]> Git Repo - secp256k1.git/commitdiff
Add secp256k1_scalar_mul_shift_var
authorPieter Wuille <[email protected]>
Mon, 1 Dec 2014 16:11:59 +0000 (17:11 +0100)
committerPieter Wuille <[email protected]>
Tue, 2 Dec 2014 15:50:00 +0000 (16:50 +0100)
src/num.h
src/num_gmp_impl.h
src/scalar.h
src/scalar_4x64_impl.h
src/scalar_8x32_impl.h
src/tests.c

index 9e073b4a598caccd1dd0e1931b0ff8a6958b2914..b65443dbcc2aa40cd43150ce99cf0dbed84d5ffb 100644 (file)
--- a/src/num.h
+++ b/src/num.h
@@ -54,8 +54,8 @@ static void secp256k1_num_div(secp256k1_num_t *r, const secp256k1_num_t *a, cons
     even if r was negative. */
 static void secp256k1_num_mod(secp256k1_num_t *r, const secp256k1_num_t *m);
 
-/** Right-shift the passed number by bits bits, and return those bits. */
-static int secp256k1_num_shift(secp256k1_num_t *r, int bits);
+/** Right-shift the passed number by bits bits. */
+static void secp256k1_num_shift(secp256k1_num_t *r, int bits);
 
 /** Check whether a number is zero. */
 static int secp256k1_num_is_zero(const secp256k1_num_t *a);
index 420a42d1b4789442ab5d203f54340a9b73fd8a58..7848493ac61579aba18984f2fc4d9570d9cc8e1b 100644 (file)
@@ -225,12 +225,23 @@ static void secp256k1_num_div(secp256k1_num_t *r, const secp256k1_num_t *a, cons
     r->neg = a->neg ^ b->neg;
 }
 
-static int secp256k1_num_shift(secp256k1_num_t *r, int bits) {
-    VERIFY_CHECK(bits <= GMP_NUMB_BITS);
-    mp_limb_t ret = mpn_rshift(r->data, r->data, r->limbs, bits);
-    if (r->limbs>1 && r->data[r->limbs-1]==0) r->limbs--;
-    ret >>= (GMP_NUMB_BITS - bits);
-    return ret;
+static void secp256k1_num_shift(secp256k1_num_t *r, int bits) {
+    if (bits % GMP_NUMB_BITS) {
+        // Shift within limbs.
+        mpn_rshift(r->data, r->data, r->limbs, bits % GMP_NUMB_BITS);
+    }
+    if (bits >= GMP_NUMB_BITS) {
+        // Shift full limbs.
+        for (int i = 0; i < r->limbs; i++) {
+            int index = i + (bits / GMP_NUMB_BITS);
+            if (index < r->limbs && index < 2*NUM_LIMBS) {
+                r->data[i] = r->data[index];
+            } else {
+                r->data[i] = 0;
+            }
+        }
+    }
+    while (r->limbs>1 && r->data[r->limbs-1]==0) r->limbs--;
 }
 
 static void secp256k1_num_negate(secp256k1_num_t *r) {
index b5c43b45bfe038e09fab5d2d00f51f39140f7825..df0b40ea138d8123a8cf6244c40cb5881227ce69 100644 (file)
@@ -90,4 +90,7 @@ static void secp256k1_scalar_split_128(secp256k1_scalar_t *r1, secp256k1_scalar_
 static void secp256k1_scalar_split_lambda_var(secp256k1_scalar_t *r1, secp256k1_scalar_t *r2, const secp256k1_scalar_t *a);
 #endif
 
+/** Multiply a and b (without taking the modulus!), divide by 2**shift, and round to the nearest integer. Shift must be at least 256. */
+static void secp256k1_scalar_mul_shift_var(secp256k1_scalar_t *r, const secp256k1_scalar_t *a, const secp256k1_scalar_t *b, unsigned int shift);
+
 #endif
index afa7a5401817ff95a470a61e904c933ff786f666..07864917b199e63647268c487ff40f45b0f6a648 100644 (file)
@@ -314,13 +314,11 @@ static void secp256k1_scalar_reduce_512(secp256k1_scalar_t *r, const uint64_t *l
     secp256k1_scalar_reduce(r, c + secp256k1_scalar_check_overflow(r));
 }
 
-static void secp256k1_scalar_mul(secp256k1_scalar_t *r, const secp256k1_scalar_t *a, const secp256k1_scalar_t *b) {
+static void secp256k1_scalar_mul_512(uint64_t l[8], const secp256k1_scalar_t *a, const secp256k1_scalar_t *b) {
     /* 160 bit accumulator. */
     uint64_t c0 = 0, c1 = 0;
     uint32_t c2 = 0;
 
