraction, c = a-b mod p434.
|
|
||||||
// Inputs: a, b in [0, 2*p434-1]
|
|
||||||
// Output: c in [0, 2*p434-1]
|
|
||||||
#ifdef PQC_ASM
|
|
||||||
sike_fpsub_asm(a,b,c);
|
|
||||||
#else
|
|
||||||
unsigned int i, borrow = 0;
|
|
||||||
crypto_word_t mask;
|
|
||||||
|
|
||||||
for (i = 0; i < NWORDS_FIELD; i++) {
|
|
||||||
SUBC(borrow, a[i], b[i], borrow, c[i]);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
mask = 0 - (crypto_word_t)borrow;
|
|
||||||
|
|
||||||
borrow = 0;
|
|
||||||
for (i = 0; i < NWORDS_FIELD; i++) {
|
|
||||||
ADDC(borrow, c[i], params.prime_x2[i] & mask, borrow, c[i]);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Multiprecision comba multiply, c = a*b, where lng(a) = lng(b) = NWORDS_FIELD.
|
|
||||||
void sike_mpmul(const felm_t a, const felm_t b, dfelm_t c)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
#ifdef PQC_ASM
|
|
||||||
if (get_cpu_caps()->bmi2 && get_cpu_caps()->adx) {
|
|
||||||
sike_mpmul_asm(a,b,c);
|
|
||||||
return;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
|
|
||||||
unsigned int i, j;
|
|
||||||
crypto_word_t t = 0, u = 0, v = 0, UV[2];
|
|
||||||
unsigned int carry = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
for (i = 0; i < NWORDS_FIELD; i++) {
|
|
||||||
for (j = 0; j <= i; j++) {
|
|
||||||
MUL(a[j], b[i-j], UV+1, UV[0]);
|
|
||||||
ADDC(0, UV[0], v, carry, v);
|
|
||||||
ADDC(carry, UV[1], u, carry, u);
|
|
||||||
t += carry;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
c[i] = v;
|
|
||||||
v = u;
|
|
||||||
u = t;
|
|
||||||
t = 0;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
for (i = NWORDS_FIELD; i < 2*NWORDS_FIELD-1; i++) {
|
|
||||||
for (j = i-NWORDS_FIELD+1; j < NWORDS_FIELD; j++) {
|
|
||||||
MUL(a[j], b[i-j], UV+1, UV[0]);
|
|
||||||
ADDC(0, UV[0], v, carry, v);
|
|
||||||
ADDC(carry, UV[1], u, carry, u);
|
|
||||||
t += carry;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
c[i] = v;
|
|
||||||
v = u;
|
|
||||||
u = t;
|
|
||||||
t = 0;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
c[2*NWORDS_FIELD-1] = v;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Efficient Montgomery reduction using comba and exploiting the special form of the prime p434.
|
|
||||||
// mc = ma*R^-1 mod p434x2, where R = 2^448.
|
|
||||||
// If ma < 2^448*p434, the output mc is in the range [0, 2*p434-1].
|
|
||||||
// ma is assumed to be in Montgomery representation.
|
|
||||||
void sike_fprdc(const felm_t ma, felm_t mc)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
#ifdef PQC_ASM
|
|
||||||
if (get_cpu_caps()->bmi2 && get_cpu_caps()->adx) {
|
|
||||||
sike_fprdc_asm(ma, mc);
|
|
||||||
return;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
unsigned int i, j, carry, count = ZERO_WORDS;
|
|
||||||
crypto_word_t UV[2], t = 0, u = 0, v = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
for (i = 0; i < NWORDS_FIELD; i++) {
|
|
||||||
mc[i] = 0;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
for (i = 0; i < NWORDS_FIELD; i++) {
|
|
||||||
for (j = 0; j < i; j++) {
|
|
||||||
if (j < (i-ZERO_WORDS+1)) {
|
|
||||||
MUL(mc[j], params.prime_p1[i-j], UV+1, UV[0]);
|
|
||||||
ADDC(0, UV[0], v, carry, v);
|
|
||||||
ADDC(carry, UV[1], u, carry, u);
|
|
||||||
t += carry;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
ADDC(0, v, ma[i], carry, v);
|
|
||||||
ADDC(carry, u, 0, carry, u);
|
|
||||||
t += carry;
|
|
||||||
mc[i] = v;
|
|
||||||
v = u;
|
|
||||||
u = t;
|
|
||||||
t = 0;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
for (i = NWORDS_FIELD; i < 2*NWORDS_FIELD-1; i++) {
|
|
||||||
if (count > 0) {
|
|
||||||
count -= 1;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
for (j = i-NWORDS_FIELD+1; j < NWORDS_FIELD; j++) {
|
|
||||||
if (j < (NWORDS_FIELD-count)) {
|
|
||||||
MUL(mc[j], params.prime_p1[i-j], UV+1, UV[0]);
|
|
||||||
ADDC(0, UV[0], v, carry, v);
|
|
||||||
ADDC(carry, UV[1], u, carry, u);
|
|
||||||
t += carry;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
ADDC(0, v, ma[i], carry, v);
|
|
||||||
ADDC(carry, u, 0, carry, u);
|
|
||||||
t += carry;
|
|
||||||
mc[i-NWORDS_FIELD] = v;
|
|
||||||
v = u;
|
|
||||||
u = t;
|
|
||||||
t = 0;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
ADDC(0, v, ma[2*NWORDS_FIELD-1], carry, v);
|
|
||||||
mc[NWORDS_FIELD-1] = v;
|
|
||||||
}
|
|
@ -1,282 +0,0 @@
|
|||||||
/********************************************************************************************
|
|
||||||
* SIDH: an efficient supersingular isogeny cryptography library
|
|
||||||
*
|
|
||||||
* Abstract: core functions over GF(p) and GF(p^2)
|
|
||||||
*********************************************************************************************/
|
|
||||||
#include <stddef.h>
|
|
||||||
#include "utils.h"
|
|
||||||
#include "fpx.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
extern const struct params_t params;
|
|
||||||
|
|
||||||
// Multiprecision squaring, c = a^2 mod p.
|
|
||||||
static void fpsqr_mont(const felm_t ma, felm_t mc)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
dfelm_t temp = {0};
|
|
||||||
sike_mpmul(ma, ma, temp);
|
|
||||||
sike_fprdc(temp, mc);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Chain to compute a^(p-3)/4 using Montgomery arithmetic.
|
|
||||||
static void fpinv_chain_mont(felm_t a)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
unsigned int i, j;
|
|
||||||
felm_t t[31], tt;
|
|
||||||
|
|
||||||
// Precomputed table
|
|
||||||
fpsqr_mont(a, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(a, tt, t[0]);
|
|
||||||
for (i = 0; i <= 29; i++) sike_fpmul_mont(t[i], tt, t[i+1]);
|
|
||||||
|
|
||||||
sike_fpcopy(a, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 7; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[5], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 10; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[14], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 6; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[3], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 6; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[23], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 6; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[13], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 6; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[24], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 6; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[7], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 8; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[12], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 8; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[30], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 6; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[1], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 6; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[30], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 7; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[21], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 9; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[2], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 9; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[19], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 9; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[1], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 7; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[24], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 6; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[26], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 6; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[16], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 7; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[10], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 7; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[6], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 7; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[0], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 9; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[20], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 8; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[9], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 6; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[25], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 9; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[30], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 6; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[26], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 6; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(a, tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 7; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[28], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 6; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[6], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 6; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[10], tt, tt);
|
|
||||||
for (i = 0; i < 9; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[22], tt, tt);
|
|
||||||
for (j = 0; j < 35; j++) {
|
|
||||||
for (i = 0; i < 6; i++) fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t[30], tt, tt);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
sike_fpcopy(tt, a);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Field inversion using Montgomery arithmetic, a = a^(-1)*R mod p.
|
|
||||||
static void fpinv_mont(felm_t a)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
felm_t tt = {0};
|
|
||||||
sike_fpcopy(a, tt);
|
|
||||||
fpinv_chain_mont(tt);
|
|
||||||
fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
fpsqr_mont(tt, tt);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(a, tt, a);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Multiprecision addition, c = a+b, where lng(a) = lng(b) = nwords. Returns the carry bit.
|
|
||||||
#ifndef PQC_ASM
|
|
||||||
inline static unsigned int mp_add(const felm_t a, const felm_t b, felm_t c, const unsigned int nwords) {
|
|
||||||
uint8_t carry = 0;
|
|
||||||
for (size_t i = 0; i < nwords; i++) {
|
|
||||||
ADDC(carry, a[i], b[i], carry, c[i]);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
return carry;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Multiprecision subtraction, c = a-b, where lng(a) = lng(b) = nwords. Returns the borrow bit.
|
|
||||||
inline static unsigned int mp_sub(const felm_t a, const felm_t b, felm_t c, const unsigned int nwords) {
|
|
||||||
uint32_t borrow = 0;
|
|
||||||
for (size_t i = 0; i < nwords; i++) {
|
|
||||||
SUBC(borrow, a[i], b[i], borrow, c[i]);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
return borrow;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
|
|
||||||
// Multiprecision addition, c = a+b.
|
|
||||||
inline static void mp_addfast(const felm_t a, const felm_t b, felm_t c)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
#ifdef PQC_ASM
|
|
||||||
sike_mpadd_asm(a, b, c);
|
|
||||||
#else
|
|
||||||
mp_add(a, b, c, NWORDS_FIELD);
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Multiprecision subtraction, c = a-b, where lng(a) = lng(b) = 2*NWORDS_FIELD.
|
|
||||||
// If c < 0 then returns mask = 0xFF..F, else mask = 0x00..0
|
|
||||||
inline static crypto_word_t mp_subfast(const dfelm_t a, const dfelm_t b, dfelm_t c) {
|
|
||||||
#ifdef PQC_ASM
|
|
||||||
return sike_mpsubx2_asm(a, b, c);
|
|
||||||
#else
|
|
||||||
return (0 - (crypto_word_t)mp_sub(a, b, c, 2*NWORDS_FIELD));
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Multiprecision subtraction, c = c-a-b, where lng(a) = lng(b) = 2*NWORDS_FIELD.
|
|
||||||
// Inputs should be s.t. c > a and c > b
|
|
||||||
inline static void mp_dblsubfast(const dfelm_t a, const dfelm_t b, dfelm_t c) {
|
|
||||||
#ifdef PQC_ASM
|
|
||||||
sike_mpdblsubx2_asm(a, b, c);
|
|
||||||
#else
|
|
||||||
mp_sub(c, a, c, 2*NWORDS_FIELD);
|
|
||||||
mp_sub(c, b, c, 2*NWORDS_FIELD);
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Copy a field element, c = a.
|
|
||||||
void sike_fpcopy(const felm_t a, felm_t c) {
|
|
||||||
for (size_t i = 0; i < NWORDS_FIELD; i++) {
|
|
||||||
c[i] = a[i];
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Field multiplication using Montgomery arithmetic, c = a*b*R^-1 mod prime, where R=2^768
|
|
||||||
void sike_fpmul_mont(const felm_t ma, const felm_t mb, felm_t mc)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
dfelm_t temp = {0};
|
|
||||||
sike_mpmul(ma, mb, temp);
|
|
||||||
sike_fprdc(temp, mc);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Conversion from Montgomery representation to standard representation,
|
|
||||||
// c = ma*R^(-1) mod p = a mod p, where ma in [0, p-1].
|
|
||||||
void sike_from_mont(const felm_t ma, felm_t c)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
felm_t one = {0};
|
|
||||||
one[0] = 1;
|
|
||||||
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(ma, one, c);
|
|
||||||
sike_fpcorrection(c);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// GF(p^2) squaring using Montgomery arithmetic, c = a^2 in GF(p^2).
|
|
||||||
// Inputs: a = a0+a1*i, where a0, a1 are in [0, 2*p-1]
|
|
||||||
// Output: c = c0+c1*i, where c0, c1 are in [0, 2*p-1]
|
|
||||||
void sike_fp2sqr_mont(const f2elm_t a, f2elm_t c) {
|
|
||||||
felm_t t1 = {0}, t2 = {0}, t3 = {0};
|
|
||||||
|
|
||||||
mp_addfast(a->c0, a->c1, t1); // t1 = a0+a1
|
|
||||||
sike_fpsub(a->c0, a->c1, t2); // t2 = a0-a1
|
|
||||||
mp_addfast(a->c0, a->c0, t3); // t3 = 2a0
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t1, t2, c->c0); // c0 = (a0+a1)(a0-a1)
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(t3, a->c1, c->c1); // c1 = 2a0*a1
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Modular negation, a = -a mod p503.
|
|
||||||
// Input/output: a in [0, 2*p503-1]
|
|
||||||
void sike_fpneg(felm_t a) {
|
|
||||||
uint32_t borrow = 0;
|
|
||||||
for (size_t i = 0; i < NWORDS_FIELD; i++) {
|
|
||||||
SUBC(borrow, params.prime_x2[i], a[i], borrow, a[i]);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Modular division by two, c = a/2 mod p503.
|
|
||||||
// Input : a in [0, 2*p503-1]
|
|
||||||
// Output: c in [0, 2*p503-1]
|
|
||||||
void sike_fpdiv2(const felm_t a, felm_t c) {
|
|
||||||
uint32_t carry = 0;
|
|
||||||
crypto_word_t mask;
|
|
||||||
|
|
||||||
mask = 0 - (crypto_word_t)(a[0] & 1); // If a is odd compute a+p503
|
|
||||||
for (size_t i = 0; i < NWORDS_FIELD; i++) {
|
|
||||||
ADDC(carry, a[i], params.prime[i] & mask, carry, c[i]);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Multiprecision right shift by one.
