key-data.[ch] (key_copydata): New function copies filtered key data.
[u/mdw/catacomb] / ec.h
diff --git a/ec.h b/ec.h
index 680bf9c..ac0b8fc 100644 (file)
--- a/ec.h
+++ b/ec.h
@@ -1,13 +1,13 @@
 /* -*-c-*-
  *
- * $Id: ec.h,v 1.6 2004/03/22 02:19:10 mdw Exp $
+ * $Id$
  *
  * Elliptic curve definitions
  *
  * (c) 2001 Straylight/Edgeware
  */
 
-/*----- Licensing notice --------------------------------------------------* 
+/*----- Licensing notice --------------------------------------------------*
  *
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  */
 
-/*----- Revision history --------------------------------------------------* 
- *
- * $Log: ec.h,v $
- * Revision 1.6  2004/03/22 02:19:10  mdw
- * Rationalise the sliding-window threshold.  Drop guarantee that right
- * arguments to EC @add@ are canonical, and fix up projective implementations
- * to cope.
- *
- * Revision 1.5  2004/03/21 22:52:06  mdw
- * Merge and close elliptic curve branch.
- *
- * Revision 1.4.4.3  2004/03/21 22:39:46  mdw
- * Elliptic curves on binary fields work.
- *
- * Revision 1.4.4.2  2004/03/20 00:13:31  mdw
- * Projective coordinates for prime curves
- *
- * Revision 1.4.4.1  2003/06/10 13:43:53  mdw
- * Simple (non-projective) curves over prime fields now seem to work.
- *
- * Revision 1.4  2003/05/15 23:25:59  mdw
- * Make elliptic curve stuff build.
- *
- * Revision 1.3  2002/01/13 13:48:44  mdw
- * Further progress.
- *
- * Revision 1.2  2001/05/07 17:29:44  mdw
- * Treat projective coordinates as an internal representation.  Various
- * minor interface changes.
- *
- * Revision 1.1  2001/04/29 18:12:33  mdw
- * Prototype version.
- *
- */
-
 #ifndef CATACOMB_EC_H
 #define CATACOMB_EC_H
 
 
 /*----- Header files ------------------------------------------------------*/
 
-#include "field.h"
-#include "mp.h"
+#ifndef CATACOMB_FIELD_H
+#  include "field.h"
+#endif
+
+#ifndef CATACOMB_MP_H
+#  include "mp.h"
+#endif
+
+#ifndef CATACOMB_QDPARSE_H
+#  include "qdparse.h"
+#endif
 
 /*----- Data structures ---------------------------------------------------*/
 
@@ -81,6 +55,7 @@
 typedef struct ec_curve {
   const struct ec_ops *ops;            /* Curve operations */
   field *f;                            /* Underlying field structure */
+  mp *a, *b;                           /* Standard params (internal form) */
 } ec_curve;
 
 /* --- An elliptic curve point --- */
@@ -109,7 +84,9 @@ typedef struct ec_mulfactor {
  */
 
 typedef struct ec_ops {
+  const char *name;
   void (*destroy)(ec_curve */*c*/);
+  int (*samep)(ec_curve */*c*/, ec_curve */*d*/);
   ec *(*in)(ec_curve */*c*/, ec */*d*/, const ec */*p*/);
   ec *(*out)(ec_curve */*c*/, ec */*d*/, const ec */*p*/);
   ec *(*fix)(ec_curve */*c*/, ec */*d*/, const ec */*p*/);
@@ -121,6 +98,9 @@ typedef struct ec_ops {
   int (*check)(ec_curve */*c*/, const ec */*p*/);
 } ec_ops;
 
+#define EC_NAME(c)             (c)->ops->name
+
+#define EC_SAMEP(c, d)         (c)->ops->samep((c), (d))
 #define EC_IN(c, d, p)         (c)->ops->in((c), (d), (p))
 #define EC_OUT(c, d, p)                (c)->ops->out((c), (d), (p))
 #define EC_FIX(c, d, p)                (c)->ops->fix((c), (d), (p))
@@ -132,6 +112,15 @@ typedef struct ec_ops {
 #define EC_DBL(c, d, p)                (c)->ops->dbl((c), (d), (p))
 #define EC_CHECK(c, p)         (c)->ops->check((c), (p))
 
