Remove some unneeded files and further flatten the curve 448 structure
[openssl.git] / crypto / ec / curve448 / point_448.h
1 /**
2  * @file decaf/point_448.h
3  * @author Mike Hamburg
4  *
5  * @copyright
6  *   Copyright (c) 2015-2016 Cryptography Research, Inc.  \n
7  *   Released under the MIT License.  See LICENSE.txt for license information.
8  *
9  * @brief A group of prime order p, based on Ed448-Goldilocks.
10  *
11  * @warning This file was automatically generated in Python.
12  * Please do not edit it.
13  */
14
15 #ifndef __DECAF_POINT_448_H__
16 #define __DECAF_POINT_448_H__ 1
17
18 #include <decaf/common.h>
19
20 #ifdef __cplusplus
21 extern "C" {
22 #endif
23
24 /** @cond internal */
25 #define DECAF_448_SCALAR_LIMBS ((446-1)/DECAF_WORD_BITS+1)
26 /** @endcond */
27
28 /** The number of bits in a scalar */
29 #define DECAF_448_SCALAR_BITS 446
30
31 /** @cond internal */
32 #ifndef __DECAF_448_GF_DEFINED__
33 #define __DECAF_448_GF_DEFINED__ 1
34 /** @brief Galois field element internal structure */
35 typedef struct gf_448_s {
36     decaf_word_t limb[512/DECAF_WORD_BITS];
37 } __attribute__((aligned(32))) gf_448_s, gf_448_t[1];
38 #endif /* __DECAF_448_GF_DEFINED__ */
39 /** @endcond */
40
41 /** Number of bytes in a serialized point. */
42 #define DECAF_448_SER_BYTES 56
43
44 /** Number of bytes in an elligated point.  For now set the same as SER_BYTES
45  * but could be different for other curves.
46  */
47 #define DECAF_448_HASH_BYTES 56
48
49 /** Number of bytes in a serialized scalar. */
50 #define DECAF_448_SCALAR_BYTES 56
51
52 /** Number of bits in the "which" field of an elligator inverse */
53 #define DECAF_448_INVERT_ELLIGATOR_WHICH_BITS 3
54
55 /** The cofactor the curve would have, if we hadn't removed it */
56 #define DECAF_448_REMOVED_COFACTOR 4
57
58 /** X448 encoding ratio. */
59 #define DECAF_X448_ENCODE_RATIO 2
60
61 /** Number of bytes in an x448 public key */
62 #define DECAF_X448_PUBLIC_BYTES 56
63
64 /** Number of bytes in an x448 private key */
65 #define DECAF_X448_PRIVATE_BYTES 56
66
67 /** Twisted Edwards extended homogeneous coordinates */
68 typedef struct decaf_448_point_s {
69     /** @cond internal */
70     gf_448_t x,y,z,t;
71     /** @endcond */
72 } decaf_448_point_t[1];
73
74 /** Precomputed table based on a point.  Can be trivial implementation. */
75 struct decaf_448_precomputed_s;
76
77 /** Precomputed table based on a point.  Can be trivial implementation. */
78 typedef struct decaf_448_precomputed_s decaf_448_precomputed_s; 
79
80 /** Size and alignment of precomputed point tables. */
81 extern const size_t decaf_448_sizeof_precomputed_s DECAF_API_VIS, decaf_448_alignof_precomputed_s DECAF_API_VIS;
82
83 /** Scalar is stored packed, because we don't need the speed. */
84 typedef struct decaf_448_scalar_s {
85     /** @cond internal */
86     decaf_word_t limb[DECAF_448_SCALAR_LIMBS];
87     /** @endcond */
88 } decaf_448_scalar_t[1];
89
90 /** A scalar equal to 1. */
91 extern const decaf_448_scalar_t decaf_448_scalar_one DECAF_API_VIS;
92
93 /** A scalar equal to 0. */
94 extern const decaf_448_scalar_t decaf_448_scalar_zero DECAF_API_VIS;
95
96 /** The identity point on the curve. */
97 extern const decaf_448_point_t decaf_448_point_identity DECAF_API_VIS;
98
99 /** An arbitrarily chosen base point on the curve. */
100 extern const decaf_448_point_t decaf_448_point_base DECAF_API_VIS;
101
102 /** Precomputed table for the base point on the curve. */
103 extern const struct decaf_448_precomputed_s *decaf_448_precomputed_base DECAF_API_VIS;
104
105 /**
106  * @brief Read a scalar from wire format or from bytes.
107  *
108  * @param [in] ser Serialized form of a scalar.
109  * @param [out] out Deserialized form.
110  *
111  * @retval DECAF_SUCCESS The scalar was correctly encoded.