|
|
||||||
for (size_t i = 0; i < NWORDS_FIELD-1; i++) {
|
|
||||||
c[i] = (c[i] >> 1) ^ (c[i+1] << (RADIX - 1));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
c[NWORDS_FIELD-1] >>= 1;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Modular correction to reduce field element a in [0, 2*p503-1] to [0, p503-1].
|
|
||||||
void sike_fpcorrection(felm_t a) {
|
|
||||||
uint32_t borrow = 0;
|
|
||||||
crypto_word_t mask;
|
|
||||||
|
|
||||||
for (size_t i = 0; i < NWORDS_FIELD; i++) {
|
|
||||||
SUBC(borrow, a[i], params.prime[i], borrow, a[i]);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
mask = 0 - (crypto_word_t)borrow;
|
|
||||||
|
|
||||||
borrow = 0;
|
|
||||||
for (size_t i = 0; i < NWORDS_FIELD; i++) {
|
|
||||||
ADDC(borrow, a[i], params.prime[i] & mask, borrow, a[i]);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// GF(p^2) multiplication using Montgomery arithmetic, c = a*b in GF(p^2).
|
|
||||||
// Inputs: a = a0+a1*i and b = b0+b1*i, where a0, a1, b0, b1 are in [0, 2*p-1]
|
|
||||||
// Output: c = c0+c1*i, where c0, c1 are in [0, 2*p-1]
|
|
||||||
void sike_fp2mul_mont(const f2elm_t a, const f2elm_t b, f2elm_t c) {
|
|
||||||
felm_t t1 = {0}, t2 = {0};
|
|
||||||
dfelm_t tt1, tt2, tt3;
|
|
||||||
crypto_word_t mask;
|
|
||||||
|
|
||||||
mp_addfast(a->c0, a->c1, t1); // t1 = a0+a1
|
|
||||||
mp_addfast(b->c0, b->c1, t2); // t2 = b0+b1
|
|
||||||
sike_mpmul(a->c0, b->c0, tt1); // tt1 = a0*b0
|
|
||||||
sike_mpmul(a->c1, b->c1, tt2); // tt2 = a1*b1
|
|
||||||
sike_mpmul(t1, t2, tt3); // tt3 = (a0+a1)*(b0+b1)
|
|
||||||
mp_dblsubfast(tt1, tt2, tt3); // tt3 = (a0+a1)*(b0+b1) - a0*b0 - a1*b1
|
|
||||||
mask = mp_subfast(tt1, tt2, tt1); // tt1 = a0*b0 - a1*b1. If tt1 < 0 then mask = 0xFF..F, else if tt1 >= 0 then mask = 0x00..0
|
|
||||||
|
|
||||||
for (size_t i = 0; i < NWORDS_FIELD; i++) {
|
|
||||||
t1[i] = params.prime[i] & mask;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
sike_fprdc(tt3, c->c1); // c[1] = (a0+a1)*(b0+b1) - a0*b0 - a1*b1
|
|
||||||
mp_addfast(&tt1[NWORDS_FIELD], t1, &tt1[NWORDS_FIELD]);
|
|
||||||
sike_fprdc(tt1, c->c0); // c[0] = a0*b0 - a1*b1
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// GF(p^2) inversion using Montgomery arithmetic, a = (a0-i*a1)/(a0^2+a1^2).
|
|
||||||
void sike_fp2inv_mont(f2elm_t a) {
|
|
||||||
f2elm_t t1 = {0};
|
|
||||||
|
|
||||||
fpsqr_mont(a->c0, t1->c0); // t10 = a0^2
|
|
||||||
fpsqr_mont(a->c1, t1->c1); // t11 = a1^2
|
|
||||||
sike_fpadd(t1->c0, t1->c1, t1->c0); // t10 = a0^2+a1^2
|
|
||||||
fpinv_mont(t1->c0); // t10 = (a0^2+a1^2)^-1
|
|
||||||
sike_fpneg(a->c1); // a = a0-i*a1
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(a->c0, t1->c0, a->c0);
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(a->c1, t1->c0, a->c1); // a = (a0-i*a1)*(a0^2+a1^2)^-1
|
|
||||||
}
|
|
@ -1,110 +0,0 @@
|
|||||||
#ifndef FPX_H_
|
|
||||||
#define FPX_H_
|
|
||||||
|
|
||||||
#include "utils.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
#if defined(__cplusplus)
|
|
||||||
extern "C" {
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
|
|
||||||
// Modular addition, c = a+b mod p.
|
|
||||||
void sike_fpadd(const felm_t a, const felm_t b, felm_t c);
|
|
||||||
// Modular subtraction, c = a-b mod p.
|
|
||||||
void sike_fpsub(const felm_t a, const felm_t b, felm_t c);
|
|
||||||
// Modular division by two, c = a/2 mod p.
|
|
||||||
void sike_fpdiv2(const felm_t a, felm_t c);
|
|
||||||
// Modular correction to reduce field element a in [0, 2*p-1] to [0, p-1].
|
|
||||||
void sike_fpcorrection(felm_t a);
|
|
||||||
// Multiprecision multiply, c = a*b, where lng(a) = lng(b) = nwords.
|
|
||||||
void sike_mpmul(const felm_t a, const felm_t b, dfelm_t c);
|
|
||||||
// 443-bit Montgomery reduction, c = a mod p
|
|
||||||
void sike_fprdc(const dfelm_t a, felm_t c);
|
|
||||||
// Double 2x443-bit multiprecision subtraction, c = c-a-b
|
|
||||||
void sike_mpdblsubx2_asm(const felm_t a, const felm_t b, felm_t c);
|
|
||||||
// Multiprecision subtraction, c = a-b
|
|
||||||
crypto_word_t sike_mpsubx2_asm(const dfelm_t a, const dfelm_t b, dfelm_t c);
|
|
||||||
// 443-bit multiprecision addition, c = a+b
|
|
||||||
void sike_mpadd_asm(const felm_t a, const felm_t b, felm_t c);
|
|
||||||
// Modular negation, a = -a mod p.
|
|
||||||
void sike_fpneg(felm_t a);
|
|
||||||
// Copy of a field element, c = a
|
|
||||||
void sike_fpcopy(const felm_t a, felm_t c);
|
|
||||||
// Copy a field element, c = a.
|
|
||||||
void sike_fpzero(felm_t a);
|
|
||||||
// Conversion from Montgomery representation to standard representation,
|
|
||||||
// c = ma*R^(-1) mod p = a mod p, where ma in [0, p-1].
|
|
||||||
void sike_from_mont(const felm_t ma, felm_t c);
|
|
||||||
// Field multiplication using Montgomery arithmetic, c = a*b*R^-1 mod p443, where R=2^768
|
|
||||||
void sike_fpmul_mont(const felm_t ma, const felm_t mb, felm_t mc);
|
|
||||||
// GF(p443^2) multiplication using Montgomery arithmetic, c = a*b in GF(p443^2)
|
|
||||||
void sike_fp2mul_mont(const f2elm_t a, const f2elm_t b, f2elm_t c);
|
|
||||||
// GF(p443^2) inversion using Montgomery arithmetic, a = (a0-i*a1)/(a0^2+a1^2)
|
|
||||||
void sike_fp2inv_mont(f2elm_t a);
|
|
||||||
// GF(p^2) squaring using Montgomery arithmetic, c = a^2 in GF(p^2).
|
|
||||||
void sike_fp2sqr_mont(const f2elm_t a, f2elm_t c);
|
|
||||||
// Modular correction, a = a in GF(p^2).
|
|
||||||
void sike_fp2correction(f2elm_t a);
|
|
||||||
|
|
||||||
#if defined(__cplusplus)
|
|
||||||
} // extern C
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
|
|
||||||
// GF(p^2) addition, c = a+b in GF(p^2).
|
|
||||||
#define sike_fp2add(a, b, c) \
|
|
||||||
do { \
|
|
||||||
sike_fpadd(a->c0, b->c0, c->c0); \
|
|
||||||
sike_fpadd(a->c1, b->c1, c->c1); \
|
|
||||||
} while(0)
|
|
||||||
|
|
||||||
// GF(p^2) subtraction, c = a-b in GF(p^2).
|
|
||||||
#define sike_fp2sub(a,b,c) \
|
|
||||||
do { \
|
|
||||||
sike_fpsub(a->c0, b->c0, c->c0); \
|
|
||||||
sike_fpsub(a->c1, b->c1, c->c1); \
|
|
||||||
} while(0)
|
|
||||||
|
|
||||||
// Copy a GF(p^2) element, c = a.
|
|
||||||
#define sike_fp2copy(a, c) \
|
|
||||||
do { \
|
|
||||||
sike_fpcopy(a->c0, c->c0); \
|
|
||||||
sike_fpcopy(a->c1, c->c1); \
|
|
||||||
} while(0)
|
|
||||||
|
|
||||||
// GF(p^2) negation, a = -a in GF(p^2).
|
|
||||||
#define sike_fp2neg(a) \
|
|
||||||
do { \
|
|
||||||
sike_fpneg(a->c0); \
|
|
||||||
sike_fpneg(a->c1); \
|
|
||||||
} while(0)
|
|
||||||
|
|
||||||
// GF(p^2) division by two, c = a/2 in GF(p^2).
|
|
||||||
#define sike_fp2div2(a, c) \
|
|
||||||
do { \
|
|
||||||
sike_fpdiv2(a->c0, c->c0); \
|
|
||||||
sike_fpdiv2(a->c1, c->c1); \
|
|
||||||
} while(0)
|
|
||||||
|
|
||||||
// Modular correction, a = a in GF(p^2).
|
|
||||||
#define sike_fp2correction(a) \
|
|
||||||
do { \
|
|
||||||
sike_fpcorrection(a->c0); \
|
|
||||||
sike_fpcorrection(a->c1); \
|
|
||||||
} while(0)
|
|
||||||
|
|
||||||
// Conversion of a GF(p^2) element to Montgomery representation,
|
|
||||||
// mc_i = a_i*R^2*R^(-1) = a_i*R in GF(p^2).
|
|
||||||
#define sike_to_fp2mont(a, mc) \
|
|
||||||
do { \
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(a->c0, params.mont_R2, mc->c0); \
|
|
||||||
sike_fpmul_mont(a->c1, params.mont_R2, mc->c1); \
|
|
||||||
} while(0)
|
|
||||||
|
|
||||||
// Conversion of a GF(p^2) element from Montgomery representation to standard representation,
|
|
||||||
// c_i = ma_i*R^(-1) = a_i in GF(p^2).
|
|
||||||
#define sike_from_fp2mont(ma, c) \
|
|
||||||
do { \
|
|
||||||
sike_from_mont(ma->c0, c->c0); \
|
|
||||||
sike_from_mont(ma->c1, c->c1); \
|
|
||||||
} while(0)
|
|
||||||
|
|
||||||
#endif // FPX_H_
|
|
@ -1,262 +0,0 @@
|
|||||||
/********************************************************************************************
|
|
||||||
* SIDH: an efficient supersingular isogeny cryptography library
|
|
||||||
*
|
|
||||||
* Abstract: elliptic curve and isogeny functions
|
|
||||||
*********************************************************************************************/
|
|
||||||
#include <stddef.h>
|
|
||||||
#include <string.h>
|
|
||||||
#include "utils.h"
|
|
||||||
#include "isogeny.h"
|
|
||||||
#include "fpx.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
static void xDBL(const point_proj_t P, point_proj_t Q, const f2elm_t A24plus, const f2elm_t C24)
|
|
||||||
{ // Doubling of a Montgomery point in projective coordinates (X:Z).
|
|
||||||
// Input: projective Montgomery x-coordinates P = (X1:Z1), where x1=X1/Z1 and Montgomery curve constants A+2C and 4C.
|
|
||||||
// Output: projective Montgomery x-coordinates Q = 2*P = (X2:Z2).
|
|
||||||
f2elm_t t0 = {0}, t1 = {0};
|
|
||||||
|
|
||||||
sike_fp2sub(P->X, P->Z, t0); // t0 = X1-Z1
|
|
||||||
sike_fp2add(P->X, P->Z, t1); // t1 = X1+Z1
|
|
||||||
sike_fp2sqr_mont(t0, t0); // t0 = (X1-Z1)^2
|
|
||||||
sike_fp2sqr_mont(t1, t1); // t1 = (X1+Z1)^2
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(C24, t0, Q->Z); // Z2 = C24*(X1-Z1)^2
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(t1, Q->Z, Q->X); // X2 = C24*(X1-Z1)^2*(X1+Z1)^2
|
|
||||||
sike_fp2sub(t1, t0, t1); // t1 = (X1+Z1)^2-(X1-Z1)^2
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(A24plus, t1, t0); // t0 = A24plus*[(X1+Z1)^2-(X1-Z1)^2]
|
|
||||||
sike_fp2add(Q->Z, t0, Q->Z); // Z2 = A24plus*[(X1+Z1)^2-(X1-Z1)^2] + C24*(X1-Z1)^2
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(Q->Z, t1, Q->Z); // Z2 = [A24plus*[(X1+Z1)^2-(X1-Z1)^2] + C24*(X1-Z1)^2]*[(X1+Z1)^2-(X1-Z1)^2]
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void xDBLe(const point_proj_t P, point_proj_t Q, const f2elm_t A24plus, const f2elm_t C24, size_t e)
|
|
||||||
{ // Computes [2^e](X:Z) on Montgomery curve with projective constant via e repeated doublings.