-    uint64_t l[8];
-
     /* l[0..7] = a[0..3] * b[0..3]. */
     muladd_fast(a->d[0], b->d[0]);
     extract_fast(l[0]);
@@ -347,17 +345,13 @@ static void secp256k1_scalar_mul(secp256k1_scalar_t *r, const secp256k1_scalar_t
     extract_fast(l[6]);
     VERIFY_CHECK(c1 <= 0);
     l[7] = c0;
-
-    secp256k1_scalar_reduce_512(r, l);
 }
 
-static void secp256k1_scalar_sqr(secp256k1_scalar_t *r, const secp256k1_scalar_t *a) {
+static void secp256k1_scalar_sqr_512(uint64_t l[8], const secp256k1_scalar_t *a) {
     /* 160 bit accumulator. */
     uint64_t c0 = 0, c1 = 0;
     uint32_t c2 = 0;
 
-    uint64_t l[8];
-
     /* l[0..7] = a[0..3] * b[0..3]. */
     muladd_fast(a->d[0], a->d[0]);
     extract_fast(l[0]);
@@ -378,8 +372,6 @@ static void secp256k1_scalar_sqr(secp256k1_scalar_t *r, const secp256k1_scalar_t
     extract_fast(l[6]);
     VERIFY_CHECK(c1 == 0);
     l[7] = c0;
-
-    secp256k1_scalar_reduce_512(r, l);
 }
 
 #undef sumadd
@@ -390,6 +382,18 @@ static void secp256k1_scalar_sqr(secp256k1_scalar_t *r, const secp256k1_scalar_t
 #undef extract
 #undef extract_fast
 
+static void secp256k1_scalar_mul(secp256k1_scalar_t *r, const secp256k1_scalar_t *a, const secp256k1_scalar_t *b) {
+    uint64_t l[8];
+    secp256k1_scalar_mul_512(l, a, b);
+    secp256k1_scalar_reduce_512(r, l);
+}
+
+static void secp256k1_scalar_sqr(secp256k1_scalar_t *r, const secp256k1_scalar_t *a) {
+    uint64_t l[8];
+    secp256k1_scalar_sqr_512(l, a);
+    secp256k1_scalar_reduce_512(r, l);
+}
+
 static void secp256k1_scalar_split_128(secp256k1_scalar_t *r1, secp256k1_scalar_t *r2, const secp256k1_scalar_t *a) {
     r1->d[0] = a->d[0];
     r1->d[1] = a->d[1];
@@ -405,4 +409,20 @@ SECP256K1_INLINE static int secp256k1_scalar_eq(const secp256k1_scalar_t *a, con
     return ((a->d[0] ^ b->d[0]) | (a->d[1] ^ b->d[1]) | (a->d[2] ^ b->d[2]) | (a->d[3] ^ b->d[3])) == 0;
 }
 
+SECP256K1_INLINE static void secp256k1_scalar_mul_shift_var(secp256k1_scalar_t *r, const secp256k1_scalar_t *a, const secp256k1_scalar_t *b, unsigned int shift) {
+    VERIFY_CHECK(shift >= 256);
+    uint64_t l[8];
+    secp256k1_scalar_mul_512(l, a, b);
+    unsigned int shiftlimbs = shift >> 6;
+    unsigned int shiftlow = shift & 0x3F;
+    unsigned int shifthigh = 64 - shiftlow;
+    r->d[0] = shift < 512 ? (l[0 + shiftlimbs] >> shiftlow | (shift < 448 && shiftlow ? (l[1 + shiftlimbs] << shifthigh) : 0)) : 0;
+    r->d[1] = shift < 448 ? (l[1 + shiftlimbs] >> shiftlow | (shift < 384 && shiftlow ? (l[2 + shiftlimbs] << shifthigh) : 0)) : 0;
+    r->d[2] = shift < 384 ? (l[2 + shiftlimbs] >> shiftlow | (shift < 320 && shiftlow ? (l[3 + shiftlimbs] << shifthigh) : 0)) : 0;
+    r->d[3] = shift < 320 ? (l[3 + shiftlimbs] >> shiftlow) : 0;
+    if ((l[(shift - 1) >> 6] >> ((shift - 1) & 0x3f)) & 1) {
+        secp256k1_scalar_add_bit(r, 0);
+    }
+}
+
 #endif
index 0f82bfbb0b6e0a9c0d16c02091a5d7954f14c2ea..a32abbeb4df8f113eb58aa312a516f4c25362bf3 100644 (file)
@@ -451,12 +451,10 @@ static void secp256k1_scalar_reduce_512(secp256k1_scalar_t *r, const uint32_t *l
     secp256k1_scalar_reduce(r, c + secp256k1_scalar_check_overflow(r));
 }
 
