math/scmul.h, pub/ed25519.c: Abstract out scalar multiplication code.
[catacomb] / pub / ed25519.c
index 82099f2..2dc1161 100644 (file)
@@ -32,6 +32,7 @@
 #include "f25519.h"
 #include "ed25519.h"
 #include "scaf.h"
+#include "scmul.h"
 #include "sha512.h"
 
 /*----- Key fetching ------------------------------------------------------*/
@@ -239,144 +240,8 @@ static void ptdbl(f25519 *X, f25519 *Y, f25519 *Z,
   f25519_mul(Z, &t0, &t1);             /* Z = F J */
 }
 
-static void ptmul(f25519 *X, f25519 *Y, f25519 *Z,
-                 const scaf_piece n[NPIECE],
-                 const f25519 *X0, const f25519 *Y0, const f25519 *Z0)
-{
-  /* We assume that the window width divides the scalar piece width. */
-#define WINWD 4
-#define WINLIM (1 << WINWD)
-#define WINMASK (WINLIM - 1)
-#define TABSZ (WINLIM/2 + 1)
-
-  f25519 VX[TABSZ], VY[TABSZ], VZ[TABSZ];
-  f25519 TX, TY, TZ, UX, UY, UZ;
-  unsigned i, j, k, w;
-  uint32 m_neg;
-  scaf_piece ni;
-
-  /* Build a table of small multiples. */
-  f25519_set(&VX[0], 0); f25519_set(&VY[0], 1); f25519_set(&VZ[0], 1);
-  VX[1] = *X0; VY[1] = *Y0; VZ[1] = *Z0;
-  ptdbl(&VX[2], &VY[2], &VZ[2], &VX[1], &VY[1], &VZ[1]);
-  for (i = 3; i < TABSZ; i += 2) {
-    ptadd(&VX[i], &VY[i], &VZ[i],
-         &VX[i - 1], &VY[i - 1], &VZ[i - 1], X0, Y0, Z0);
-    ptdbl(&VX[i + 1], &VY[i + 1], &VZ[i + 1],
-         &VX[(i + 1)/2], &VY[(i + 1)/2], &VZ[(i + 1)/2]);
-  }
-
-  /* Now do the multiplication.  We lag a window behind the cursor position
-   * because of the scalar recoding we do.
-   */
-  f25519_set(&TX, 0); f25519_set(&TY, 1); f25519_set(&TZ, 1);
-  for (i = NPIECE, w = 0, m_neg = 0; i--; ) {
-    ni = n[i];
-
-    /* Work through each window in the scalar piece. */
-    for (j = 0; j < PIECEWD; j += WINWD) {
-
-      /* Shift along by a window. */
-      for (k = 0; k < WINWD; k++) ptdbl(&TX, &TY, &TZ, &TX, &TY, &TZ);
-
-      /* Peek at the next window of four bits.  If the top bit is set we lend
-       * a bit leftwards, into w.  It's too late for this to affect the sign
-       * now, but if we negated earlier then the addition would be wrong.
-       */
-      w += (ni >> (PIECEWD - 1))&0x1u;
-      w = ((WINLIM - w)&m_neg) | (w&~m_neg);
-
-      /* Collect the entry from the table, and add or subtract. */
-      f25519_pickn(&UX, VX, TABSZ, w);
-      f25519_pickn(&UY, VY, TABSZ, w);
-      f25519_pickn(&UZ, VZ, TABSZ, w);
-      f25519_condneg(&UX, &UX, m_neg);
-      ptadd(&TX, &TY, &TZ, &TX, &TY, &TZ, &UX, &UY, &UZ);
-
-      /* Move the next window into the delay slot.  If its top bit is set,
-       * then negate it and set m_neg.
-       */
-      w = (ni >> (PIECEWD - WINWD))&WINMASK;
-      m_neg = -(uint32)((w >> (WINWD - 1))&0x1u);
-      ni <<= WINWD;
-    }
-  }
-