|
|
||||||
// Input: projective Montgomery x-coordinates P = (XP:ZP), such that xP=XP/ZP and Montgomery curve constants A+2C and 4C.
|
|
||||||
// Output: projective Montgomery x-coordinates Q <- (2^e)*P.
|
|
||||||
|
|
||||||
memmove(Q, P, sizeof(*P));
|
|
||||||
for (size_t i = 0; i < e; i++) {
|
|
||||||
xDBL(Q, Q, A24plus, C24);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void get_4_isog(const point_proj_t P, f2elm_t A24plus, f2elm_t C24, f2elm_t* coeff)
|
|
||||||
{ // Computes the corresponding 4-isogeny of a projective Montgomery point (X4:Z4) of order 4.
|
|
||||||
// Input: projective point of order four P = (X4:Z4).
|
|
||||||
// Output: the 4-isogenous Montgomery curve with projective coefficients A+2C/4C and the 3 coefficients
|
|
||||||
// that are used to evaluate the isogeny at a point in eval_4_isog().
|
|
||||||
|
|
||||||
sike_fp2sub(P->X, P->Z, coeff[1]); // coeff[1] = X4-Z4
|
|
||||||
sike_fp2add(P->X, P->Z, coeff[2]); // coeff[2] = X4+Z4
|
|
||||||
sike_fp2sqr_mont(P->Z, coeff[0]); // coeff[0] = Z4^2
|
|
||||||
sike_fp2add(coeff[0], coeff[0], coeff[0]); // coeff[0] = 2*Z4^2
|
|
||||||
sike_fp2sqr_mont(coeff[0], C24); // C24 = 4*Z4^4
|
|
||||||
sike_fp2add(coeff[0], coeff[0], coeff[0]); // coeff[0] = 4*Z4^2
|
|
||||||
sike_fp2sqr_mont(P->X, A24plus); // A24plus = X4^2
|
|
||||||
sike_fp2add(A24plus, A24plus, A24plus); // A24plus = 2*X4^2
|
|
||||||
sike_fp2sqr_mont(A24plus, A24plus); // A24plus = 4*X4^4
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void eval_4_isog(point_proj_t P, f2elm_t* coeff)
|
|
||||||
{ // Evaluates the isogeny at the point (X:Z) in the domain of the isogeny, given a 4-isogeny phi defined
|
|
||||||
// by the 3 coefficients in coeff (computed in the function get_4_isog()).
|
|
||||||
// Inputs: the coefficients defining the isogeny, and the projective point P = (X:Z).
|
|
||||||
// Output: the projective point P = phi(P) = (X:Z) in the codomain.
|
|
||||||
f2elm_t t0 = {0}, t1 = {0};
|
|
||||||
|
|
||||||
sike_fp2add(P->X, P->Z, t0); // t0 = X+Z
|
|
||||||
sike_fp2sub(P->X, P->Z, t1); // t1 = X-Z
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(t0, coeff[1], P->X); // X = (X+Z)*coeff[1]
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(t1, coeff[2], P->Z); // Z = (X-Z)*coeff[2]
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(t0, t1, t0); // t0 = (X+Z)*(X-Z)
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(t0, coeff[0], t0); // t0 = coeff[0]*(X+Z)*(X-Z)
|
|
||||||
sike_fp2add(P->X, P->Z, t1); // t1 = (X-Z)*coeff[2] + (X+Z)*coeff[1]
|
|
||||||
sike_fp2sub(P->X, P->Z, P->Z); // Z = (X-Z)*coeff[2] - (X+Z)*coeff[1]
|
|
||||||
sike_fp2sqr_mont(t1, t1); // t1 = [(X-Z)*coeff[2] + (X+Z)*coeff[1]]^2
|
|
||||||
sike_fp2sqr_mont(P->Z, P->Z); // Z = [(X-Z)*coeff[2] - (X+Z)*coeff[1]]^2
|
|
||||||
sike_fp2add(t1, t0, P->X); // X = coeff[0]*(X+Z)*(X-Z) + [(X-Z)*coeff[2] + (X+Z)*coeff[1]]^2
|
|
||||||
sike_fp2sub(P->Z, t0, t0); // t0 = [(X-Z)*coeff[2] - (X+Z)*coeff[1]]^2 - coeff[0]*(X+Z)*(X-Z)
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(P->X, t1, P->X); // Xfinal
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(P->Z, t0, P->Z); // Zfinal
|
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||||||
}
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||||||
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||||||
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||||||
void xTPL(const point_proj_t P, point_proj_t Q, const f2elm_t A24minus, const f2elm_t A24plus)
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||||||
{ // Tripling of a Montgomery point in projective coordinates (X:Z).
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||||||
// Input: projective Montgomery x-coordinates P = (X:Z), where x=X/Z and Montgomery curve constants A24plus = A+2C and A24minus = A-2C.
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||||||
// Output: projective Montgomery x-coordinates Q = 3*P = (X3:Z3).
|
|
||||||
f2elm_t t0, t1, t2, t3, t4, t5, t6;
|
|
||||||
|
|
||||||
sike_fp2sub(P->X, P->Z, t0); // t0 = X-Z
|
|
||||||
sike_fp2sqr_mont(t0, t2); // t2 = (X-Z)^2
|
|
||||||
sike_fp2add(P->X, P->Z, t1); // t1 = X+Z
|
|
||||||
sike_fp2sqr_mont(t1, t3); // t3 = (X+Z)^2
|
|
||||||
sike_fp2add(t0, t1, t4); // t4 = 2*X
|
|
||||||
sike_fp2sub(t1, t0, t0); // t0 = 2*Z
|
|
||||||
sike_fp2sqr_mont(t4, t1); // t1 = 4*X^2
|
|
||||||
sike_fp2sub(t1, t3, t1); // t1 = 4*X^2 - (X+Z)^2
|
|
||||||
sike_fp2sub(t1, t2, t1); // t1 = 4*X^2 - (X+Z)^2 - (X-Z)^2
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(t3, A24plus, t5); // t5 = A24plus*(X+Z)^2
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(t3, t5, t3); // t3 = A24plus*(X+Z)^3
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(A24minus, t2, t6); // t6 = A24minus*(X-Z)^2
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(t2, t6, t2); // t2 = A24minus*(X-Z)^3
|
|
||||||
sike_fp2sub(t2, t3, t3); // t3 = A24minus*(X-Z)^3 - coeff*(X+Z)^3
|
|
||||||
sike_fp2sub(t5, t6, t2); // t2 = A24plus*(X+Z)^2 - A24minus*(X-Z)^2
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(t1, t2, t1); // t1 = [4*X^2 - (X+Z)^2 - (X-Z)^2]*[A24plus*(X+Z)^2 - A24minus*(X-Z)^2]
|
|
||||||
sike_fp2add(t3, t1, t2); // t2 = [4*X^2 - (X+Z)^2 - (X-Z)^2]*[A24plus*(X+Z)^2 - A24minus*(X-Z)^2] + A24minus*(X-Z)^3 - coeff*(X+Z)^3
|
|
||||||
sike_fp2sqr_mont(t2, t2); // t2 = t2^2
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(t4, t2, Q->X); // X3 = 2*X*t2
|
|
||||||
sike_fp2sub(t3, t1, t1); // t1 = A24minus*(X-Z)^3 - A24plus*(X+Z)^3 - [4*X^2 - (X+Z)^2 - (X-Z)^2]*[A24plus*(X+Z)^2 - A24minus*(X-Z)^2]
|
|
||||||
sike_fp2sqr_mont(t1, t1); // t1 = t1^2
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(t0, t1, Q->Z); // Z3 = 2*Z*t1
|
|
||||||
}
|
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||||||
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||||||
void xTPLe(const point_proj_t P, point_proj_t Q, const f2elm_t A24minus, const f2elm_t A24plus, size_t e)
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||||||
{ // Computes [3^e](X:Z) on Montgomery curve with projective constant via e repeated triplings.
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||||||
// Input: projective Montgomery x-coordinates P = (XP:ZP), such that xP=XP/ZP and Montgomery curve constants A24plus = A+2C and A24minus = A-2C.
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|
||||||
// Output: projective Montgomery x-coordinates Q <- (3^e)*P.
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|
||||||
memmove(Q, P, sizeof(*P));
|
|
||||||
for (size_t i = 0; i < e; i++) {
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||||||
xTPL(Q, Q, A24minus, A24plus);
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||||||
}
|
|
||||||
}
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||||||
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|
||||||
void get_3_isog(const point_proj_t P, f2elm_t A24minus, f2elm_t A24plus, f2elm_t* coeff)
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||||||
{ // Computes the corresponding 3-isogeny of a projective Montgomery point (X3:Z3) of order 3.
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||||||
// Input: projective point of order three P = (X3:Z3).
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|
||||||
// Output: the 3-isogenous Montgomery curve with projective coefficient A/C.
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|
||||||
f2elm_t t0 = {0}, t1 = {0}, t2 = {0}, t3 = {0}, t4 = {0};
|
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||||||
|
|
||||||
sike_fp2sub(P->X, P->Z, coeff[0]); // coeff0 = X-Z
|
|
||||||
sike_fp2sqr_mont(coeff[0], t0); // t0 = (X-Z)^2
|
|
||||||
sike_fp2add(P->X, P->Z, coeff[1]); // coeff1 = X+Z
|
|
||||||
sike_fp2sqr_mont(coeff[1], t1); // t1 = (X+Z)^2
|
|
||||||
sike_fp2add(t0, t1, t2); // t2 = (X+Z)^2 + (X-Z)^2
|
|
||||||
sike_fp2add(coeff[0], coeff[1], t3); // t3 = 2*X
|
|
||||||
sike_fp2sqr_mont(t3, t3); // t3 = 4*X^2
|
|
||||||
sike_fp2sub(t3, t2, t3); // t3 = 4*X^2 - (X+Z)^2 - (X-Z)^2
|
|
||||||
sike_fp2add(t1, t3, t2); // t2 = 4*X^2 - (X-Z)^2
|
|
||||||
sike_fp2add(t3, t0, t3); // t3 = 4*X^2 - (X+Z)^2
|
|
||||||
sike_fp2add(t0, t3, t4); // t4 = 4*X^2 - (X+Z)^2 + (X-Z)^2
|
|
||||||
sike_fp2add(t4, t4, t4); // t4 = 2(4*X^2 - (X+Z)^2 + (X-Z)^2)
|
|
||||||
sike_fp2add(t1, t4, t4); // t4 = 8*X^2 - (X+Z)^2 + 2*(X-Z)^2
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(t2, t4, A24minus); // A24minus = [4*X^2 - (X-Z)^2]*[8*X^2 - (X+Z)^2 + 2*(X-Z)^2]
|
|
||||||
sike_fp2add(t1, t2, t4); // t4 = 4*X^2 + (X+Z)^2 - (X-Z)^2
|
|
||||||
sike_fp2add(t4, t4, t4); // t4 = 2(4*X^2 + (X+Z)^2 - (X-Z)^2)
|
|
||||||
sike_fp2add(t0, t4, t4); // t4 = 8*X^2 + 2*(X+Z)^2 - (X-Z)^2
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(t3, t4, t4); // t4 = [4*X^2 - (X+Z)^2]*[8*X^2 + 2*(X+Z)^2 - (X-Z)^2]
|
|
||||||
sike_fp2sub(t4, A24minus, t0); // t0 = [4*X^2 - (X+Z)^2]*[8*X^2 + 2*(X+Z)^2 - (X-Z)^2] - [4*X^2 - (X-Z)^2]*[8*X^2 - (X+Z)^2 + 2*(X-Z)^2]
|
|
||||||
sike_fp2add(A24minus, t0, A24plus); // A24plus = 8*X^2 - (X+Z)^2 + 2*(X-Z)^2
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
void eval_3_isog(point_proj_t Q, f2elm_t* coeff)
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||||||
{ // Computes the 3-isogeny R=phi(X:Z), given projective point (X3:Z3) of order 3 on a Montgomery curve and
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||||||
// a point P with 2 coefficients in coeff (computed in the function get_3_isog()).
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|
||||||
// Inputs: projective points P = (X3:Z3) and Q = (X:Z).
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||||||
// Output: the projective point Q <- phi(Q) = (X3:Z3).
