Rationalise the sliding-window threshold. Drop guarantee that right
authormdw <mdw>
Mon, 22 Mar 2004 02:19:10 +0000 (02:19 +0000)
committermdw <mdw>
Mon, 22 Mar 2004 02:19:10 +0000 (02:19 +0000)
arguments to EC @add@ are canonical, and fix up projective implementations
to cope.

ec-bin.c
ec-exp.h
ec-prime.c
ec.h
exp.h

index 3e85e65..42aaad8 100644 (file)
--- a/ec-bin.c
+++ b/ec-bin.c
@@ -1,6 +1,6 @@
 /* -*-c-*-
  *
- * $Id: ec-bin.c,v 1.2 2004/03/21 22:52:06 mdw Exp $
+ * $Id: ec-bin.c,v 1.3 2004/03/22 02:19:09 mdw Exp $
  *
  * Arithmetic for elliptic curves over binary fields
  *
 /*----- Revision history --------------------------------------------------* 
  *
  * $Log: ec-bin.c,v $
+ * Revision 1.3  2004/03/22 02:19:09  mdw
+ * Rationalise the sliding-window threshold.  Drop guarantee that right
+ * arguments to EC @add@ are canonical, and fix up projective implementations
+ * to cope.
+ *
  * Revision 1.2  2004/03/21 22:52:06  mdw
  * Merge and close elliptic curve branch.
  *
@@ -411,7 +416,6 @@ int main(int argc, char *argv[])
       fprintf(stderr, "didn't reach zero\n");
       MP_EPRINTX("d.x", d.x);
       MP_EPRINTX("d.y", d.y);
-      MP_EPRINTX("d.z", d.y);
       return (1);
     }
     ec_destroy(&d);
index 0daf717..fb3ed6e 100644 (file)
--- a/ec-exp.h
+++ b/ec-exp.h
@@ -1,6 +1,6 @@
 /* -*-c-*-
  *
- * $Id: ec-exp.h,v 1.3 2004/03/21 22:52:06 mdw Exp $
+ * $Id: ec-exp.h,v 1.4 2004/03/22 02:19:10 mdw Exp $
  *
  * Exponentiation operations for elliptic curves
  *
 /*----- Revision history --------------------------------------------------* 
  *
  * $Log: ec-exp.h,v $
+ * Revision 1.4  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 1.3  2004/03/21 22:52:06  mdw
  * Merge and close elliptic curve branch.
  *
@@ -64,7 +69,7 @@
 
 #define EXP_MUL(a, x) EC_ADD(c, &(a), &(a), &(x))
 #define EXP_SQR(a) EC_DBL(c, &(a), &(a));
-#define EXP_FIX(x) EC_FIX(c, &(x), &(x));
+#define EXP_FIX(x)
 
 #define EXP_SETMUL(d, x, y) do {                                       \
   EC_CREATE(&(d));                                                     \
index bdc6368..827c0f2 100644 (file)
@@ -1,6 +1,6 @@
 /* -*-c-*-
  *
- * $Id: ec-prime.c,v 1.4 2004/03/21 22:52:06 mdw Exp $
+ * $Id: ec-prime.c,v 1.5 2004/03/22 02:19:10 mdw Exp $
  *
  * Elliptic curves over prime fields
  *
 /*----- Revision history --------------------------------------------------* 
  *
  * $Log: ec-prime.c,v $
+ * Revision 1.5  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 1.4  2004/03/21 22:52:06  mdw
  * Merge and close elliptic curve branch.
  *
@@ -282,19 +287,26 @@ static ec *ecprojadd(ec_curve *c, ec *d, const ec *a, const ec *b)
     EC_COPY(d, a);
   else {
     field *f = c->f;
-    mp *p, *q, *r, *w, *u, *s, *dx, *dy, *dz;
+    mp *p, *q, *r, *w, *u, *uu, *s, *ss, *dx, *dy, *dz;
 
     q = F_SQR(f, MP_NEW, a->z);                /* %$z_0^2$% */
     u = F_MUL(f, MP_NEW, q, b->x);     /* %$u = x_1 z_0^2$% */
     p = F_MUL(f, MP_NEW, q, b->y);     /* %$y_1 z_0^2$% */
     s = F_MUL(f, q, p, a->z);          /* %$s = y_1 z_0^3$% */
 
