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[u/mdw/catacomb] / ec.h
diff --git a/ec.h b/ec.h
deleted file mode 100644 (file)
index ac0b8fc..0000000
--- a/ec.h
+++ /dev/null
@@ -1,618 +0,0 @@
-/* -*-c-*-
- *
- * $Id$
- *
- * Elliptic curve definitions
- *
- * (c) 2001 Straylight/Edgeware
- */
-
-/*----- Licensing notice --------------------------------------------------*
- *
- * This file is part of Catacomb.
- *
- * Catacomb is free software; you can redistribute it and/or modify
- * 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.
- *
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- * Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
- * MA 02111-1307, USA.
- */
-
-#ifndef CATACOMB_EC_H
-#define CATACOMB_EC_H
-
-#ifdef __cplusplus
-  extern "C" {
-#endif
-
-/*----- Header files ------------------------------------------------------*/
-
-#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 ---------------------------------------------------*/
-
-/* --- An elliptic curve representation --- */
-
-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 --- */
-
-typedef struct ec {
-  mp *x, *y;                           /* Point coordinates */
-  mp *z;                               /* Common denominator (or null) */
-} ec;
-
-/* --- A factor for simultaneous multiplication --- */
-
-typedef struct ec_mulfactor {
-  ec base;                             /* The point */
-  mp *exp;                             /* The exponent */
-} ec_mulfactor;
-
-/* --- Elliptic curve operations --- *
- *
- * All operations (apart from @destroy@ and @in@) are guaranteed to be
- * performed on internal representations of points.
- *
- * (Historical note.  We used to guarantee that the second to @add@ and @mul@
- * was the output of @in@ or @fix@, but this canonification turned out to
- * make the precomputation in @ec_exp@ too slow.  Projective implementations
- * must therefore cope with a pair of arbitrary points.)
- */
-
-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*/);
-  ec *(*find)(ec_curve */*c*/, ec */*d*/, mp */*x*/);
-  ec *(*neg)(ec_curve */*c*/, ec */*d*/, const ec */*p*/);
-  ec *(*add)(ec_curve */*c*/, ec */*d*/, const ec */*p*/, const ec */*q*/);
-  ec *(*sub)(ec_curve */*c*/, ec */*d*/, const ec */*p*/, const ec */*q*/);
-  ec *(*dbl)(ec_curve */*c*/, ec */*d*/, const ec */*p*/);
-  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))
-
-#define EC_FIND(c, d, x)       (c)->ops->find((c), (d), (x))
-#define EC_NEG(c, d, x)                (c)->ops->neg((c), (d), (x))
-#define EC_ADD(c, d, p, q)     (c)->ops->add((c), (d), (p), (q))
-#define EC_SUB(c, d, p, q)     (c)->ops->sub((c), (d), (p), (q))
-#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@ --- *
- *
- * Arguments:  @ec *p@ = pointer to an elliptic-curve point
- *
- * Returns:    The argument @p@.
- *
- * Use:                Initializes a new point.  The initial value is the additive
- *             identity (which is universal for all curves).
- */
-
-#define EC_INIT { MP_NEW, MP_NEW, MP_NEW }
-
-#define EC_CREATE(p) do {                                              \
-  ec *_p = (p);                                                                \
-  _p->x = _p->y = _p->z = MP_NEW;                                      \
-} while (0)
-
-extern ec *ec_create(ec */*p*/);
-
-/* --- @ec_destroy@ --- *
- *
- * Arguments:  @ec *p@ = pointer to an elliptic-curve point
- *
- * Returns:    ---
- *
- * Use:                Destroys a point, making it invalid.
- */
-
-#define EC_DESTROY(p) do {                                             \
-  ec *_p = (p);                                                                \
-  if (!EC_ATINF(_p)) {                                                 \
-    MP_DROP(_p->x);                                                    \
-    MP_DROP(_p->y);                                                    \
-    if (_p->z) MP_DROP(_p->z);                                         \
-  }                                                                    \
-} while (0)
-
-extern void ec_destroy(ec */*p*/);
-
-/* --- @ec_atinf@ --- *
- *
- * Arguments:  @const ec *p@ = pointer to a point
- *
- * Returns:    Nonzero if %$p = O$% is the point at infinity, zero
- *             otherwise.
- */
-
-#define EC_ATINF(p) ((p)->x == MP_NEW || (p)->x == MP_NEWSEC)
-
-extern int ec_atinf(const ec */*p*/);
-
-/* --- @ec_setinf@ --- *
- *
- * Arguments:  @ec *p@ = pointer to a point
- *
- * Returns:    The argument @p@.