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||||||
f2elm_t t0, t1, t2;
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|
||||||
|
|
||||||
sike_fp2add(Q->X, Q->Z, t0); // t0 = X+Z
|
|
||||||
sike_fp2sub(Q->X, Q->Z, t1); // t1 = X-Z
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(t0, coeff[0], t0); // t0 = coeff0*(X+Z)
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(t1, coeff[1], t1); // t1 = coeff1*(X-Z)
|
|
||||||
sike_fp2add(t0, t1, t2); // t2 = coeff0*(X+Z) + coeff1*(X-Z)
|
|
||||||
sike_fp2sub(t1, t0, t0); // t0 = coeff1*(X-Z) - coeff0*(X+Z)
|
|
||||||
sike_fp2sqr_mont(t2, t2); // t2 = [coeff0*(X+Z) + coeff1*(X-Z)]^2
|
|
||||||
sike_fp2sqr_mont(t0, t0); // t0 = [coeff1*(X-Z) - coeff0*(X+Z)]^2
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(Q->X, t2, Q->X); // X3final = X*[coeff0*(X+Z) + coeff1*(X-Z)]^2
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(Q->Z, t0, Q->Z); // Z3final = Z*[coeff1*(X-Z) - coeff0*(X+Z)]^2
|
|
||||||
}
|
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||||||
|
|
||||||
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|
||||||
void inv_3_way(f2elm_t z1, f2elm_t z2, f2elm_t z3)
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||||||
{ // 3-way simultaneous inversion
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||||||
// Input: z1,z2,z3
|
|
||||||
// Output: 1/z1,1/z2,1/z3 (override inputs).
|
|
||||||
f2elm_t t0, t1, t2, t3;
|
|
||||||
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(z1, z2, t0); // t0 = z1*z2
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(z3, t0, t1); // t1 = z1*z2*z3
|
|
||||||
sike_fp2inv_mont(t1); // t1 = 1/(z1*z2*z3)
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(z3, t1, t2); // t2 = 1/(z1*z2)
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(t2, z2, t3); // t3 = 1/z1
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(t2, z1, z2); // z2 = 1/z2
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(t0, t1, z3); // z3 = 1/z3
|
|
||||||
sike_fp2copy(t3, z1); // z1 = 1/z1
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
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||||||
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|
||||||
void get_A(const f2elm_t xP, const f2elm_t xQ, const f2elm_t xR, f2elm_t A)
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||||||
{ // Given the x-coordinates of P, Q, and R, returns the value A corresponding to the Montgomery curve E_A: y^2=x^3+A*x^2+x such that R=Q-P on E_A.
|
|
||||||
// Input: the x-coordinates xP, xQ, and xR of the points P, Q and R.
|
|
||||||
// Output: the coefficient A corresponding to the curve E_A: y^2=x^3+A*x^2+x.
|
|
||||||
f2elm_t t0 = F2ELM_INIT, t1 = F2ELM_INIT, one = F2ELM_INIT;
|
|
||||||
|
|
||||||
extern const struct params_t params;
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||||||
sike_fpcopy(params.mont_one, one->c0);
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||||||
sike_fp2add(xP, xQ, t1); // t1 = xP+xQ
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(xP, xQ, t0); // t0 = xP*xQ
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(xR, t1, A); // A = xR*t1
|
|
||||||
sike_fp2add(t0, A, A); // A = A+t0
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(t0, xR, t0); // t0 = t0*xR
|
|
||||||
sike_fp2sub(A, one, A); // A = A-1
|
|
||||||
sike_fp2add(t0, t0, t0); // t0 = t0+t0
|
|
||||||
sike_fp2add(t1, xR, t1); // t1 = t1+xR
|
|
||||||
sike_fp2add(t0, t0, t0); // t0 = t0+t0
|
|
||||||
sike_fp2sqr_mont(A, A); // A = A^2
|
|
||||||
sike_fp2inv_mont(t0); // t0 = 1/t0
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(A, t0, A); // A = A*t0
|
|
||||||
sike_fp2sub(A, t1, A); // Afinal = A-t1
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
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|
||||||
void j_inv(const f2elm_t A, const f2elm_t C, f2elm_t jinv)
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||||||
{ // Computes the j-invariant of a Montgomery curve with projective constant.
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||||||
// Input: A,C in GF(p^2).
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||||||
// Output: j=256*(A^2-3*C^2)^3/(C^4*(A^2-4*C^2)), which is the j-invariant of the Montgomery curve B*y^2=x^3+(A/C)*x^2+x or (equivalently) j-invariant of B'*y^2=C*x^3+A*x^2+C*x.
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|
||||||
f2elm_t t0 = F2ELM_INIT, t1 = F2ELM_INIT;
|
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||||||
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||||||
sike_fp2sqr_mont(A, jinv); // jinv = A^2
|
|
||||||
sike_fp2sqr_mont(C, t1); // t1 = C^2
|
|
||||||
sike_fp2add(t1, t1, t0); // t0 = t1+t1
|
|
||||||
sike_fp2sub(jinv, t0, t0); // t0 = jinv-t0
|
|
||||||
sike_fp2sub(t0, t1, t0); // t0 = t0-t1
|
|
||||||
sike_fp2sub(t0, t1, jinv); // jinv = t0-t1
|
|
||||||
sike_fp2sqr_mont(t1, t1); // t1 = t1^2
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(jinv, t1, jinv); // jinv = jinv*t1
|
|
||||||
sike_fp2add(t0, t0, t0); // t0 = t0+t0
|
|
||||||
sike_fp2add(t0, t0, t0); // t0 = t0+t0
|
|
||||||
sike_fp2sqr_mont(t0, t1); // t1 = t0^2
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(t0, t1, t0); // t0 = t0*t1
|
|
||||||
sike_fp2add(t0, t0, t0); // t0 = t0+t0
|
|
||||||
sike_fp2add(t0, t0, t0); // t0 = t0+t0
|
|
||||||
sike_fp2inv_mont(jinv); // jinv = 1/jinv
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(jinv, t0, jinv); // jinv = t0*jinv
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
void xDBLADD(point_proj_t P, point_proj_t Q, const f2elm_t xPQ, const f2elm_t A24)
|
|
||||||
{ // Simultaneous doubling and differential addition.
|
|
||||||
// Input: projective Montgomery points P=(XP:ZP) and Q=(XQ:ZQ) such that xP=XP/ZP and xQ=XQ/ZQ, affine difference xPQ=x(P-Q) and Montgomery curve constant A24=(A+2)/4.
|
|
||||||
// Output: projective Montgomery points P <- 2*P = (X2P:Z2P) such that x(2P)=X2P/Z2P, and Q <- P+Q = (XQP:ZQP) such that = x(Q+P)=XQP/ZQP.
|
|
||||||
f2elm_t t0 = F2ELM_INIT, t1 = F2ELM_INIT, t2 = F2ELM_INIT;
|
|
||||||
|
|
||||||
sike_fp2add(P->X, P->Z, t0); // t0 = XP+ZP
|
|
||||||
sike_fp2sub(P->X, P->Z, t1); // t1 = XP-ZP
|
|
||||||
sike_fp2sqr_mont(t0, P->X); // XP = (XP+ZP)^2
|
|
||||||
sike_fp2sub(Q->X, Q->Z, t2); // t2 = XQ-ZQ
|
|
||||||
sike_fp2correction(t2);
|
|
||||||
sike_fp2add(Q->X, Q->Z, Q->X); // XQ = XQ+ZQ
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(t0, t2, t0); // t0 = (XP+ZP)*(XQ-ZQ)
|
|
||||||
sike_fp2sqr_mont(t1, P->Z); // ZP = (XP-ZP)^2
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(t1, Q->X, t1); // t1 = (XP-ZP)*(XQ+ZQ)
|
|
||||||
sike_fp2sub(P->X, P->Z, t2); // t2 = (XP+ZP)^2-(XP-ZP)^2
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(P->X, P->Z, P->X); // XP = (XP+ZP)^2*(XP-ZP)^2
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(t2, A24, Q->X); // XQ = A24*[(XP+ZP)^2-(XP-ZP)^2]
|
|
||||||
sike_fp2sub(t0, t1, Q->Z); // ZQ = (XP+ZP)*(XQ-ZQ)-(XP-ZP)*(XQ+ZQ)
|
|
||||||
sike_fp2add(Q->X, P->Z, P->Z); // ZP = A24*[(XP+ZP)^2-(XP-ZP)^2]+(XP-ZP)^2
|
|
||||||
sike_fp2add(t0, t1, Q->X); // XQ = (XP+ZP)*(XQ-ZQ)+(XP-ZP)*(XQ+ZQ)
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(P->Z, t2, P->Z); // ZP = [A24*[(XP+ZP)^2-(XP-ZP)^2]+(XP-ZP)^2]*[(XP+ZP)^2-(XP-ZP)^2]
|
|
||||||
sike_fp2sqr_mont(Q->Z, Q->Z); // ZQ = [(XP+ZP)*(XQ-ZQ)-(XP-ZP)*(XQ+ZQ)]^2
|
|
||||||
sike_fp2sqr_mont(Q->X, Q->X); // XQ = [(XP+ZP)*(XQ-ZQ)+(XP-ZP)*(XQ+ZQ)]^2
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(Q->Z, xPQ, Q->Z); // ZQ = xPQ*[(XP+ZP)*(XQ-ZQ)-(XP-ZP)*(XQ+ZQ)]^2
|
|
||||||
}
|
|
@ -1,49 +0,0 @@
|
|||||||
#ifndef ISOGENY_H_
|
|
||||||
#define ISOGENY_H_
|
|
||||||
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|
||||||
// Computes [2^e](X:Z) on Montgomery curve with projective
|
|
||||||
// constant via e repeated doublings.
|
|
||||||
void xDBLe(
|
|
||||||
const point_proj_t P, point_proj_t Q, const f2elm_t A24plus,
|
|
||||||
const f2elm_t C24, size_t e);
|
|
||||||
// Simultaneous doubling and differential addition.
|
|
||||||
void xDBLADD(
|
|
||||||
point_proj_t P, point_proj_t Q, const f2elm_t xPQ,
|
|
||||||
const f2elm_t A24);
|
|
||||||
// Tripling of a Montgomery point in projective coordinates (X:Z).
|
|
||||||
void xTPL(
|
|
||||||
const point_proj_t P, point_proj_t Q, const f2elm_t A24minus,
|
|
||||||
const f2elm_t A24plus);
|
|
||||||
// Computes [3^e](X:Z) on Montgomery curve with projective constant
|
|
||||||
// via e repeated triplings.
|
|
||||||
void xTPLe(
|
|
||||||
const point_proj_t P, point_proj_t Q, const f2elm_t A24minus,
|
|
||||||
const f2elm_t A24plus, size_t e);
|
|
||||||
// Given the x-coordinates of P, Q, and R, returns the value A
|
|
||||||
// corresponding to the Montgomery curve E_A: y^2=x^3+A*x^2+x such that R=Q-P on E_A.
|
|
||||||
void get_A(
|
|
||||||
const f2elm_t xP, const f2elm_t xQ, const f2elm_t xR, f2elm_t A);
|
|
||||||
// Computes the j-invariant of a Montgomery curve with projective constant.
|
|
||||||
void j_inv(
|
|
||||||
const f2elm_t A, const f2elm_t C, f2elm_t jinv);
|
|
||||||
// Computes the corresponding 4-isogeny of a projective Montgomery
|
|
||||||
// point (X4:Z4) of order 4.
|
|
||||||
void get_4_isog(
|
|
||||||
const point_proj_t P, f2elm_t A24plus, f2elm_t C24, f2elm_t* coeff);
|
|
||||||
// Computes the corresponding 3-isogeny of a projective Montgomery
|
|
||||||
// point (X3:Z3) of order 3.
|
|
||||||
void get_3_isog(
|
|
||||||
const point_proj_t P, f2elm_t A24minus, f2elm_t A24plus,
|
|
||||||
f2elm_t* coeff);
|
|
||||||
// Computes the 3-isogeny R=phi(X:Z), given projective point (X3:Z3)
|
|
||||||
// of order 3 on a Montgomery curve and a point P with coefficients given in coeff.
|
|
||||||
void eval_3_isog(
|
|
||||||
point_proj_t Q, f2elm_t* coeff);
|
|
||||||
// Evaluates the isogeny at the point (X:Z) in the domain of the isogeny.