+/* --- Elliptic curve parameters --- */
+
+typedef struct ec_info {
+  ec_curve *c;                         /* The actual curve */
+  ec g;                                        /* The common point */
+  mp *r;                               /* Order of %$g$% */
+  mp *h;                               /* Cofactor %$h = \#E/r$% */
+} ec_info;
+
 /*----- Simple memory management things -----------------------------------*/
 
 /* --- @ec_create@ --- *
@@ -235,8 +224,37 @@ extern ec *ec_setinf(ec */*p*/);
 
 extern ec *ec_copy(ec */*d*/, const ec */*p*/);
 
+/* --- @ec_eq@ --- *
+ *
+ * Arguments:  @const ec *p, *q@ = two points
+ *
+ * Returns:    Nonzero if the points are equal.  Compares external-format
+ *             points.
+ */
+
+#define EC_EQ(p, q)                                                    \
+    ((EC_ATINF(p) && EC_ATINF(q)) ||                                   \
+     (!EC_ATINF(p) && !EC_ATINF(q) &&                                  \
+      MP_EQ((p)->x, (q)->x) &&                                         \
+      MP_EQ((p)->y, (q)->y)))
+
+extern int ec_eq(const ec *p, const ec *q);
+
 /*----- Interesting arithmetic --------------------------------------------*/
 
+/* --- @ec_samep@ --- *
+ *
+ * Arguments:  @ec_curve *c, *d@ = two elliptic curves
+ *
+ * Returns:    Nonzero if the curves are identical (not just isomorphic).
+ *
+ * Use:                Checks for sameness of curves.  This function does the full
+ *             check, not just the curve-type-specific check done by the
+ *             @sampep@ field operation.
+ */
+
+extern int ec_samep(ec_curve */*c*/, ec_curve */*d*/);
+
 /* --- @ec_find@ --- *
  *
  * Arguments:  @ec_curve *c@ = pointer to an elliptic curve
@@ -253,6 +271,19 @@ extern ec *ec_copy(ec */*d*/, const ec */*p*/);
 
 extern ec *ec_find(ec_curve */*c*/, ec */*d*/, mp */*x*/);
 
+/* --- @ec_rand@ --- *
+ *
+ * Arguments:  @ec_curve *c@ = pointer to an elliptic curve
+ *             @ec *d@ = pointer to the destination point
+ *             @grand *r@ = random number source
+ *
+ * Returns:    The destination @d@.
+ *
+ * Use:                Finds a random point on the given curve.
+ */
+
+extern ec *ec_rand(ec_curve */*c*/, ec */*d*/, grand */*r*/);
+
 /* --- @ec_neg@ --- *
  *
  * Arguments:  @ec_curve *c@ = pointer to an elliptic curve
@@ -356,6 +387,17 @@ extern ec *ec_immul(ec_curve */*c*/, ec */*d*/,
 
 /*----- Standard curve operations -----------------------------------------*/
 
+/* --- @ec_stdsamep@ --- *
+ *
+ * Arguments:  @ec_curve *c, *d@ = two elliptic curves
+ *
+ * Returns:    Nonzero if the curves are identical (not just isomorphic).
+ *
+ * Use:                Simple sameness check on @a@ and @b@ curve members.
+ */
+
+extern int ec_stdsamep(ec_curve */*c*/, ec_curve */*d*/);
+
 /* --- @ec_idin@, @ec_idout@, @ec_idfix@ --- *
  *
  * Arguments:  @ec_curve *c@ = pointer to an elliptic curve
@@ -423,7 +465,7 @@ extern void ec_destroycurve(ec_curve */*c*/);
  * Arguments:  @field *f@ = the underlying field for this elliptic curve
  *             @mp *a, *b@ = the coefficients for this curve
  *
- * Returns:    A pointer to the curve.
+ * Returns:    A pointer to the curve, or null.
  *
  * Use:                Creates a curve structure for an elliptic curve defined over
  *             a prime field.  The @primeproj@ variant uses projective
@@ -438,7 +480,7 @@ extern ec_curve *ec_primeproj(field */*f*/, mp */*a*/, mp */*b*/);
  * Arguments:  @field *f@ = the underlying field for this elliptic curve
  *             @mp *a, *b@ = the coefficients for this curve
  *
- * Returns:    A pointer to the curve.
+ * Returns:    A pointer to the curve, or null.
  *
  * Use:                Creates a curve structure for an elliptic curve defined over
  *             a binary field.  The @binproj@ variant uses projective
@@ -448,6 +490,125 @@ extern ec_curve *ec_primeproj(field */*f*/, mp */*a*/, mp */*b*/);
 extern ec_curve *ec_bin(field */*f*/, mp */*a*/, mp */*b*/);
 extern ec_curve *ec_binproj(field */*f*/, mp */*a*/, mp */*b*/);
 