112  * @retval DECAF_FAILURE The scalar was greater than the modulus,
113  * and has been reduced modulo that modulus.
114  */
115 decaf_error_t decaf_448_scalar_decode (
116     decaf_448_scalar_t out,
117     const unsigned char ser[DECAF_448_SCALAR_BYTES]
118 ) DECAF_API_VIS DECAF_WARN_UNUSED DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE;
119
120 /**
121  * @brief Read a scalar from wire format or from bytes.  Reduces mod
122  * scalar prime.
123  *
124  * @param [in] ser Serialized form of a scalar.
125  * @param [in] ser_len Length of serialized form.
126  * @param [out] out Deserialized form.
127  */
128 void decaf_448_scalar_decode_long (
129     decaf_448_scalar_t out,
130     const unsigned char *ser,
131     size_t ser_len
132 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE;
133     
134 /**
135  * @brief Serialize a scalar to wire format.
136  *
137  * @param [out] ser Serialized form of a scalar.
138  * @param [in] s Deserialized scalar.
139  */
140 void decaf_448_scalar_encode (
141     unsigned char ser[DECAF_448_SCALAR_BYTES],
142     const decaf_448_scalar_t s
143 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE DECAF_NOINLINE;
144         
145 /**
146  * @brief Add two scalars.  The scalars may use the same memory.
147  * @param [in] a One scalar.
148  * @param [in] b Another scalar.
149  * @param [out] out a+b.
150  */
151 void decaf_448_scalar_add (
152     decaf_448_scalar_t out,
153     const decaf_448_scalar_t a,
154     const decaf_448_scalar_t b
155 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE;
156
157 /**
158  * @brief Compare two scalars.
159  * @param [in] a One scalar.
160  * @param [in] b Another scalar.
161  * @retval DECAF_TRUE The scalars are equal.
162  * @retval DECAF_FALSE The scalars are not equal.
163  */    
164 decaf_bool_t decaf_448_scalar_eq (
165     const decaf_448_scalar_t a,
166     const decaf_448_scalar_t b
167 ) DECAF_API_VIS DECAF_WARN_UNUSED DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE;
168
169 /**
170  * @brief Subtract two scalars.  The scalars may use the same memory.
171  * @param [in] a One scalar.
172  * @param [in] b Another scalar.
173  * @param [out] out a-b.
174  */  
175 void decaf_448_scalar_sub (
176     decaf_448_scalar_t out,
177     const decaf_448_scalar_t a,
178     const decaf_448_scalar_t b
179 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE;
180
181 /**
182  * @brief Multiply two scalars.  The scalars may use the same memory.
183  * @param [in] a One scalar.
184  * @param [in] b Another scalar.
185  * @param [out] out a*b.
186  */  
187 void decaf_448_scalar_mul (
188     decaf_448_scalar_t out,
189     const decaf_448_scalar_t a,
190     const decaf_448_scalar_t b
191 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE;
192         
193 /**
194 * @brief Halve a scalar.  The scalars may use the same memory.
195 * @param [in] a A scalar.
196 * @param [out] out a/2.
197 */
198 void decaf_448_scalar_halve (
199    decaf_448_scalar_t out,
200    const decaf_448_scalar_t a
201 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE;
202
203 /**
204  * @brief Invert a scalar.  When passed zero, return 0.  The input and output may alias.
205  * @param [in] a A scalar.
206  * @param [out] out 1/a.
207  * @return DECAF_SUCCESS The input is nonzero.
208  */  
209 decaf_error_t decaf_448_scalar_invert (
210     decaf_448_scalar_t out,
211     const decaf_448_scalar_t a
212 ) DECAF_API_VIS DECAF_WARN_UNUSED DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE;
213
214 /**
215  * @brief Copy a scalar.  The scalars may use the same memory, in which
216  * case this function does nothing.
217  * @param [in] a A scalar.
218  * @param [out] out Will become a copy of a.
219  */
220 static inline void DECAF_NONNULL decaf_448_scalar_copy (
221     decaf_448_scalar_t out,
222     const decaf_448_scalar_t a
223 ) {
224     *out = *a;
225 }
226
227 /**
228  * @brief Set a scalar to an unsigned 64-bit integer.
229  * @param [in] a An integer.
230  * @param [out] out Will become equal to a.
231  */  
232 void decaf_448_scalar_set_unsigned (
233     decaf_448_scalar_t out,
234     uint64_t a
235 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL;
236
237 /**
238  * @brief Encode a point as a sequence of bytes.
239  *
240  * @param [out] ser The byte representation of the point.
241  * @param [in] pt The point to encode.