-    w = F_SUB(f, p, a->x, u);          /* %$w = x_0 - u$% */
-    r = F_SUB(f, MP_NEW, a->y, s);     /* %$r = y_0 - s$% */
+    q = F_SQR(f, MP_NEW, b->z);                /* %$z_1^2$% */
+    uu = F_MUL(f, MP_NEW, q, a->x);    /* %$uu = x_0 z_1^2$%*/
+    p = F_MUL(f, p, q, a->y);          /* %$y_0 z_1^2$% */
+    ss = F_MUL(f, q, p, b->z);         /* %$ss = y_0 z_1^3$% */
+
+    w = F_SUB(f, p, uu, u);            /* %$w = uu - u$% */
+    r = F_SUB(f, MP_NEW, ss, s);       /* %$r = ss - s$% */
     if (F_ZEROP(f, w)) {
       MP_DROP(w);
       MP_DROP(u);
       MP_DROP(s);
+      MP_DROP(uu);
+      MP_DROP(ss);
       if (F_ZEROP(f, r)) {
        MP_DROP(r);
        return (c->ops->dbl(c, d, a));
@@ -304,12 +316,13 @@ static ec *ecprojadd(ec_curve *c, ec *d, const ec *a, const ec *b)
        return (d);
       }
     }
-    u = F_ADD(f, u, u, a->x);          /* %$t = x_0 + u$% */
-    s = F_ADD(f, s, s, a->y);          /* %$m = y_0 + r$% */
+    u = F_ADD(f, u, u, uu);            /* %$t = uu + u$% */
+    s = F_ADD(f, s, s, ss);            /* %$m = ss + r$% */
 
-    dz = F_MUL(f, MP_NEW, a->z, w);    /* %$z' = z_0 w$% */
+    uu = F_MUL(f, uu, a->z, w);                /* %$z_0 w$% */
+    dz = F_MUL(f, ss, uu, b->z);       /* %$z' = z_0 z_1 w$% */
 
-    p = F_SQR(f, MP_NEW, w);           /* %$w^2$% */
+    p = F_SQR(f, uu, w);               /* %$w^2$% */
     q = F_MUL(f, MP_NEW, p, u);                /* %$t w^2$% */
     u = F_MUL(f, u, p, w);             /* %$w^3$% */
     p = F_MUL(f, p, u, s);             /* %$m w^3$% */
diff --git a/ec.h b/ec.h
index 07f1468..680bf9c 100644 (file)
--- a/ec.h
+++ b/ec.h
@@ -1,6 +1,6 @@
 /* -*-c-*-
  *
- * $Id: ec.h,v 1.5 2004/03/21 22:52:06 mdw Exp $
+ * $Id: ec.h,v 1.6 2004/03/22 02:19:10 mdw Exp $
  *
  * Elliptic curve definitions
  *
 /*----- 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.
  *
@@ -95,9 +100,12 @@ typedef struct ec_mulfactor {
 /* --- Elliptic curve operations --- *
  *
  * All operations (apart from @destroy@ and @in@) are guaranteed to be
- * performed on internal representations of points.  Moreover, the second
- * argument to @add@ and @mul@ is guaranteed to be the output of @in@ or
- * @fix@.
+ * 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 {
diff --git a/exp.h b/exp.h
index 6bfd686..59cb632 100644 (file)
--- a/exp.h
+++ b/exp.h
@@ -1,6 +1,6 @@
 /* -*-c-*-
  *
- * $Id: exp.h,v 1.2 2004/03/21 22:52:06 mdw Exp $
+ * $Id: exp.h,v 1.3 2004/03/22 02:19:10 mdw Exp $
  *
  * Generalized exponentiation
  *
 /*----- Revision history --------------------------------------------------* 
  *
  * $Log: exp.h,v $
+ * Revision 1.3  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 1.2  2004/03/21 22:52:06  mdw
  * Merge and close elliptic curve branch.
  *
@@ -84,10 +89,19 @@ typedef struct exp_simul {
 #  define EXP_WINSZ 4                  /* Predefine if you need to */
 #endif
 
-/* --- These are determined from the window size --- */
+/* --- These are determined from the window size --- *
+ *
+ * Given a %$k$%-bit exponent, I expect to do %$k/2$% multiplies if I use the
+ * simple way.  If I use an n-bit sliding window, then I do %$2^n$%
+ * multiplies up front, but I only do %$(2^n - 1)/2^n k/n$% multiplies for
+ * the exponentiation.  This is a win when
+ *
+ *   %$k \ge \frac{n 2^{n+1}}{n - 2}$%
+ */
 
 #define EXP_TABSZ (1 << EXP_WINSZ)
-#define EXP_THRESH (((MPW_BITS / EXP_WINSZ) << 2) + 1)
+#define EXP_THRESH                                                     \
+    ((EXP_WINSZ * (2 << EXP_WINSZ))/((EXP_WINSZ - 2) * MPW_BITS))
 
 /* --- Required operations --- *
  *