+/*----- Curve parameter sets ----------------------------------------------*/
+
+/* --- @ec_curveparse@ --- *
+ *
+ * Arguments:  @qd_parse *qd@ = parser context
+ *
+ * Returns:    Elliptic curve pointer if OK, or null.
+ *
+ * Use:                Parses an elliptic curve description, which has the form
+ *
+ *               * a field description
+ *               * an optional `;'
+ *               * `prime', `primeproj', `bin', or `binproj'
+ *               * an optional `:'
+ *               * the %$a$% parameter
+ *               * an optional `,'
+ *               * the %$b$% parameter
+ */
+
+extern ec_curve *ec_curveparse(qd_parse */*qd*/);
+
+/* --- @ec_ptparse@ --- *
+ *
+ * Arguments:  @qd_parse *qd@ = parser context
+ *             @ec *p@ = where to put the point
+ *
+ * Returns:    The point address, or null.
+ *
+ * Use:                Parses an elliptic curve point.  This has the form
+ *
+ *               * %$x$%-coordinate
+ *               * optional `,'
+ *               * %$y$%-coordinate
+ */
+
+extern ec *ec_ptparse(qd_parse */*qd*/, ec */*p*/);
+
+/* --- @ec_infoparse@ --- *
+ *
+ * Arguments:  @qd_parse *qd@ = parser context
+ *             @ec_info *ei@ = curve information block, currently
+ *                     uninitialized
+ *
+ * Returns:    Zero on success, nonzero on failure.
+ *
+ * Use:                Parses an elliptic curve information string, and stores the
+ *             information in @ei@.  This has the form
+ *
+ *               * elliptic curve description
+ *               * optional `;'
+ *               * common point
+ *               * optional `:'
+ *               * group order
+ *               * optional `*'
+ *               * cofactor
+ */
+
+extern int ec_infoparse(qd_parse */*qd*/, ec_info */*ei*/);
+
+/* --- @ec_infofromdata@ --- *
+ *
+ * Arguments:  @ec_info *ei@ = where to write the information
+ *             @ecdata *ed@ = raw data
+ *
+ * Returns:    ---
+ *
+ * Use:                Loads elliptic curve information about one of the standard
+ *             curves.
+ */
+
+struct ecdata;
+extern void ec_infofromdata(ec_info */*ei*/, struct ecdata */*ed*/);
+
+/* --- @ec_getinfo@ --- *
+ *
+ * Arguments:  @ec_info *ei@ = where to write the information
+ *             @const char *p@ = string describing a curve
+ *
+ * Returns:    Null on success, or a pointer to an error message.
+ *
+ * Use:                Parses out information about a curve.  The string is either a
+ *             standard curve name, or a curve info string.
+ */
+
+extern const char *ec_getinfo(ec_info */*ei*/, const char */*p*/);
+
+/* --- @ec_sameinfop@ --- *
+ *
+ * Arguments:  @ec_info *ei, *ej@ = two elliptic curve parameter sets
+ *
+ * Returns:    Nonzero if the curves are identical (not just isomorphic).
+ *
+ * Use:                Checks for sameness of curve parameters.
+ */
+
+extern int ec_sameinfop(ec_info */*ei*/, ec_info */*ej*/);
+
+/* --- @ec_freeinfo@ --- *
+ *
+ * Arguments:  @ec_info *ei@ = elliptic curve information block to free
+ *
+ * Returns:    ---
+ *
+ * Use:                Frees the information block.
+ */
+
+extern void ec_freeinfo(ec_info */*ei*/);
+
+/* --- @ec_checkinfo@ --- *
+ *
+ * Arguments:  @const ec_info *ei@ = elliptic curve information block
+ *
+ * Returns:    Null if OK, or pointer to error message.
+ *
+ * Use:                Checks an elliptic curve according to the rules in SEC1.
+ */
+
+extern const char *ec_checkinfo(const ec_info */*ei*/, grand */*gr*/);
+
 /*----- That's all, folks -------------------------------------------------*/
 
 #ifdef __cplusplus