242  */
243 void decaf_448_point_encode (
244     uint8_t ser[DECAF_448_SER_BYTES],
245     const decaf_448_point_t pt
246 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE;
247
248 /**
249  * @brief Decode a point from a sequence of bytes.
250  *
251  * Every point has a unique encoding, so not every
252  * sequence of bytes is a valid encoding.  If an invalid
253  * encoding is given, the output is undefined.
254  *
255  * @param [out] pt The decoded point.
256  * @param [in] ser The serialized version of the point.
257  * @param [in] allow_identity DECAF_TRUE if the identity is a legal input.
258  * @retval DECAF_SUCCESS The decoding succeeded.
259  * @retval DECAF_FAILURE The decoding didn't succeed, because
260  * ser does not represent a point.
261  */
262 decaf_error_t decaf_448_point_decode (
263     decaf_448_point_t pt,
264     const uint8_t ser[DECAF_448_SER_BYTES],
265     decaf_bool_t allow_identity
266 ) DECAF_API_VIS DECAF_WARN_UNUSED DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE;
267
268 /**
269  * @brief Copy a point.  The input and output may alias,
270  * in which case this function does nothing.
271  *
272  * @param [out] a A copy of the point.
273  * @param [in] b Any point.
274  */
275 static inline void DECAF_NONNULL decaf_448_point_copy (
276     decaf_448_point_t a,
277     const decaf_448_point_t b
278 ) {
279     *a=*b;
280 }
281
282 /**
283  * @brief Test whether two points are equal.  If yes, return
284  * DECAF_TRUE, else return DECAF_FALSE.
285  *
286  * @param [in] a A point.
287  * @param [in] b Another point.
288  * @retval DECAF_TRUE The points are equal.
289  * @retval DECAF_FALSE The points are not equal.
290  */
291 decaf_bool_t decaf_448_point_eq (
292     const decaf_448_point_t a,
293     const decaf_448_point_t b
294 ) DECAF_API_VIS DECAF_WARN_UNUSED DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE;
295
296 /**
297  * @brief Add two points to produce a third point.  The
298  * input points and output point can be pointers to the same
299  * memory.
300  *
301  * @param [out] sum The sum a+b.
302  * @param [in] a An addend.
303  * @param [in] b An addend.
304  */
305 void decaf_448_point_add (
306     decaf_448_point_t sum,
307     const decaf_448_point_t a,
308     const decaf_448_point_t b
309 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL;
310
311 /**
312  * @brief Double a point.  Equivalent to
313  * decaf_448_point_add(two_a,a,a), but potentially faster.
314  *
315  * @param [out] two_a The sum a+a.
316  * @param [in] a A point.
317  */
318 void decaf_448_point_double (
319     decaf_448_point_t two_a,
320     const decaf_448_point_t a
321 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL;
322
323 /**
324  * @brief Subtract two points to produce a third point.  The
325  * input points and output point can be pointers to the same
326  * memory.
327  *
328  * @param [out] diff The difference a-b.
329  * @param [in] a The minuend.
330  * @param [in] b The subtrahend.
331  */
332 void decaf_448_point_sub (
333     decaf_448_point_t diff,
334     const decaf_448_point_t a,
335     const decaf_448_point_t b
336 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL;
337     
338 /**
339  * @brief Negate a point to produce another point.  The input
340  * and output points can use the same memory.
341  *
342  * @param [out] nega The negated input point
343  * @param [in] a The input point.
344  */
345 void decaf_448_point_negate (
346    decaf_448_point_t nega,
347    const decaf_448_point_t a
348 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL;
349
350 /**
351  * @brief Multiply a base point by a scalar: scaled = scalar*base.
352  *
353  * @param [out] scaled The scaled point base*scalar
354  * @param [in] base The point to be scaled.
355  * @param [in] scalar The scalar to multiply by.
356  */
357 void decaf_448_point_scalarmul (
358     decaf_448_point_t scaled,
359     const decaf_448_point_t base,
360     const decaf_448_scalar_t scalar
361 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE;
362
363 /**
364  * @brief Multiply a base point by a scalar: scaled = scalar*base.
365  * This function operates directly on serialized forms.
366  *
367  * @warning This function is experimental.  It may not be supported
368  * long-term.
369  *
370  * @param [out] scaled The scaled point base*scalar
371  * @param [in] base The point to be scaled.
372  * @param [in] scalar The scalar to multiply by.
373  * @param [in] allow_identity Allow the input to be the identity.
374  * @param [in] short_circuit Allow a fast return if the input is illegal.
375  *
376  * @retval DECAF_SUCCESS The scalarmul succeeded.
377  * @retval DECAF_FAILURE The scalarmul didn't succeed, because
378  * base does not represent a point.