- *
- * Use:                Sets the given point to be the point %$O$% at infinity.
- */
-
-#define EC_SETINF(p) do {                                              \
-  ec *_p = (p);                                                                \
-  if (!EC_ATINF(_p)) {                                                 \
-    MP_DROP(_p->x);                                                    \
-    MP_DROP(_p->y);                                                    \
-    if (_p->z) MP_DROP(_p->z);                                         \
-    _p->x = _p->y = _p->z = MP_NEW;                                    \
-    _p->y = MP_NEW;                                                    \
-    _p->z = MP_NEW;                                                    \
-  }                                                                    \
-} while (0)
-
-extern ec *ec_setinf(ec */*p*/);
-
-/* --- @ec_copy@ --- *
- *
- * Arguments:  @ec *d@ = pointer to destination point
- *             @const ec *p@ = pointer to source point
- *
- * Returns:    The destination @d@.
- *
- * Use:                Creates a copy of an elliptic curve point.
- */
-
-#define EC_COPY(d, p) do {                                             \
-  ec *_d = (d);                                                                \
-  const ec *_p = (p);                                                  \
-  if (d != p) {                                                                \
-    EC_DESTROY(d);                                                     \
-    if (EC_ATINF(p))                                                   \
-      _d->x = _d->y = _d->z = MP_NEW;                                  \
-    else {                                                             \
-      _d->x = MP_COPY(_p->x);                                          \
-      _d->y = MP_COPY(_p->y);                                          \
-      _d->z = _p->z ? MP_COPY(_p->z) : MP_NEW;                         \
-    }                                                                  \
-  }                                                                    \
-} while (0)
-
-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
- *             @ec *d@ = pointer to the destination point
- *             @mp *x@ = a possible x-coordinate
- *
- * Returns:    The destination if OK, or null if no point was found.
- *
- * Use:                Finds a point on an elliptic curve with a given
- *             x-coordinate.  If there is no point with the given
- *             %$x$%-coordinate, a null pointer is returned and the
- *             destination is left invalid.
- */
-
-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
- *             @ec *d@ = pointer to the destination point
- *             @const ec *p@ = pointer to the operand point
- *
- * Returns:    The destination point.
- *
- * Use:                Computes the negation of the given point.
- */
-
-extern ec *ec_neg(ec_curve */*c*/, ec */*d*/, const ec */*p*/);
-
-/* --- @ec_add@ --- *
- *
- * Arguments:  @ec_curve *c@ = pointer to an elliptic curve
- *             @ec *d@ = pointer to the destination point
- *             @const ec *p, *q@ = pointers to the operand points
- *
- * Returns:    The destination @d@.
- *
- * Use:                Adds two points on an elliptic curve.
- */
-
-extern ec *ec_add(ec_curve */*c*/, ec */*d*/,
-                 const ec */*p*/, const ec */*q*/);
-
-/* --- @ec_sub@ --- *
- *
- * Arguments:  @ec_curve *c@ = pointer to an elliptic curve
- *             @ec *d@ = pointer to the destination point
- *             @const ec *p, *q@ = pointers to the operand points
- *
- * Returns:    The destination @d@.
- *
- * Use:                Subtracts one point from another on an elliptic curve.
- */
-
-extern ec *ec_sub(ec_curve */*c*/, ec */*d*/,
-                 const ec */*p*/, const ec */*q*/);
-
-/* --- @ec_dbl@ --- *
- *
- * Arguments:  @ec_curve *c@ = pointer to an elliptic curve
- *             @ec *d@ = pointer to the destination point
- *             @const ec *p@ = pointer to the operand point
- *
- * Returns:    The destination @d@.
- *
- * Use:                Doubles a point on an elliptic curve.
- */
-
-extern ec *ec_dbl(ec_curve */*c*/, ec */*d*/, const ec */*p*/);
-
-/* --- @ec_check@ --- *
- *
- * Arguments:  @ec_curve *c@ = pointer to an elliptic curve
- *             @const ec *p@ = pointer to the point
- *
- * Returns:    Zero if OK, nonzero if this is an invalid point.
- *
- * Use:                Checks that a point is actually on an elliptic curve.
- */
-
-extern int ec_check(ec_curve */*c*/, const ec */*p*/);
-
-/* --- @ec_mul@, @ec_imul@ --- *
- *
- * Arguments:  @ec_curve *c@ = pointer to an elliptic curve
- *             @ec *d@ = pointer to the destination point
- *             @const ec *p@ = pointer to the generator point
- *             @mp *n@ = integer multiplier
- *
- * Returns:    The destination @d@.