|
|
||||||
void eval_4_isog(
|
|
||||||
point_proj_t P, f2elm_t* coeff);
|
|
||||||
// 3-way simultaneous inversion
|
|
||||||
void inv_3_way(
|
|
||||||
f2elm_t z1, f2elm_t z2, f2elm_t z3);
|
|
||||||
|
|
||||||
#endif // ISOGENY_H_
|
|
@ -1,128 +0,0 @@
|
|||||||
/********************************************************************************************
|
|
||||||
* SIDH: an efficient supersingular isogeny cryptography library
|
|
||||||
*
|
|
||||||
* Abstract: supersingular isogeny parameters and generation of functions for P434
|
|
||||||
*********************************************************************************************/
|
|
||||||
|
|
||||||
#include "utils.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
// Parameters for isogeny system "SIKE"
|
|
||||||
const struct params_t params = {
|
|
||||||
.prime = {
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0xFFFFFFFFFFFFFFFF), U64_TO_WORDS(0xFFFFFFFFFFFFFFFF),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0xFFFFFFFFFFFFFFFF), U64_TO_WORDS(0xFDC1767AE2FFFFFF),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x7BC65C783158AEA3), U64_TO_WORDS(0x6CFC5FD681C52056),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x0002341F27177344)
|
|
||||||
},
|
|
||||||
.prime_p1 = {
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x0000000000000000), U64_TO_WORDS(0x0000000000000000),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x0000000000000000), U64_TO_WORDS(0xFDC1767AE3000000),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x7BC65C783158AEA3), U64_TO_WORDS(0x6CFC5FD681C52056),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x0002341F27177344)
|
|
||||||
},
|
|
||||||
.prime_x2 = {
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0xFFFFFFFFFFFFFFFE), U64_TO_WORDS(0xFFFFFFFFFFFFFFFF),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0xFFFFFFFFFFFFFFFF), U64_TO_WORDS(0xFB82ECF5C5FFFFFF),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0xF78CB8F062B15D47), U64_TO_WORDS(0xD9F8BFAD038A40AC),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x0004683E4E2EE688)
|
|
||||||
},
|
|
||||||
.A_gen = {
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x05ADF455C5C345BF), U64_TO_WORDS(0x91935C5CC767AC2B),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0xAFE4E879951F0257), U64_TO_WORDS(0x70E792DC89FA27B1),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0xF797F526BB48C8CD), U64_TO_WORDS(0x2181DB6131AF621F),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x00000A1C08B1ECC4), // XPA0
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x74840EB87CDA7788), U64_TO_WORDS(0x2971AA0ECF9F9D0B),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0xCB5732BDF41715D5), U64_TO_WORDS(0x8CD8E51F7AACFFAA),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0xA7F424730D7E419F), U64_TO_WORDS(0xD671EB919A179E8C),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x0000FFA26C5A924A), // XPA1
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0xFEC6E64588B7273B), U64_TO_WORDS(0xD2A626D74CBBF1C6),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0xF8F58F07A78098C7), U64_TO_WORDS(0xE23941F470841B03),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x1B63EDA2045538DD), U64_TO_WORDS(0x735CFEB0FFD49215),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x0001C4CB77542876), // XQA0
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0xADB0F733C17FFDD6), U64_TO_WORDS(0x6AFFBD037DA0A050),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x680EC43DB144E02F), U64_TO_WORDS(0x1E2E5D5FF524E374),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0xE2DDA115260E2995), U64_TO_WORDS(0xA6E4B552E2EDE508),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x00018ECCDDF4B53E), // XQA1
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x01BA4DB518CD6C7D), U64_TO_WORDS(0x2CB0251FE3CC0611),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x259B0C6949A9121B), U64_TO_WORDS(0x60E17AC16D2F82AD),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x3AA41F1CE175D92D), U64_TO_WORDS(0x413FBE6A9B9BC4F3),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x00022A81D8D55643), // XRA0
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0xB8ADBC70FC82E54A), U64_TO_WORDS(0xEF9CDDB0D5FADDED),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x5820C734C80096A0), U64_TO_WORDS(0x7799994BAA96E0E4),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x044961599E379AF8), U64_TO_WORDS(0xDB2B94FBF09F27E2),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x0000B87FC716C0C6) // XRA1
|
|
||||||
},
|
|
||||||
.B_gen = {
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x6E5497556EDD48A3), U64_TO_WORDS(0x2A61B501546F1C05),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0xEB919446D049887D), U64_TO_WORDS(0x5864A4A69D450C4F),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0xB883F276A6490D2B), U64_TO_WORDS(0x22CC287022D5F5B9),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x0001BED4772E551F), // XPB0
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x0000000000000000), U64_TO_WORDS(0x0000000000000000),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x0000000000000000), U64_TO_WORDS(0x0000000000000000),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x0000000000000000), U64_TO_WORDS(0x0000000000000000),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x0000000000000000), // XPB1
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0xFAE2A3F93D8B6B8E), U64_TO_WORDS(0x494871F51700FE1C),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0xEF1A94228413C27C), U64_TO_WORDS(0x498FF4A4AF60BD62),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0xB00AD2A708267E8A), U64_TO_WORDS(0xF4328294E017837F),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x000034080181D8AE), // XQB0
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x0000000000000000), U64_TO_WORDS(0x0000000000000000),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x0000000000000000), U64_TO_WORDS(0x0000000000000000),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x0000000000000000), U64_TO_WORDS(0x0000000000000000),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x0000000000000000), // XQB1
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x283B34FAFEFDC8E4), U64_TO_WORDS(0x9208F44977C3E647),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x7DEAE962816F4E9A), U64_TO_WORDS(0x68A2BA8AA262EC9D),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x8176F112EA43F45B), U64_TO_WORDS(0x02106D022634F504),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x00007E8A50F02E37), // XRB0
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0xB378B7C1DA22CCB1), U64_TO_WORDS(0x6D089C99AD1D9230),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0xEBE15711813E2369), U64_TO_WORDS(0x2B35A68239D48A53),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x445F6FD138407C93), U64_TO_WORDS(0xBEF93B29A3F6B54B),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x000173FA910377D3) // XRB1
|
|
||||||
},
|
|
||||||
.mont_R2 = {
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x28E55B65DCD69B30), U64_TO_WORDS(0xACEC7367768798C2),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0xAB27973F8311688D), U64_TO_WORDS(0x175CC6AF8D6C7C0B),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0xABCD92BF2DDE347E), U64_TO_WORDS(0x69E16A61C7686D9A),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x000025A89BCDD12A)
|
|
||||||
},
|
|
||||||
.mont_one = {
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x000000000000742C), U64_TO_WORDS(0x0000000000000000),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x0000000000000000), U64_TO_WORDS(0xB90FF404FC000000),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0xD801A4FB559FACD4), U64_TO_WORDS(0xE93254545F77410C),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x0000ECEEA7BD2EDA)
|
|
||||||
},
|
|
||||||
.mont_six = {
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x000000000002B90A), U64_TO_WORDS(0x0000000000000000),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x0000000000000000), U64_TO_WORDS(0x5ADCCB2822000000),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x187D24F39F0CAFB4), U64_TO_WORDS(0x9D353A4D394145A0),
|
|
||||||
U64_TO_WORDS(0x00012559A0403298)
|
|
||||||
},
|
|
||||||
.A_strat = {
|
|
||||||
0x30, 0x1C, 0x10, 0x08, 0x04, 0x02, 0x01, 0x01, 0x02, 0x01,
|
|
||||||
0x01, 0x04, 0x02, 0x01, 0x01, 0x02, 0x01, 0x01, 0x08, 0x04,
|
|
||||||
0x02, 0x01, 0x01, 0x02, 0x01, 0x01, 0x04, 0x02, 0x01, 0x01,
|
|
||||||
0x02, 0x01, 0x01, 0x0D, 0x07, 0x04, 0x02, 0x01, 0x01, 0x02,
|
|
||||||
0x01, 0x01, 0x03, 0x02, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x05, 0x04,
|
|
||||||
0x02, 0x01, 0x01, 0x02, 0x01, 0x01, 0x02, 0x01, 0x01, 0x01,
|
|
||||||
0x15, 0x0C, 0x07, 0x04, 0x02, 0x01, 0x01, 0x02, 0x01, 0x01,
|
|
||||||
0x03, 0x02, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x05, 0x03, 0x02, 0x01,
|
|
||||||
0x01, 0x01, 0x01, 0x02, 0x01, 0x01, 0x01, 0x09, 0x05, 0x03,
|
|
||||||
0x02, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x02, 0x01, 0x01, 0x01, 0x04,
|
|
||||||
0x02, 0x01, 0x01, 0x01, 0x02, 0x01, 0x01
|
|
||||||
},
|
|
||||||
.B_strat = {
|
|
||||||
0x42, 0x21, 0x11, 0x09, 0x05, 0x03, 0x02, 0x01, 0x01, 0x01,
|
|
||||||
0x01, 0x02, 0x01, 0x01, 0x01, 0x04, 0x02, 0x01, 0x01, 0x01,
|
|
||||||
0x02, 0x01, 0x01, 0x08, 0x04, 0x02, 0x01, 0x01, 0x01, 0x02,
|
|
||||||
0x01, 0x01, 0x04, 0x02, 0x01, 0x01, 0x02, 0x01, 0x01, 0x10,
|
|
||||||
0x08, 0x04, 0x02, 0x01, 0x01, 0x01, 0x02, 0x01, 0x01, 0x04,
|
|
||||||
0x02, 0x01, 0x01, 0x02, 0x01, 0x01, 0x08, 0x04, 0x02, 0x01,
|
|
||||||
0x01, 0x02, 0x01, 0x01, 0x04, 0x02, 0x01, 0x01, 0x02, 0x01,
|
|
||||||
0x01, 0x20, 0x10, 0x08, 0x04, 0x03, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01,
|
|
||||||
0x02, 0x01, 0x01, 0x04, 0x02, 0x01, 0x01, 0x02, 0x01, 0x01,
|
|
||||||
0x08, 0x04, 0x02, 0x01, 0x01, 0x02, 0x01, 0x01, 0x04, 0x02,
|
|
||||||
0x01, 0x01, 0x02, 0x01, 0x01, 0x10, 0x08, 0x04, 0x02, 0x01,
|
|
||||||
0x01, 0x02, 0x01, 0x01, 0x04, 0x02, 0x01, 0x01, 0x02, 0x01,
|
|
||||||
0x01, 0x08, 0x04, 0x02, 0x01, 0x01, 0x02, 0x01, 0x01, 0x04,
|
|
||||||
0x02, 0x01, 0x01, 0x02, 0x01, 0x01
|
|
||||||
}
|
|
||||||
};
|
|
@ -1,505 +0,0 @@
|
|||||||
/********************************************************************************************
|
|
||||||
* SIDH: an efficient supersingular isogeny cryptography library
|
|
||||||
*
|
|
||||||
* Abstract: supersingular isogeny key encapsulation (SIKE) protocol
|
|
||||||
*********************************************************************************************/
|
|
||||||
|
|
||||||
#include <assert.h>
|
|
||||||
#include <stddef.h>
|
|
||||||
#include <stdint.h>
|
|
||||||
#include <string.h>
|
|
||||||
#include <randombytes.h>
|
|
||||||
#include <common/fips202.h>
|
|
||||||
|
|
||||||
#include "utils.h"
|
|
||||||
#include "isogeny.h"
|
|
||||||
#include "fpx.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
extern const struct params_t params;
|
|
||||||
|
|
||||||
// SIDH_JINV_BYTESZ is a number of bytes used for encoding j-invariant.
|
|
||||||
#define SIDH_JINV_BYTESZ 110U
|
|
||||||
// SIDH_PRV_A_BITSZ is a number of bits of SIDH private key (2-isogeny)
|
|
||||||
#define SIDH_PRV_A_BITSZ 216U
|
|
||||||
// SIDH_PRV_A_BITSZ is a number of bits of SIDH private key (3-isogeny)
|
|
||||||
#define SIDH_PRV_B_BITSZ 217U
|
|
||||||
// MAX_INT_POINTS_ALICE is a number of points used in 2-isogeny tree computation
|
|
||||||
#define MAX_INT_POINTS_ALICE 7U
|
|
||||||
// MAX_INT_POINTS_ALICE is a number of points used in 3-isogeny tree computation
|
|
||||||
#define MAX_INT_POINTS_BOB 8U
|
|
||||||
|
|
||||||
// Swap points.
|
|
||||||
// If option = 0 then P <- P and Q <- Q, else if option = 0xFF...FF then P <- Q and Q <- P
|
|
||||||
static inline void sike_fp2cswap(point_proj_t P, point_proj_t Q, const crypto_word_t option)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
crypto_word_t temp;
|
|
||||||
for (size_t i = 0; i < NWORDS_FIELD; i++) {
|
|
||||||
temp = option & (P->X->c0[i] ^ Q->X->c0[i]);
|
|
||||||
P->X->c0[i] = temp ^ P->X->c0[i];
|
|
||||||
Q->X->c0[i] = temp ^ Q->X->c0[i];
|
|
||||||
temp = option & (P->Z->c0[i] ^ Q->Z->c0[i]);
|
|
||||||
P->Z->c0[i] = temp ^ P->Z->c0[i];
|
|
||||||
Q->Z->c0[i] = temp ^ Q->Z->c0[i];
|
|
||||||
temp = option & (P->X->c1[i] ^ Q->X->c1[i]);
|
|
||||||
P->X->c1[i] = temp ^ P->X->c1[i];
|
|
||||||
Q->X->c1[i] = temp ^ Q->X->c1[i];
|
|
||||||
temp = option & (P->Z->c1[i] ^ Q->Z->c1[i]);
|
|
||||||
P->Z->c1[i] = temp ^ P->Z->c1[i];
|
|
||||||
Q->Z->c1[i] = temp ^ Q->Z->c1[i];
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
static void ladder3Pt(
|
|
||||||
const f2elm_t xP, const f2elm_t xQ, const f2elm_t xPQ, const uint8_t* m,
|
|
||||||
int is_A, point_proj_t R, const f2elm_t A) {
|
|
||||||
point_proj_t R0 = POINT_PROJ_INIT, R2 = POINT_PROJ_INIT;
|
|
||||||
f2elm_t A24 = F2ELM_INIT;
|
|
||||||
crypto_word_t mask;
|
|
||||||
int bit, swap, prevbit = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
const size_t nbits = is_A?SIDH_PRV_A_BITSZ:SIDH_PRV_B_BITSZ;
|
|
||||||
|
|
||||||
// Initializing constant
|
|
||||||
sike_fpcopy(params.mont_one, A24[0].c0);
|
|
||||||
sike_fp2add(A24, A24, A24);
|
|
||||||
sike_fp2add(A, A24, A24);
|
|
||||||
sike_fp2div2(A24, A24);
|
|
||||||
sike_fp2div2(A24, A24); // A24 = (A+2)/4
|
|
||||||
|
|
||||||
// Initializing points
|
|
||||||
sike_fp2copy(xQ, R0->X);
|
|
||||||
sike_fpcopy(params.mont_one, R0->Z[0].c0);
|
|
||||||
sike_fp2copy(xPQ, R2->X);
|
|
||||||
sike_fpcopy(params.mont_one, R2->Z[0].c0);
|
|
||||||
sike_fp2copy(xP, R->X);
|
|
||||||
sike_fpcopy(params.mont_one, R->Z[0].c0);
|
|
||||||
memset(R->Z->c1, 0, sizeof(R->Z->c1));
|
|
||||||
|
|
||||||
// Main loop
|
|
||||||
for (size_t i = 0; i < nbits; i++) {
|
|
||||||
bit = (m[i >> 3] >> (i & 7)) & 1;
|
|
||||||
swap = bit ^ prevbit;
|
|
||||||
prevbit = bit;
|
|
||||||
mask = 0 - (crypto_word_t)swap;
|
|
||||||
|
|
||||||
sike_fp2cswap(R, R2, mask);
|
|
||||||
xDBLADD(R0, R2, R->X, A24);
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(R2->X, R->Z, R2->X);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
swap = 0 ^ prevbit;
|
|
||||||
mask = 0 - (crypto_word_t)swap;
|
|
||||||
sike_fp2cswap(R, R2, mask);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Initialization of basis points
|
|
||||||
static inline void sike_init_basis(const crypto_word_t *gen, f2elm_t XP, f2elm_t XQ, f2elm_t XR) {
|
|
||||||
sike_fpcopy(gen, XP->c0);
|
|
||||||
sike_fpcopy(gen + NWORDS_FIELD, XP->c1);
|
|
||||||
sike_fpcopy(gen + 2*NWORDS_FIELD, XQ->c0);
|
|
||||||
sike_fpcopy(gen + 3*NWORDS_FIELD, XQ->c1);
|
|
||||||
sike_fpcopy(gen + 4*NWORDS_FIELD, XR->c0);
|
|
||||||
sike_fpcopy(gen + 5*NWORDS_FIELD, XR->c1);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Conversion of GF(p^2) element from Montgomery to standard representation.
