.links: Drop obsolete `lib-config.in' file.
[u/mdw/catacomb] / mpmont-mexp.c
index c0ede4d..92f40c3 100644 (file)
@@ -1,13 +1,13 @@
 /* -*-c-*-
  *
- * $Id: mpmont-mexp.c,v 1.5 2000/10/08 12:11:22 mdw Exp $
+ * $Id$
  *
  * Multiple simultaneous exponentiations
  *
  * (c) 1999 Straylight/Edgeware
  */
 
-/*----- Licensing notice --------------------------------------------------* 
+/*----- Licensing notice --------------------------------------------------*
  *
  * This file is part of Catacomb.
  *
  * it under the terms of the GNU Library General Public License as
  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  * License, or (at your option) any later version.
- * 
+ *
  * Catacomb is distributed in the hope that it will be useful,
  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  * GNU Library General Public License for more details.
- * 
+ *
  * You should have received a copy of the GNU Library General Public
  * License along with Catacomb; if not, write to the Free
  * Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
  * MA 02111-1307, USA.
  */
 
-/*----- Revision history --------------------------------------------------* 
- *
- * $Log: mpmont-mexp.c,v $
- * Revision 1.5  2000/10/08 12:11:22  mdw
- * Use @MP_EQ@ instead of @MP_CMP@.
- *
- * Revision 1.4  2000/06/17 11:45:09  mdw
- * Major memory management overhaul.  Added arena support.  Use the secure
- * arena for secret integers.  Replace and improve the MP management macros
- * (e.g., replace MP_MODIFY by MP_DEST).
- *
- * Revision 1.3  1999/12/10 23:18:39  mdw
- * Change interface for suggested destinations.
- *
- * Revision 1.2  1999/11/21 11:35:10  mdw
- * Performance improvement: use @mp_sqr@ and @mpmont_reduce@ instead of
- * @mpmont_mul@ for squaring in exponentiation.
- *
- * Revision 1.1  1999/11/19 13:19:29  mdw
- * Simultaneous exponentiation support.
- *
- */
-
 /*----- Header files ------------------------------------------------------*/
 
 #include "mp.h"
 #include "mpmont.h"
 
+#define EXP_WINSZ 3
+#include "mpmont-exp.h"
+
 /*----- Main code ---------------------------------------------------------*/
 
 /* --- @mpmont_mexpr@ --- *
  *
  * Arguments:  @mpmont *mm@ = pointer to Montgomery reduction context
  *             @mp *d@ = fake destination
- *             @mpmont_factor *f@ = pointer to array of factors
+ *             @const mp_expfactor *f@ = pointer to array of factors
  *             @size_t n@ = number of factors supplied
  *
  * Returns:    If the bases are %$g_0, g_1, \ldots, g_{n-1}$% and the
  *             exponents are %$e_0, e_1, \ldots, e_{n-1}$% then the result
  *             is:
  *
- *             %$g_0^{e_0} g_1^{e_1} \ldots g_{n-1}^{e_{n-1}} R \bmod m$%
+ *             %$g_0^{e_0} g_1^{e_1} \ldots g_{n-1}^{e_{n-1}} \bmod m$%
+ *
+ *             except that the %$g_i$% and result are in Montgomery form.
  */
 
-typedef struct scan {
-  size_t len;
-  mpw w;
-} scan;
-
-mp *mpmont_mexpr(mpmont *mm, mp *d, mpmont_factor *f, size_t n)
+static mp *mexpr(mpmont *mm, mp *d, mp_expfactor *f, size_t n)
 {
-  size_t vn = 1 << n;
-  mp **v = xmalloc(vn * sizeof(mp *));
-  scan *s;
-  size_t o;
-  unsigned b;
   mp *a = MP_COPY(mm->r);
   mp *spare = MP_NEW;
+  size_t i;
 