-static void secp256k1_scalar_mul(secp256k1_scalar_t *r, const secp256k1_scalar_t *a, const secp256k1_scalar_t *b) {
+static void secp256k1_scalar_mul_512(uint32_t l[16], const secp256k1_scalar_t *a, const secp256k1_scalar_t *b) {
     /* 96 bit accumulator. */
     uint32_t c0 = 0, c1 = 0, c2 = 0;
 
-    uint32_t l[16];
-
     /* l[0..15] = a[0..7] * b[0..7]. */
     muladd_fast(a->d[0], b->d[0]);
     extract_fast(l[0]);
@@ -539,16 +537,12 @@ static void secp256k1_scalar_mul(secp256k1_scalar_t *r, const secp256k1_scalar_t
     extract_fast(l[14]);
     VERIFY_CHECK(c1 == 0);
     l[15] = c0;
-
-    secp256k1_scalar_reduce_512(r, l);
 }
 
-static void secp256k1_scalar_sqr(secp256k1_scalar_t *r, const secp256k1_scalar_t *a) {
+static void secp256k1_scalar_sqr_512(uint32_t l[16], const secp256k1_scalar_t *a) {
     /* 96 bit accumulator. */
     uint32_t c0 = 0, c1 = 0, c2 = 0;
 
-    uint32_t l[16];
-
     /* l[0..15] = a[0..7]^2. */
     muladd_fast(a->d[0], a->d[0]);
     extract_fast(l[0]);
@@ -603,8 +597,6 @@ static void secp256k1_scalar_sqr(secp256k1_scalar_t *r, const secp256k1_scalar_t
     extract_fast(l[14]);
     VERIFY_CHECK(c1 == 0);
     l[15] = c0;
-
-    secp256k1_scalar_reduce_512(r, l);
 }
 
 #undef sumadd
@@ -615,6 +607,18 @@ static void secp256k1_scalar_sqr(secp256k1_scalar_t *r, const secp256k1_scalar_t
 #undef extract
 #undef extract_fast
 
+static void secp256k1_scalar_mul(secp256k1_scalar_t *r, const secp256k1_scalar_t *a, const secp256k1_scalar_t *b) {
+    uint32_t l[16];
+    secp256k1_scalar_mul_512(l, a, b);
+    secp256k1_scalar_reduce_512(r, l);
+}
+
+static void secp256k1_scalar_sqr(secp256k1_scalar_t *r, const secp256k1_scalar_t *a) {
+    uint32_t l[16];
+    secp256k1_scalar_sqr_512(l, a);
+    secp256k1_scalar_reduce_512(r, l);
+}
+
 static void secp256k1_scalar_split_128(secp256k1_scalar_t *r1, secp256k1_scalar_t *r2, const secp256k1_scalar_t *a) {
     r1->d[0] = a->d[0];
     r1->d[1] = a->d[1];
@@ -638,4 +642,24 @@ SECP256K1_INLINE static int secp256k1_scalar_eq(const secp256k1_scalar_t *a, con
     return ((a->d[0] ^ b->d[0]) | (a->d[1] ^ b->d[1]) | (a->d[2] ^ b->d[2]) | (a->d[3] ^ b->d[3]) | (a->d[4] ^ b->d[4]) | (a->d[5] ^ b->d[5]) | (a->d[6] ^ b->d[6]) | (a->d[7] ^ b->d[7])) == 0;
 }
 