- *
- * Use:                Multiplies a point by a scalar, returning %$n p$%.  The
- *             @imul@ variant uses internal representations for argument
- *             and result.
- */
-
-extern ec *ec_mul(ec_curve */*c*/, ec */*d*/, const ec */*p*/, mp */*n*/);
-extern ec *ec_imul(ec_curve */*c*/, ec */*d*/, const ec */*p*/, mp */*n*/);
-
-/* --- @ec_mmul@, @ec_immul@ --- *
- *
- * Arguments:  @ec_curve *c@ = pointer to an elliptic curve
- *             @ec *d@ = pointer to the destination point
- *             @const ec_mulfactor *f@ = pointer to vector of factors
- *             @size_t n@ = number of factors
- *
- * Returns:    The destination @d@.
- *
- * Use:                Does simultaneous point multiplication.  The @immul@ variant
- *             uses internal representations for arguments and result.
- */
-
-extern ec *ec_mmul(ec_curve */*c*/, ec */*d*/,
-                  const ec_mulfactor */*f*/, size_t /*n*/);
-extern ec *ec_immul(ec_curve */*c*/, ec */*d*/,
-                   const ec_mulfactor */*f*/, size_t /*n*/);
-
-/*----- 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
- *             @ec *d@ = pointer to the destination
- *             @const ec *p@ = pointer to a source point
- *
- * Returns:    The destination @d@.
- *
- * Use:                An identity operation if your curve has no internal
- *             representation.  (The field internal representation is still
- *             used.)
- */
-
-extern ec *ec_idin(ec_curve */*c*/, ec */*d*/, const ec */*p*/);
-extern ec *ec_idout(ec_curve */*c*/, ec */*d*/, const ec */*p*/);
-extern ec *ec_idfix(ec_curve */*c*/, ec */*d*/, const ec */*p*/);
-
-/* --- @ec_projin@, @ec_projout@, @ec_projfix@ --- *
- *
- * Arguments:  @ec_curve *c@ = pointer to an elliptic curve
- *             @ec *d@ = pointer to the destination
- *             @const ec *p@ = pointer to a source point
- *
- * Returns:    The destination @d@.
- *
- * Use:                Conversion functions if your curve operations use a
- *             projective representation.
- */
-
-extern ec *ec_projin(ec_curve */*c*/, ec */*d*/, const ec */*p*/);
-extern ec *ec_projout(ec_curve */*c*/, ec */*d*/, const ec */*p*/);
-extern ec *ec_projfix(ec_curve */*c*/, ec */*d*/, const ec */*p*/);
-
-/* --- @ec_stdsub@ --- *
- *
- * Arguments:  @ec_curve *c@ = pointer to an elliptic curve
- *             @ec *d@ = pointer to the destination
- *             @const ec *p, *q@ = the operand points
- *
- * Returns:    The destination @d@.
- *
- * Use:                Standard point subtraction operation, in terms of negation
- *             and addition.  This isn't as efficient as a ready-made
- *             subtraction operator.
- */
-
-extern ec *ec_stdsub(ec_curve */*c*/, ec */*d*/,
-                    const ec */*p*/, const ec */*q*/);
-
-/*----- Creating curves ---------------------------------------------------*/
-
-/* --- @ec_destroycurve@ --- *
- *
- * Arguments:  @ec_curve *c@ = pointer to an ellptic curve
- *
- * Returns:    ---
- *
- * Use:                Destroys a description of an elliptic curve.
- */
-
-extern void ec_destroycurve(ec_curve */*c*/);
-
-/* --- @ec_prime@, @ec_primeproj@ --- *
- *
- * Arguments:  @field *f@ = the underlying field for this elliptic curve
- *             @mp *a, *b@ = the coefficients for this 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
- *             coordinates, which can be a win.
- */
-
-extern ec_curve *ec_prime(field */*f*/, mp */*a*/, mp */*b*/);
-extern ec_curve *ec_primeproj(field */*f*/, mp */*a*/, mp */*b*/);
-
-/* --- @ec_bin@, @ec_binproj@ --- *
- *
- * Arguments:  @field *f@ = the underlying field for this elliptic curve
- *             @mp *a, *b@ = the coefficients for this 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
- *             coordinates, which can be a win.
- */
-
-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
-  }
-#endif
-
-#endif