-  /* --- Perform the precomputation --- */
-
-  {
-    size_t i, j;
-    size_t mask;
-
-    /* --- Fill in the rest of the array --- *
-     *
-     * Zero never gets used.
-     */
-
-    j = 0;
-    mask = 0;
-    for (i = 1; i < vn; i++) {
-
-      /* --- Check for a new bit entering --- *
-       *
-       * If a bit gets set that wasn't set before, then all the lower bits
-       * are zeroes and I've got to introduce a new base into the array.
-       */
-
-      if ((i & mask) == 0) {
-       v[i] = mpmont_mul(mm, MP_NEW, f[j++].base, mm->r2);
-       mask = i;
-      }
-
-      /* --- Otherwise I can get away with a single multiplication --- *
-       *
-       * In particular, if %$i$% has more than one bit set, then I only need
-       * to calculate %$v_i = v_{\mathit{mask}} v_{i - \mathit{mask}}$%.
-       * Since both are less than %$i$%, they must have already been
-       * computed.
-       */
-
-      else
-       v[i] = mpmont_mul(mm, MP_NEW, v[mask], v[i & ~mask]);
-    }
-  }
-
-  /* --- Set up the bitscanners --- *
-   *
-   * I must scan the exponents from left to right, which is a shame.  It
-   * means that I can't use the standard @mpscan@ stuff, in particular.
-   *
-   * If any of the exponents are considered secret then make the accumulator
-   * automatically set the secret bit.
-   */
-
-  {
-    size_t i;
-
-    s = xmalloc(n * sizeof(scan));
-    o = 0;
-    for (i = 0; i < n; i++) {
-      s[i].len = MP_LEN(f[i].exp);
-      if (s[i].len > o)
-       o = s[i].len;
-      if (f[i].exp->f & MP_BURN)
-       spare = MP_NEWSEC;
-    }
-    b = 0;
-  }
-
-  /* --- Now do the actual calculation --- */
-
-  b = 0;
-  for (;;) {
-    size_t i;
-    size_t j;
-    mp *dd;
-
-    /* --- If no more bits, get some more --- */
-
-    if (!b) {
-      if (!o)
-       break;
-      o--;
-      b = MPW_BITS;
-    }
-
-    /* --- Work out the next index --- */
-
-    j = 0;
-    b--;
-    for (i = 0; i < n; i++) {
-      if (o < s[i].len)
-       j |= (((f[i].exp->v[o] >> b) & 1) << i);
-    }
-
-    /* --- Accumulate the result --- */
-
-    if (spare) {
-      dd = mp_sqr(spare, a);
-      dd = mpmont_reduce(mm, dd, dd);
-      spare = a;
-      a = dd;
-    }
-    
-    if (j) {
-      dd = mpmont_mul(mm, spare, a, v[j]);
-      spare = a;
-      a = dd;
+  for (i = 0; i < n; i++) {
+    mp *t;
+    if (f[i].exp->f & MP_BURN)
+      spare = MP_NEWSEC;
+    if (MP_NEGP(f[i].exp)) {
+      t = mpmont_reduce(mm, f[i].base, f[i].base);
+      t = mp_modinv(t, t, mm->m);
+      f[i].base = mpmont_mul(mm, t, t, mm->r2);
     }
   }
+  EXP_SIMUL(a, f, n);
+  mp_drop(d);
+  mp_drop(spare);
+  for (i = 0; i < n; i++)
+    MP_DROP(f[i].base);
+  xfree(f);
+  return (a);
+}
 
-  /* --- Tidy up afterwards --- */
+mp *mpmont_mexpr(mpmont *mm, mp *d, const mp_expfactor *f, size_t n)
+{
+  mp_expfactor *ff = xmalloc(n * sizeof(mp_expfactor));
+  size_t i;
 
-  {
-    size_t i;
-    for (i = 1; i < vn; i++)
-      MP_DROP(v[i]);
-    if (spare)
-      MP_DROP(spare);
-    free(v);
-    free(s);
+  for (i = 0; i < n; i++) {
+    ff[i].base = MP_COPY(f[i].base);
+    ff[i].exp = f[i].exp;
   }
-
-  if (d != MP_NEW)
-    MP_DROP(d);
-
-  return (a);
+  return (mexpr(mm, d, ff, n));
 }
 
 /* --- @mpmont_mexp@ --- *
  *
  * Arguments:  @mpmont *mm@ = pointer to Montgomery reduction context
  *             @mp *d@ = fake destination
- *             @mpmont_factor *f@ = pointer to array of factors
+ *             @const mp_expfactor *f@ = pointer to array of factors
  *             @size_t n@ = number of factors supplied
  *
  * Returns:    Product of bases raised to exponents, all mod @m@.
@@ -221,11 +102,17 @@ mp *mpmont_mexpr(mpmont *mm, mp *d, mpmont_factor *f, size_t n)
  * Use:                Convenient interface over @mpmont_mexpr@.
  */
 
-mp *mpmont_mexp(mpmont *mm, mp *d, mpmont_factor *f, size_t n)
+mp *mpmont_mexp(mpmont *mm, mp *d, const mp_expfactor *f, size_t n)
 {
-  d = mpmont_mexpr(mm, d, f, n);
-  d = mpmont_reduce(mm, d, d);
-  return (d);
+  mp_expfactor *ff = xmalloc(n * sizeof(mp_expfactor));
+  size_t i;
+
+  for (i = 0; i < n; i++) {
+    ff[i].base = mpmont_mul(mm, MP_NEW, f[i].base, mm->r2);
+    ff[i].exp = f[i].exp;
+  }
+  d = mexpr(mm, d, ff, n);
+  return (mpmont_reduce(mm, d, d));
 }
 
 /*----- Test rig ----------------------------------------------------------*/
@@ -237,7 +124,7 @@ mp *mpmont_mexp(mpmont *mm, mp *d, mpmont_factor *f, size_t n)
 static int verify(size_t n, dstr *v)
 {
   mp *m = *(mp **)v[0].buf;
-  mpmont_factor *f = xmalloc(n * sizeof(*f));
+  mp_expfactor *f = xmalloc(n * sizeof(*f));
   mp *r, *rr;
   size_t i, j;
   mpmont mm;
@@ -319,7 +206,7 @@ int main(int argc, char *argv[])
   sub_init();
   test_run(argc, argv, tests, SRCDIR "/tests/mpmont");
   return (0);
-}   
+}
 
 #endif