+SECP256K1_INLINE static void secp256k1_scalar_mul_shift_var(secp256k1_scalar_t *r, const secp256k1_scalar_t *a, const secp256k1_scalar_t *b, unsigned int shift) {
+    VERIFY_CHECK(shift >= 256);
+    uint32_t l[16];
+    secp256k1_scalar_mul_512(l, a, b);
+    unsigned int shiftlimbs = shift >> 5;
+    unsigned int shiftlow = shift & 0x1F;
+    unsigned int shifthigh = 32 - shiftlow;
+    r->d[0] = shift < 512 ? (l[0 + shiftlimbs] >> shiftlow | (shift < 480 && shiftlow ? (l[1 + shiftlimbs] << shifthigh) : 0)) : 0;
+    r->d[1] = shift < 480 ? (l[1 + shiftlimbs] >> shiftlow | (shift < 448 && shiftlow ? (l[2 + shiftlimbs] << shifthigh) : 0)) : 0;
+    r->d[2] = shift < 448 ? (l[2 + shiftlimbs] >> shiftlow | (shift < 416 && shiftlow ? (l[3 + shiftlimbs] << shifthigh) : 0)) : 0;
+    r->d[3] = shift < 416 ? (l[3 + shiftlimbs] >> shiftlow | (shift < 384 && shiftlow ? (l[4 + shiftlimbs] << shifthigh) : 0)) : 0;
+    r->d[4] = shift < 384 ? (l[4 + shiftlimbs] >> shiftlow | (shift < 352 && shiftlow ? (l[5 + shiftlimbs] << shifthigh) : 0)) : 0;
+    r->d[5] = shift < 352 ? (l[5 + shiftlimbs] >> shiftlow | (shift < 320 && shiftlow ? (l[6 + shiftlimbs] << shifthigh) : 0)) : 0;
+    r->d[6] = shift < 320 ? (l[6 + shiftlimbs] >> shiftlow | (shift < 288 && shiftlow ? (l[7 + shiftlimbs] << shifthigh) : 0)) : 0;
+    r->d[7] = shift < 288 ? (l[7 + shiftlimbs] >> shiftlow)  : 0;
+    if ((l[(shift - 1) >> 5] >> ((shift - 1) & 0x1f)) & 1) {
+        secp256k1_scalar_add_bit(r, 0);
+    }
+}
+
 #endif
index dc0fce2fc69c775f1a990279fa9c10a23e04c6e3..0836e1cfe040baa6240bcb1d0181bf852f4a9613 100644 (file)
@@ -109,26 +109,6 @@ void random_num_order(secp256k1_num_t *num) {
     secp256k1_scalar_get_num(num, &sc);
 }
 
-void test_num_get_set_bin(void) {
-    secp256k1_num_t n1,n2;
-    random_num_order_test(&n1);
-    unsigned char c[32];
-    secp256k1_num_get_bin(c, 32, &n1);
-    secp256k1_num_set_bin(&n2, c, 32);
-    CHECK(secp256k1_num_eq(&n1, &n2));
-    for (int i=0; i<32; i++) {
-        /* check whether the lower 8 bits correspond to the last byte */
-        int low1 = secp256k1_num_shift(&n1, 8);
-        int low2 = c[31];
-        CHECK(low1 == low2);
-        /* shift bits off the byte representation, and compare */
-        memmove(c+1, c, 31);
-        c[0] = 0;
-        secp256k1_num_set_bin(&n2, c, 32);
-        CHECK(secp256k1_num_eq(&n1, &n2));
-    }
-}
-
 void test_num_negate(void) {
     secp256k1_num_t n1;
     secp256k1_num_t n2;
@@ -180,7 +160,6 @@ void test_num_add_sub(void) {
 
 void run_num_smalltests(void) {
     for (int i=0; i<100*count; i++) {
-        test_num_get_set_bin();
         test_num_negate();
         test_num_add_sub();
     }
@@ -308,6 +287,24 @@ void scalar_test(void) {
         /* Negating zero should still result in zero. */
         CHECK(secp256k1_scalar_is_zero(&neg));
     }
+
+    {
+        /* Test secp256k1_scalar_mul_shift_var. */
+        secp256k1_scalar_t r;
+        unsigned int shift = 256 + (secp256k1_rand32() % 257);
+        secp256k1_scalar_mul_shift_var(&r, &s1, &s2, shift);
+        secp256k1_num_t rnum;
+        secp256k1_num_mul(&rnum, &s1num, &s2num);
+        secp256k1_num_shift(&rnum, shift - 1);
+        secp256k1_num_t one;
+        unsigned char cone[1] = {0x01};
+        secp256k1_num_set_bin(&one, cone, 1);
+        secp256k1_num_add(&rnum, &rnum, &one);
+        secp256k1_num_shift(&rnum, 1);
+        secp256k1_num_t rnum2;
+        secp256k1_scalar_get_num(&rnum2, &r);
+        CHECK(secp256k1_num_eq(&rnum, &rnum2));
+    }
 #endif
 
     {
@@ -403,6 +400,7 @@ void scalar_test(void) {
         secp256k1_scalar_mul(&r2, &s1, &s1);
         CHECK(secp256k1_scalar_eq(&r1, &r2));
     }
+
 }
 
 void run_scalar_tests(void) {
This page took 0.036814 seconds and 4 git commands to generate.