|
|
||||||
static inline void sike_fp2_encode(const f2elm_t x, uint8_t *enc) {
|
|
||||||
f2elm_t t={0};
|
|
||||||
sike_from_fp2mont(x, t);
|
|
||||||
|
|
||||||
// convert to bytes in little endian form
|
|
||||||
for (size_t i=0; i<FIELD_BYTESZ; i++) {
|
|
||||||
enc[i+ 0] = (t[0].c0[i/LSZ] >> (8*(i%LSZ))) & 0xFF;
|
|
||||||
enc[i+FIELD_BYTESZ] = (t[0].c1[i/LSZ] >> (8*(i%LSZ))) & 0xFF;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Parse byte sequence back into GF(p^2) element, and conversion to Montgomery representation.
|
|
||||||
// Elements over GF(p503) are encoded in 63 octets in little endian format
|
|
||||||
// (i.e., the least significant octet is located in the lowest memory address).
|
|
||||||
static inline void fp2_decode(const uint8_t *enc, f2elm_t t) {
|
|
||||||
memset(t[0].c0, 0, sizeof(t[0].c0));
|
|
||||||
memset(t[0].c1, 0, sizeof(t[0].c1));
|
|
||||||
// convert bytes in little endian form to f2elm_t
|
|
||||||
for (size_t i = 0; i < FIELD_BYTESZ; i++) {
|
|
||||||
t[0].c0[i/LSZ] |= ((crypto_word_t)enc[i+ 0]) << (8*(i%LSZ));
|
|
||||||
t[0].c1[i/LSZ] |= ((crypto_word_t)enc[i+FIELD_BYTESZ]) << (8*(i%LSZ));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
sike_to_fp2mont(t, t);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Alice's ephemeral public key generation
|
|
||||||
// Input: a private key prA in the range [0, 2^250 - 1], stored in 32 bytes.
|
|
||||||
// Output: the public key pkA consisting of 3 GF(p503^2) elements encoded in 378 bytes.
|
|
||||||
static void gen_iso_A(const uint8_t* skA, uint8_t* pkA)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
point_proj_t R, pts[MAX_INT_POINTS_ALICE];
|
|
||||||
point_proj_t phiP = POINT_PROJ_INIT;
|
|
||||||
point_proj_t phiQ = POINT_PROJ_INIT;
|
|
||||||
point_proj_t phiR = POINT_PROJ_INIT;
|
|
||||||
f2elm_t XPA, XQA, XRA, coeff[3] = {0};
|
|
||||||
f2elm_t A24plus = F2ELM_INIT;
|
|
||||||
f2elm_t C24 = F2ELM_INIT;
|
|
||||||
f2elm_t A = F2ELM_INIT;
|
|
||||||
unsigned int m, index = 0, pts_index[MAX_INT_POINTS_ALICE] = {0}, npts = 0, ii = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
// Initialize basis points
|
|
||||||
sike_init_basis(params.A_gen, XPA, XQA, XRA);
|
|
||||||
sike_init_basis(params.B_gen, phiP->X, phiQ->X, phiR->X);
|
|
||||||
sike_fpcopy(params.mont_one, (phiP->Z)->c0);
|
|
||||||
sike_fpcopy(params.mont_one, (phiQ->Z)->c0);
|
|
||||||
sike_fpcopy(params.mont_one, (phiR->Z)->c0);
|
|
||||||
|
|
||||||
// Initialize constants: A24plus = A+2C, C24 = 4C, where A=6, C=1
|
|
||||||
sike_fpcopy(params.mont_one, A24plus->c0);
|
|
||||||
sike_fp2add(A24plus, A24plus, A24plus);
|
|
||||||
sike_fp2add(A24plus, A24plus, C24);
|
|
||||||
sike_fp2add(A24plus, C24, A);
|
|
||||||
sike_fp2add(C24, C24, A24plus);
|
|
||||||
|
|
||||||
// Retrieve kernel point
|
|
||||||
ladder3Pt(XPA, XQA, XRA, skA, 1, R, A);
|
|
||||||
|
|
||||||
// Traverse tree
|
|
||||||
index = 0;
|
|
||||||
for (size_t row = 1; row < A_max; row++) {
|
|
||||||
while (index < A_max-row) {
|
|
||||||
sike_fp2copy(R->X, pts[npts]->X);
|
|
||||||
sike_fp2copy(R->Z, pts[npts]->Z);
|
|
||||||
pts_index[npts++] = index;
|
|
||||||
m = params.A_strat[ii++];
|
|
||||||
xDBLe(R, R, A24plus, C24, (2*m));
|
|
||||||
index += m;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
get_4_isog(R, A24plus, C24, coeff);
|
|
||||||
|
|
||||||
for (size_t i = 0; i < npts; i++) {
|
|
||||||
eval_4_isog(pts[i], coeff);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
eval_4_isog(phiP, coeff);
|
|
||||||
eval_4_isog(phiQ, coeff);
|
|
||||||
eval_4_isog(phiR, coeff);
|
|
||||||
|
|
||||||
sike_fp2copy(pts[npts-1]->X, R->X);
|
|
||||||
sike_fp2copy(pts[npts-1]->Z, R->Z);
|
|
||||||
index = pts_index[npts-1];
|
|
||||||
npts -= 1;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
get_4_isog(R, A24plus, C24, coeff);
|
|
||||||
eval_4_isog(phiP, coeff);
|
|
||||||
eval_4_isog(phiQ, coeff);
|
|
||||||
eval_4_isog(phiR, coeff);
|
|
||||||
|
|
||||||
inv_3_way(phiP->Z, phiQ->Z, phiR->Z);
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(phiP->X, phiP->Z, phiP->X);
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(phiQ->X, phiQ->Z, phiQ->X);
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(phiR->X, phiR->Z, phiR->X);
|
|
||||||
|
|
||||||
// Format public key
|
|
||||||
sike_fp2_encode(phiP->X, pkA);
|
|
||||||
sike_fp2_encode(phiQ->X, pkA + SIDH_JINV_BYTESZ);
|
|
||||||
sike_fp2_encode(phiR->X, pkA + 2*SIDH_JINV_BYTESZ);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Bob's ephemeral key-pair generation
|
|
||||||
// It produces a private key skB and computes the public key pkB.
|
|
||||||
// The private key is an integer in the range [0, 2^Floor(Log(2,3^159)) - 1], stored in 32 bytes.
|
|
||||||
// The public key consists of 3 GF(p503^2) elements encoded in 378 bytes.
|
|
||||||
static void gen_iso_B(const uint8_t* skB, uint8_t* pkB)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
point_proj_t R, pts[MAX_INT_POINTS_BOB];
|
|
||||||
point_proj_t phiP = POINT_PROJ_INIT;
|
|
||||||
point_proj_t phiQ = POINT_PROJ_INIT;
|
|
||||||
point_proj_t phiR = POINT_PROJ_INIT;
|
|
||||||
f2elm_t XPB, XQB, XRB, coeff[3] = {0};
|
|
||||||
f2elm_t A24plus = F2ELM_INIT;
|
|
||||||
f2elm_t A24minus = F2ELM_INIT;
|
|
||||||
f2elm_t A = F2ELM_INIT;
|
|
||||||
unsigned int m, index = 0, pts_index[MAX_INT_POINTS_BOB] = {0}, npts = 0, ii = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
// Initialize basis points
|
|
||||||
sike_init_basis(params.B_gen, XPB, XQB, XRB);
|
|
||||||
sike_init_basis(params.A_gen, phiP->X, phiQ->X, phiR->X);
|
|
||||||
sike_fpcopy(params.mont_one, (phiP->Z)->c0);
|
|
||||||
sike_fpcopy(params.mont_one, (phiQ->Z)->c0);
|
|
||||||
sike_fpcopy(params.mont_one, (phiR->Z)->c0);
|
|
||||||
|
|
||||||
// Initialize constants: A24minus = A-2C, A24plus = A+2C, where A=6, C=1
|
|
||||||
sike_fpcopy(params.mont_one, A24plus->c0);
|
|
||||||
sike_fp2add(A24plus, A24plus, A24plus);
|
|
||||||
sike_fp2add(A24plus, A24plus, A24minus);
|
|
||||||
sike_fp2add(A24plus, A24minus, A);
|
|
||||||
sike_fp2add(A24minus, A24minus, A24plus);
|
|
||||||
|
|
||||||
// Retrieve kernel point
|
|
||||||
ladder3Pt(XPB, XQB, XRB, skB, 0, R, A);
|
|
||||||
|
|
||||||
// Traverse tree
|
|
||||||
index = 0;
|
|
||||||
for (size_t row = 1; row < B_max; row++) {
|
|
||||||
while (index < B_max-row) {
|
|
||||||
sike_fp2copy(R->X, pts[npts]->X);
|
|
||||||
sike_fp2copy(R->Z, pts[npts]->Z);
|
|
||||||
pts_index[npts++] = index;
|
|
||||||
m = params.B_strat[ii++];
|
|
||||||
xTPLe(R, R, A24minus, A24plus, m);
|
|
||||||
index += m;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
get_3_isog(R, A24minus, A24plus, coeff);
|
|
||||||
|
|
||||||
for (size_t i = 0; i < npts; i++) {
|
|
||||||
eval_3_isog(pts[i], coeff);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
eval_3_isog(phiP, coeff);
|
|
||||||
eval_3_isog(phiQ, coeff);
|
|
||||||
eval_3_isog(phiR, coeff);
|
|
||||||
|
|
||||||
sike_fp2copy(pts[npts-1]->X, R->X);
|
|
||||||
sike_fp2copy(pts[npts-1]->Z, R->Z);
|
|
||||||
index = pts_index[npts-1];
|
|
||||||
npts -= 1;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
get_3_isog(R, A24minus, A24plus, coeff);
|
|
||||||
eval_3_isog(phiP, coeff);
|
|
||||||
eval_3_isog(phiQ, coeff);
|
|
||||||
eval_3_isog(phiR, coeff);
|
|
||||||
|
|
||||||
inv_3_way(phiP->Z, phiQ->Z, phiR->Z);
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(phiP->X, phiP->Z, phiP->X);
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(phiQ->X, phiQ->Z, phiQ->X);
|
|
||||||
sike_fp2mul_mont(phiR->X, phiR->Z, phiR->X);
|
|
||||||
|
|
||||||
// Format public key
|
|
||||||
sike_fp2_encode(phiP->X, pkB);
|
|
||||||
sike_fp2_encode(phiQ->X, pkB + SIDH_JINV_BYTESZ);
|
|
||||||
sike_fp2_encode(phiR->X, pkB + 2*SIDH_JINV_BYTESZ);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Alice's ephemeral shared secret computation
|
|
||||||
// It produces a shared secret key ssA using her secret key skA and Bob's public key pkB
|
|
||||||
// Inputs: Alice's skA is an integer in the range [0, 2^250 - 1], stored in 32 bytes.
|
|
||||||
// Bob's pkB consists of 3 GF(p503^2) elements encoded in 378 bytes.
|
|
||||||
// Output: a shared secret ssA that consists of one element in GF(p503^2) encoded in 126 bytes.