-  /* Do the final window.  Just fix the sign and go. */
-  for (k = 0; k < WINWD; k++) ptdbl(&TX, &TY, &TZ, &TX, &TY, &TZ);
-  w = ((WINLIM - w)&m_neg) | (w&~m_neg);
-  f25519_pickn(&UX, VX, TABSZ, w);
-  f25519_pickn(&UY, VY, TABSZ, w);
-  f25519_pickn(&UZ, VZ, TABSZ, w);
-  f25519_condneg(&UX, &UX, m_neg);
-  ptadd(X, Y, Z, &TX, &TY, &TZ, &UX, &UY, &UZ);
-
-#undef WINWD
-#undef WINLIM
-#undef WINMASK
-#undef TABSZ
-}
-
-static void ptsimmul(f25519 *X, f25519 *Y, f25519 *Z,
-                    const scaf_piece n0[NPIECE],
-                    const f25519 *X0, const f25519 *Y0, const f25519 *Z0,
-                    const scaf_piece n1[NPIECE],
-                    const f25519 *X1, const f25519 *Y1, const f25519 *Z1)
-{
-  /* We assume that the window width divides the scalar piece width. */
-#define WINWD 2
-#define WINLIM (1 << WINWD)
-#define WINMASK (WINLIM - 1)
-#define TABSZ (1 << 2*WINWD)
-
-  f25519 VX[TABSZ], VY[TABSZ], VZ[TABSZ];
-  f25519 TX, TY, TZ, UX, UY, UZ;
-  unsigned i, j, k, w, ni0, ni1;
-
-  /* Build a table of small linear combinations. */
-  f25519_set(&VX[0], 0); f25519_set(&VY[0], 1); f25519_set(&VZ[0], 1);
-  VX[1] = *X0; VX[WINLIM] = *X1;
-  VY[1] = *Y0; VY[WINLIM] = *Y1;
-  VZ[1] = *Z0; VZ[WINLIM] = *Z1;
-  for (i = 2; i < WINLIM; i <<= 1) {
-    ptdbl(&VX[i], &VY[i], &VZ[i],
-         &VX[i/2], &VY[i/2], &VZ[i/2]);
-    ptdbl(&VX[i*WINLIM], &VY[i*WINLIM], &VZ[i*WINLIM],
-         &VX[i*WINLIM/2], &VY[i*WINLIM/2], &VZ[i*WINLIM/2]);
-  }
-  for (i = 2; i < TABSZ; i <<= 1) {
-    for (j = 1; j < i; j++)
-      ptadd(&VX[i + j], &VY[i + j], &VZ[i + j],
-           &VX[i], &VY[i], &VZ[i], &VX[j], &VY[j], &VZ[j]);
-  }
-
-  /* Do the multiplication. */
-  f25519_set(&TX, 0); f25519_set(&TY, 1); f25519_set(&TZ, 1);
-  for (i = NPIECE; i--; ) {
-    ni0 = n0[i]; ni1 = n1[i];
-
-    /* Work through each window in the scalar pieces. */
-    for (j = 0; j < PIECEWD; j += WINWD) {
-
-      /* Shift along by a window. */
-      for (k = 0; k < WINWD; k++) ptdbl(&TX, &TY, &TZ, &TX, &TY, &TZ);
-
-      /* Collect the next window from the scalars. */
-      w = ((ni0 >> (PIECEWD - WINWD))&WINMASK) |
-       ((ni1 >> (PIECEWD - 2*WINWD))&(WINMASK << WINWD));
-      ni0 <<= WINWD; ni1 <<= WINWD;
-
-      /* Collect the entry from the table, and add. */
-      f25519_pickn(&UX, VX, TABSZ, w);
-      f25519_pickn(&UY, VY, TABSZ, w);
-      f25519_pickn(&UZ, VZ, TABSZ, w);
-      ptadd(&TX, &TY, &TZ, &TX, &TY, &TZ, &UX, &UY, &UZ);
-    }
-  }
-
-  /* Done. */
-  *X = TX; *Y = TY; *Z = TZ;
-}
+static DEFINE_SCMUL(ptmul, f25519, 4, PIECEWD, NPIECE, ptadd, ptdbl)
+static DEFINE_SCSIMMUL(ptsimmul, f25519, 2, PIECEWD, NPIECE, ptadd, ptdbl)
 
 /*----- Key derivation utilities ------------------------------------------*/