|
|
||||||
static void ex_iso_A(const uint8_t* skA, const uint8_t* pkB, uint8_t* ssA)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
point_proj_t R, pts[MAX_INT_POINTS_ALICE];
|
|
||||||
f2elm_t coeff[3], PKB[3], jinv;
|
|
||||||
f2elm_t A24plus = F2ELM_INIT;
|
|
||||||
f2elm_t C24 = F2ELM_INIT;
|
|
||||||
f2elm_t A = F2ELM_INIT;
|
|
||||||
unsigned int m, index = 0, pts_index[MAX_INT_POINTS_ALICE], npts = 0, ii = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
// Initialize images of Bob's basis
|
|
||||||
fp2_decode(pkB, PKB[0]);
|
|
||||||
fp2_decode(pkB + SIDH_JINV_BYTESZ, PKB[1]);
|
|
||||||
fp2_decode(pkB + 2*SIDH_JINV_BYTESZ, PKB[2]);
|
|
||||||
|
|
||||||
// Initialize constants
|
|
||||||
get_A(PKB[0], PKB[1], PKB[2], A);
|
|
||||||
sike_fpadd(params.mont_one, params.mont_one, C24->c0);
|
|
||||||
sike_fp2add(A, C24, A24plus);
|
|
||||||
sike_fpadd(C24->c0, C24->c0, C24->c0);
|
|
||||||
|
|
||||||
// Retrieve kernel point
|
|
||||||
ladder3Pt(PKB[0], PKB[1], PKB[2], skA, 1, R, A);
|
|
||||||
|
|
||||||
// Traverse tree
|
|
||||||
index = 0;
|
|
||||||
for (size_t row = 1; row < A_max; row++) {
|
|
||||||
while (index < A_max-row) {
|
|
||||||
sike_fp2copy(R->X, pts[npts]->X);
|
|
||||||
sike_fp2copy(R->Z, pts[npts]->Z);
|
|
||||||
pts_index[npts++] = index;
|
|
||||||
m = params.A_strat[ii++];
|
|
||||||
xDBLe(R, R, A24plus, C24, (2*m));
|
|
||||||
index += m;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
get_4_isog(R, A24plus, C24, coeff);
|
|
||||||
|
|
||||||
for (size_t i = 0; i < npts; i++) {
|
|
||||||
eval_4_isog(pts[i], coeff);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
sike_fp2copy(pts[npts-1]->X, R->X);
|
|
||||||
sike_fp2copy(pts[npts-1]->Z, R->Z);
|
|
||||||
index = pts_index[npts-1];
|
|
||||||
npts -= 1;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
get_4_isog(R, A24plus, C24, coeff);
|
|
||||||
sike_fp2add(A24plus, A24plus, A24plus);
|
|
||||||
sike_fp2sub(A24plus, C24, A24plus);
|
|
||||||
sike_fp2add(A24plus, A24plus, A24plus);
|
|
||||||
j_inv(A24plus, C24, jinv);
|
|
||||||
sike_fp2_encode(jinv, ssA);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Bob's ephemeral shared secret computation
|
|
||||||
// It produces a shared secret key ssB using his secret key skB and Alice's public key pkA
|
|
||||||
// Inputs: Bob's skB is an integer in the range [0, 2^Floor(Log(2,3^159)) - 1], stored in 32 bytes.
|
|
||||||
// Alice's pkA consists of 3 GF(p503^2) elements encoded in 378 bytes.
|
|
||||||
// Output: a shared secret ssB that consists of one element in GF(p503^2) encoded in 126 bytes.
|
|
||||||
static void ex_iso_B(const uint8_t* skB, const uint8_t* pkA, uint8_t* ssB)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
point_proj_t R, pts[MAX_INT_POINTS_BOB] = {0};
|
|
||||||
f2elm_t coeff[3] = {0}, PKB[3] = {0}, jinv;
|
|
||||||
f2elm_t A24plus = F2ELM_INIT;
|
|
||||||
f2elm_t A24minus = F2ELM_INIT;
|
|
||||||
f2elm_t A = F2ELM_INIT;
|
|
||||||
unsigned int m, index = 0, pts_index[MAX_INT_POINTS_BOB] = {0}, npts = 0, ii = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
// Initialize images of Alice's basis
|
|
||||||
fp2_decode(pkA, PKB[0]);
|
|
||||||
fp2_decode(pkA + SIDH_JINV_BYTESZ, PKB[1]);
|
|
||||||
fp2_decode(pkA + 2*SIDH_JINV_BYTESZ, PKB[2]);
|
|
||||||
|
|
||||||
// Initialize constants
|
|
||||||
get_A(PKB[0], PKB[1], PKB[2], A);
|
|
||||||
sike_fpadd(params.mont_one, params.mont_one, A24minus->c0);
|
|
||||||
sike_fp2add(A, A24minus, A24plus);
|
|
||||||
sike_fp2sub(A, A24minus, A24minus);
|
|
||||||
|
|
||||||
// Retrieve kernel point
|
|
||||||
ladder3Pt(PKB[0], PKB[1], PKB[2], skB, 0, R, A);
|
|
||||||
|
|
||||||
// Traverse tree
|
|
||||||
index = 0;
|
|
||||||
for (size_t row = 1; row < B_max; row++) {
|
|
||||||
while (index < B_max-row) {
|
|
||||||
sike_fp2copy(R->X, pts[npts]->X);
|
|
||||||
sike_fp2copy(R->Z, pts[npts]->Z);
|
|
||||||
pts_index[npts++] = index;
|
|
||||||
m = params.B_strat[ii++];
|
|
||||||
xTPLe(R, R, A24minus, A24plus, m);
|
|
||||||
index += m;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
get_3_isog(R, A24minus, A24plus, coeff);
|
|
||||||
|
|
||||||
for (size_t i = 0; i < npts; i++) {
|
|
||||||
eval_3_isog(pts[i], coeff);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
sike_fp2copy(pts[npts-1]->X, R->X);
|
|
||||||
sike_fp2copy(pts[npts-1]->Z, R->Z);
|
|
||||||
index = pts_index[npts-1];
|
|
||||||
npts -= 1;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
get_3_isog(R, A24minus, A24plus, coeff);
|
|
||||||
sike_fp2add(A24plus, A24minus, A);
|
|
||||||
sike_fp2add(A, A, A);
|
|
||||||
sike_fp2sub(A24plus, A24minus, A24plus);
|
|
||||||
j_inv(A, A24plus, jinv);
|
|
||||||
sike_fp2_encode(jinv, ssB);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
int SIKE_keypair(uint8_t out_priv[SIKE_PRV_BYTESZ],
|
|
||||||
uint8_t out_pub[SIKE_PUB_BYTESZ]) {
|
|
||||||
// Calculate private key for Alice. Needs to be in range [0, 2^0xFA - 1] and <
|
|
||||||
// 253 bits
|
|
||||||
randombytes(out_priv, SIKE_MSG_BYTESZ);
|
|
||||||
randombytes(&out_priv[SIKE_MSG_BYTESZ], SIKE_PRV_BYTESZ);
|
|
||||||
out_priv[SIKE_MSG_BYTESZ+28-1] = (out_priv[SIKE_MSG_BYTESZ+28-1] & 0x01);
|
|
||||||
gen_iso_B(&out_priv[SIKE_MSG_BYTESZ], out_pub);
|
|
||||||
return 1;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void SIKE_encaps(uint8_t out_shared_key[SIKE_SS_BYTESZ],
|
|
||||||
uint8_t out_ciphertext[SIKE_CT_BYTESZ],
|
|
||||||
const uint8_t pub_key[SIKE_PUB_BYTESZ]) {
|
|
||||||
// Secret buffer is reused by the function to store some ephemeral
|
|
||||||
// secret data. It's size must be maximum of 64,
|
|
||||||
// SIKE_MSG_BYTESZ and SIDH_PRV_A_BITSZ in bytes.
|
|
||||||
uint8_t secret[32]; // OZAPTF, why?
|
|
||||||
uint8_t j[SIDH_JINV_BYTESZ] = {0};
|
|
||||||
uint8_t temp[SIKE_MSG_BYTESZ + SIKE_CT_BYTESZ];
|
|
||||||
shake256incctx ctx;
|
|
||||||
|
|
||||||
// Generate secret key for A
|
|
||||||
// secret key A = SHAKE256({0,1}^n || pub_key)) mod SIDH_PRV_A_BITSZ
|
|
||||||
randombytes(temp, SIKE_MSG_BYTESZ);
|
|
||||||
|
|
||||||
shake256_inc_init(&ctx);
|
|
||||||
shake256_inc_absorb(&ctx, temp, SIKE_MSG_BYTESZ);
|
|
||||||
shake256_inc_absorb(&ctx, pub_key, SIKE_PUB_BYTESZ);
|
|
||||||
shake256_inc_finalize(&ctx);
|
|
||||||
shake256_inc_squeeze(secret, 32, &ctx);
|
|
||||||
shake256_inc_ctx_release(&ctx);
|
|
||||||
|
|
||||||
// Generate public key for A - first part of the ciphertext
|
|
||||||
gen_iso_A(secret, out_ciphertext);
|
|
||||||
|
|
||||||
// Generate c1:
|
|
||||||
// h = SHAKE256(j-invariant)
|
|
||||||
// c1 = h ^ m
|
|
||||||
ex_iso_A(secret, pub_key, j);
|
|
||||||
shake256(secret, sizeof secret, j, sizeof j);
|
|
||||||
|
|
||||||
// c1 = h ^ m
|
|
||||||
uint8_t *c1 = &out_ciphertext[SIKE_PUB_BYTESZ];
|
|
||||||
for (size_t i = 0; i < SIKE_MSG_BYTESZ; i++) {
|
|
||||||
c1[i] = temp[i] ^ secret[i];
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
shake256_inc_init(&ctx);
|
|
||||||
shake256_inc_absorb(&ctx, temp, SIKE_MSG_BYTESZ);
|
|
||||||
shake256_inc_absorb(&ctx, out_ciphertext, SIKE_CT_BYTESZ);
|
|
||||||
shake256_inc_finalize(&ctx);
|
|
||||||
shake256_inc_squeeze(secret, 32, &ctx);
|
|
||||||
shake256_inc_ctx_release(&ctx);
|
|
||||||
// Generate shared secret out_shared_key = SHAKE256(m||out_ciphertext)
|
|
||||||
memcpy(out_shared_key, secret, SIKE_SS_BYTESZ);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void SIKE_decaps(uint8_t out_shared_key[SIKE_SS_BYTESZ],
|
|
||||||
const uint8_t ciphertext[SIKE_CT_BYTESZ],
|
|
||||||
const uint8_t pub_key[SIKE_PUB_BYTESZ],
|
|
||||||
const uint8_t priv_key[SIKE_MSG_BYTESZ + SIKE_PRV_BYTESZ]) {
|
|
||||||
// Secret buffer is reused by the function to store some ephemeral
|
|
||||||
// secret data. It's size must be maximum of 64,
|
|
||||||
// SIKE_MSG_BYTESZ and SIDH_PRV_A_BITSZ in bytes.
|
|
||||||
uint8_t secret[32];
|
|
||||||
uint8_t j[SIDH_JINV_BYTESZ] = {0};
|
|
||||||
uint8_t c0[SIKE_PUB_BYTESZ] = {0};
|
|
||||||
uint8_t temp[SIKE_MSG_BYTESZ] = {0};
|
|
||||||
shake256incctx ctx;
|
|
||||||
|
|
||||||
// Recover m
|
|
||||||
// Let ciphertext = c0 || c1 - both have fixed sizes
|
|
||||||
// m = F(j-invariant(c0, priv_key)) ^ c1
|
|
||||||
ex_iso_B(&priv_key[SIKE_MSG_BYTESZ], ciphertext, j);
|
|
||||||
|
|
||||||
shake256(secret, sizeof secret, j, sizeof j);
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
const uint8_t *c1 = &ciphertext[sizeof(c0)];
|
|
||||||
for (size_t i = 0; i < SIKE_MSG_BYTESZ; i++) {
|
|
||||||
temp[i] = c1[i] ^ secret[i];
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
shake256_inc_init(&ctx);
|
|
||||||
shake256_inc_absorb(&ctx, temp, SIKE_MSG_BYTESZ);
|
|
||||||
shake256_inc_absorb(&ctx, pub_key, SIKE_PUB_BYTESZ);
|
|
||||||
shake256_inc_finalize(&ctx);
|
|
||||||
shake256_inc_squeeze(secret, 32, &ctx);
|
|
||||||
shake256_inc_ctx_release(&ctx);
|
|
||||||
|
|
||||||
// Recover c0 = public key A
|
|
||||||
gen_iso_A(secret, c0);
|
|
||||||
crypto_word_t ok = ct_uint_eq(
|
|
||||||
ct_mem_eq(c0, ciphertext, SIKE_PUB_BYTESZ), 1);
|
|
||||||
for (size_t i = 0; i < SIKE_MSG_BYTESZ; i++) {
|
|
||||||
temp[i] = ct_select_8(ok, temp[i], priv_key[i]);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
shake256_inc_init(&ctx);
|
|
||||||
shake256_inc_absorb(&ctx, temp, SIKE_MSG_BYTESZ);
|
|
||||||
shake256_inc_absorb(&ctx, ciphertext, SIKE_CT_BYTESZ);
|
|
||||||
shake256_inc_finalize(&ctx);
|
|
||||||
shake256_inc_squeeze(secret, 32, &ctx);
|
|
||||||
shake256_inc_ctx_release(&ctx);
|
|
||||||
|
|
||||||
// Generate shared secret out_shared_key = SHAKE256(m||ciphertext)
|
|
||||||
memcpy(out_shared_key, secret, SIKE_SS_BYTESZ);
|
|
||||||
}
|
|
@ -1,214 +0,0 @@
|
|||||||
/********************************************************************************************
|
|
||||||
* SIDH: an efficient supersingular isogeny cryptography library
|
|
||||||
*
|
|
||||||
* Abstract: internal header file for P434
|
|
||||||
*********************************************************************************************/
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifndef UTILS_H_
|
|
||||||
#define UTILS_H_
|
|
||||||
|
|
||||||
#include <stddef.h>
|
|
||||||
#include <kem/sike/includes/sike/sike.h>
|
|
||||||
|
|
||||||
// Conversion macro from number of bits to number of bytes
|
|
||||||
#define BITS_TO_BYTES(nbits) (((nbits)+7)/8)
|
|
||||||
|
|
||||||
// Bit size of the field
|
|
||||||
#define BITS_FIELD 434
|
|
||||||
// Byte size of the field
|
|
||||||
#define FIELD_BYTESZ BITS_TO_BYTES(BITS_FIELD)
|
|
||||||
// Number of 64-bit words of a 224-bit element
|
|
||||||
#define NBITS_ORDER 224
|
|
||||||
#define NWORDS64_ORDER ((NBITS_ORDER+63)/64)
|
|
||||||
// Number of elements in Alice's strategy
|
|
||||||
#define A_max 108
|
|
||||||
// Number of elements in Bob's strategy
|
|
||||||
#define B_max 137
|
|
||||||
// Word size size
|
|
||||||
#define RADIX sizeof(crypto_word_t)*8
|
|
||||||
// Byte size of a limb
|
|
||||||
#define LSZ sizeof(crypto_word_t)
|
|
||||||
|
|
||||||
#if defined(CPU_64_BIT)
|
|
||||||
typedef uint64_t crypto_word_t;
|
|
||||||
// Number of words of a 434-bit field element
|
|
||||||
#define NWORDS_FIELD 7
|
|
||||||
// Number of "0" digits in the least significant part of p434 + 1
|
|
||||||
#define ZERO_WORDS 3
|
|
||||||
// U64_TO_WORDS expands |x| for a |crypto_word_t| array literal.
|
|
||||||
#define U64_TO_WORDS(x) UINT64_C(x)
|
|
||||||
#else
|
|
||||||
typedef uint32_t crypto_word_t;
|
|
||||||
// Number of words of a 434-bit field element
|
|
||||||
#define NWORDS_FIELD 14
|
|
||||||
// Number of "0" digits in the least significant part of p434 + 1
|
|
||||||
#define ZERO_WORDS 6
|
|
||||||
// U64_TO_WORDS expands |x| for a |crypto_word_t| array literal.
|
|
||||||
#define U64_TO_WORDS(x) \
|
|
||||||
(uint32_t)(UINT64_C(x) & 0xffffffff), (uint32_t)(UINT64_C(x) >> 32)
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
|
|
||||||
// Extended datatype support
|
|
||||||
#if !defined(HAS_UINT128)
|
|
||||||
typedef uint64_t uint128_t[2];
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
|
|
||||||
// The following functions return 1 (TRUE) if condition is true, 0 (FALSE) otherwise
|
|
||||||
// Digit multiplication
|
|
||||||
#define MUL(multiplier, multiplicand, hi, lo) digit_x_digit((multiplier), (multiplicand), &(lo));
|
|
||||||
|
|
||||||
// If mask |x|==0xff.ff set |x| to 1, otherwise 0
|
|
||||||
#define M2B(x) ((x)>>(RADIX-1))
|
|
||||||
|
|
||||||
// Digit addition with carry
|
|
||||||
#define ADDC(carryIn, addend1, addend2, carryOut, sumOut) \
|
|
||||||
do { \
|
|
||||||
crypto_word_t tempReg = (addend1) + (crypto_word_t)(carryIn); \
|
|
||||||
(sumOut) = (addend2) + tempReg; \
|
|
||||||
(carryOut) = M2B(ct_uint_lt(tempReg, (crypto_word_t)(carryIn)) | \
|
|
||||||
ct_uint_lt((sumOut), tempReg)); \
|
|
||||||
} while(0)
|
|
||||||
|
|
||||||
// Digit subtraction with borrow
|
|
||||||
#define SUBC(borrowIn, minuend, subtrahend, borrowOut, differenceOut) \
|
|
||||||
do { \
|
|
||||||
crypto_word_t tempReg = (minuend) - (subtrahend); \
|
|
||||||
crypto_word_t borrowReg = M2B(ct_uint_lt((minuend), (subtrahend))); \
|
|
||||||
borrowReg |= ((borrowIn) & ct_uint_eq(tempReg, 0)); \
|
|
||||||
(differenceOut) = tempReg - (crypto_word_t)(borrowIn); \
|
|
||||||
(borrowOut) = borrowReg; \
|
|
||||||
} while(0)
|
|
||||||
|
|
||||||
/* Old GCC 4.9 (jessie) doesn't implement {0} initialization properly,
|
|
||||||
which violates C11 as described in 6.7.9, 21 (similarily C99, 6.7.8).
|
|
||||||
Defines below are used to work around the bug, and provide a way
|
|
||||||
to initialize f2elem_t and point_proj_t structs.
|
|
||||||
Bug has been fixed in GCC6 (debian stretch).
|
|
||||||
*/
|
|
||||||
#define F2ELM_INIT {{ {0}, {0} }}
|
|
||||||
#define POINT_PROJ_INIT {{ F2ELM_INIT, F2ELM_INIT }}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Datatype for representing 434-bit field elements (448-bit max.)
|
|
||||||
// Elements over GF(p434) are encoded in 63 octets in little endian format
|
|
||||||
// (i.e., the least significant octet is located in the lowest memory address).
|
|
||||||
typedef crypto_word_t felm_t[NWORDS_FIELD];
|
|
||||||
|
|
||||||
// An element in F_{p^2}, is composed of two coefficients from F_p, * i.e.
|
|
||||||
// Fp2 element = c0 + c1*i in F_{p^2}
|
|
||||||
// Datatype for representing double-precision 2x434-bit field elements (448-bit max.)
|
|
||||||
// Elements (a+b*i) over GF(p434^2), where a and b are defined over GF(p434), are
|
|
||||||
// encoded as {a, b}, with a in the lowest memory portion.
|
|
||||||
typedef struct {
|
|
||||||
felm_t c0;
|
|
||||||
felm_t c1;
|
|
||||||
} fp2;
|
|
||||||
|
|
||||||
// Our F_{p^2} element type is a pointer to the struct.
|
|
||||||
typedef fp2 f2elm_t[1];
|
|
||||||
|
|
||||||
// Datatype for representing double-precision 2x434-bit
|
|
||||||
// field elements in contiguous memory.
|
|
||||||
typedef crypto_word_t dfelm_t[2*NWORDS_FIELD];
|
|
||||||
|
|
||||||
// Constants used during SIKE computation.
|
|
||||||
struct params_t {
|
|
||||||
// Stores a prime
|
|
||||||
const crypto_word_t prime[NWORDS_FIELD];
|
|
||||||
// Stores prime + 1
|
|
||||||
const crypto_word_t prime_p1[NWORDS_FIELD];
|
|
||||||
// Stores prime * 2
|
|
||||||
const crypto_word_t prime_x2[NWORDS_FIELD];
|
|
||||||
// Alice's generator values {XPA0 + XPA1*i, XQA0 + XQA1*i, XRA0 + XRA1*i}
|
|
||||||
// in GF(prime^2), expressed in Montgomery representation
|
|
||||||
const crypto_word_t A_gen[6*NWORDS_FIELD];
|
|
||||||
// Bob's generator values {XPB0 + XPB1*i, XQB0 + XQB1*i, XRB0 + XRB1*i}
|
|
||||||
// in GF(prime^2), expressed in Montgomery representation
|
|
||||||
const crypto_word_t B_gen[6*NWORDS_FIELD];
|
|
||||||
// Montgomery constant mont_R2 = (2^448)^2 mod prime
|
|
||||||
const crypto_word_t mont_R2[NWORDS_FIELD];
|
|
||||||
// Value 'one' in Montgomery representation
|
|
||||||
const crypto_word_t mont_one[NWORDS_FIELD];
|
|
||||||
// Value '6' in Montgomery representation
|
|
||||||
const crypto_word_t mont_six[NWORDS_FIELD];
|
|
||||||
// Fixed parameters for isogeny tree computation
|
|
||||||
const unsigned int A_strat[A_max-1];
|
|
||||||
const unsigned int B_strat[B_max-1];
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
// Point representation in projective XZ Montgomery coordinates.
|
|
||||||
typedef struct {
|
|
||||||
f2elm_t X;
|
|
||||||
f2elm_t Z;
|
|
||||||
} point_proj;
|
|
||||||
typedef point_proj point_proj_t[1];
|
|
||||||
|
|
||||||
// Checks whether two words are equal. Returns 1 in case it is,
|
|
||||||
// otherwise 0.
|
|
||||||
static inline crypto_word_t ct_uint_eq(crypto_word_t x, crypto_word_t y)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
// if x==y then t = 0
|
|
||||||
crypto_word_t t = x ^ y;
|
|
||||||
// if x!=y t will have first bit set
|
|
||||||
t = (t >> 1) - t;
|
|
||||||
// return MSB - 1 in case x==y, otherwise 0
|
|
||||||
return ((~t) >> (RADIX-1));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
// Constant time select.
|
|
||||||
// if pick == 1 (out = in1)
|
|
||||||
// if pick == 0 (out = in2)
|
|
||||||
// else out is undefined
|
|
||||||
static inline uint8_t ct_select_8(uint8_t flag, uint8_t in1, uint8_t in2) {
|
|
||||||
uint8_t mask = ((int8_t)(flag << 7))>>7;
|
|
||||||
return (in1&mask) | (in2&(~mask));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Constant time memcmp. Returns 1 if p==q, otherwise 0
|
|
||||||
static inline int ct_mem_eq(const void *p, const void *q, size_t n)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
const uint8_t *pp = (uint8_t*)p, *qq = (uint8_t*)q;
|
|
||||||
uint8_t a = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
while (n--) a |= *pp++ ^ *qq++;
|
|
||||||
return (ct_uint_eq(a, 0));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
static inline crypto_word_t constant_time_msb_w(crypto_word_t a) {
|
|
||||||
return 0u - (a >> (sizeof(a) * 8 - 1));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// constant_time_lt_w returns 0xff..f if a < b and 0 otherwise.
|
|
||||||
static inline crypto_word_t ct_uint_lt(crypto_word_t x, crypto_word_t y)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
// Consider the two cases of the problem:
|
|
||||||
// msb(a) == msb(b): a < b iff the MSB of a - b is set.
|
|
||||||
// msb(a) != msb(b): a < b iff the MSB of b is set.
|
|
||||||
//
|
|
||||||
// If msb(a) == msb(b) then the following evaluates as:
|
|
||||||
// msb(a^((a^b)|((a-b)^a))) ==
|
|
||||||
// msb(a^((a-b) ^ a)) == (because msb(a^b) == 0)
|
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||||||
// msb(a^a^(a-b)) == (rearranging)
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// msb(a-b) (because ∀x. x^x == 0)
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//
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// Else, if msb(a) != msb(b) then the following evaluates as:
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// msb(a^((a^b)|((a-b)^a))) ==
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// msb(a^(𝟙 | ((a-b)^a))) == (because msb(a^b) == 1 and 𝟙
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// represents a value s.t. msb(𝟙) = 1)
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// msb(a^𝟙) == (because ORing with 1 results in 1)
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// msb(b)
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//
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//
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// Here is an SMT-LIB verification of this formula:
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//
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// (define-fun lt ((a (_ BitVec 32)) (b (_ BitVec 32))) (_ BitVec 32)
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// (bvxor a (bvor (bvxor a b) (bvxor (bvsub a b) a)))
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// )
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//
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// (declare-fun a () (_ BitVec 32))
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// (declare-fun b () (_ BitVec 32))
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//
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// (assert (not (= (= #x00000001 (bvlshr (lt a b) #x0000001f)) (bvult a b))))
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// (check-sat)
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// (get-model)
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return constant_time_msb_w(x^((x^y)|((x-y)^x)));
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}
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#endif // UTILS_H_
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@ -288,7 +288,6 @@ const KATS: &'static[Register] = &[
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REG_KEM!(PQC_ALG_KEM_HQCRMRS128, "round3/hqc/hqc-128/hqc-128_kat.rsp"),
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REG_KEM!(PQC_ALG_KEM_HQCRMRS128, "round3/hqc/hqc-128/hqc-128_kat.rsp"),
|
||||||
REG_KEM!(PQC_ALG_KEM_HQCRMRS192, "round3/hqc/hqc-192/hqc-192_kat.rsp"),
|
REG_KEM!(PQC_ALG_KEM_HQCRMRS192, "round3/hqc/hqc-192/hqc-192_kat.rsp"),
|
||||||
REG_KEM!(PQC_ALG_KEM_HQCRMRS256, "round3/hqc/hqc-256/hqc-256_kat.rsp"),
|
REG_KEM!(PQC_ALG_KEM_HQCRMRS256, "round3/hqc/hqc-256/hqc-256_kat.rsp"),
|
||||||
REG_KEM!(PQC_ALG_KEM_SIKE434, "round3/sike/PQCkemKAT_374.rsp"),
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];
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];
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||||||
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// Main loop
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// Main loop
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Loading…
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