379  */
380 decaf_error_t decaf_448_direct_scalarmul (
381     uint8_t scaled[DECAF_448_SER_BYTES],
382     const uint8_t base[DECAF_448_SER_BYTES],
383     const decaf_448_scalar_t scalar,
384     decaf_bool_t allow_identity,
385     decaf_bool_t short_circuit
386 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL DECAF_WARN_UNUSED DECAF_NOINLINE;
387
388 /**
389  * @brief RFC 7748 Diffie-Hellman scalarmul.  This function uses a different
390  * (non-Decaf) encoding.
391  *
392  * @param [out] scaled The scaled point base*scalar
393  * @param [in] base The point to be scaled.
394  * @param [in] scalar The scalar to multiply by.
395  *
396  * @retval DECAF_SUCCESS The scalarmul succeeded.
397  * @retval DECAF_FAILURE The scalarmul didn't succeed, because the base
398  * point is in a small subgroup.
399  */
400 decaf_error_t decaf_x448 (
401     uint8_t out[DECAF_X448_PUBLIC_BYTES],
402     const uint8_t base[DECAF_X448_PUBLIC_BYTES],
403     const uint8_t scalar[DECAF_X448_PRIVATE_BYTES]
404 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL DECAF_WARN_UNUSED DECAF_NOINLINE;
405
406 /**
407  * @brief Multiply a point by DECAF_X448_ENCODE_RATIO,
408  * then encode it like RFC 7748.
409  *
410  * This function is mainly used internally, but is exported in case
411  * it will be useful.
412  *
413  * The ratio is necessary because the internal representation doesn't
414  * track the cofactor information, so on output we must clear the cofactor.
415  * This would multiply by the cofactor, but in fact internally libdecaf's
416  * points are always even, so it multiplies by half the cofactor instead.
417  *
418  * As it happens, this aligns with the base point definitions; that is,
419  * if you pass the Decaf/Ristretto base point to this function, the result
420  * will be DECAF_X448_ENCODE_RATIO times the X448
421  * base point.
422  *
423  * @param [out] out The scaled and encoded point.
424  * @param [in] p The point to be scaled and encoded.
425  */
426 void decaf_448_point_mul_by_ratio_and_encode_like_x448 (
427     uint8_t out[DECAF_X448_PUBLIC_BYTES],
428     const decaf_448_point_t p
429 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL;
430
431 /** The base point for X448 Diffie-Hellman */
432 extern const uint8_t decaf_x448_base_point[DECAF_X448_PUBLIC_BYTES] DECAF_API_VIS;
433
434 /**
435  * @brief RFC 7748 Diffie-Hellman base point scalarmul.  This function uses
436  * a different (non-Decaf) encoding.
437  *
438  * @deprecated Renamed to decaf_x448_derive_public_key.
439  * I have no particular timeline for removing this name.
440  *
441  * @param [out] scaled The scaled point base*scalar
442  * @param [in] scalar The scalar to multiply by.
443  */
444 void decaf_x448_generate_key (
445     uint8_t out[DECAF_X448_PUBLIC_BYTES],
446     const uint8_t scalar[DECAF_X448_PRIVATE_BYTES]
447 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE DECAF_DEPRECATED("Renamed to decaf_x448_derive_public_key");
448     
449 /**
450  * @brief RFC 7748 Diffie-Hellman base point scalarmul.  This function uses
451  * a different (non-Decaf) encoding.
452  *
453  * Does exactly the same thing as decaf_x448_generate_key,
454  * but has a better name.
455  *
456  * @param [out] scaled The scaled point base*scalar
457  * @param [in] scalar The scalar to multiply by.
458  */
459 void decaf_x448_derive_public_key (
460     uint8_t out[DECAF_X448_PUBLIC_BYTES],
461     const uint8_t scalar[DECAF_X448_PRIVATE_BYTES]
462 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE;
463
464 /* FUTURE: uint8_t decaf_448_encode_like_curve448) */
465
466 /**
467  * @brief Precompute a table for fast scalar multiplication.
468  * Some implementations do not include precomputed points; for
469  * those implementations, this implementation simply copies the
470  * point.
471  *
472  * @param [out] a A precomputed table of multiples of the point.
473  * @param [in] b Any point.
474  */
475 void decaf_448_precompute (
476     decaf_448_precomputed_s *a,
477     const decaf_448_point_t b
478 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE;
479
480 /**
481  * @brief Multiply a precomputed base point by a scalar:
482  * scaled = scalar*base.
483  * Some implementations do not include precomputed points; for
484  * those implementations, this function is the same as
485  * decaf_448_point_scalarmul
486  *
487  * @param [out] scaled The scaled point base*scalar
488  * @param [in] base The point to be scaled.
489  * @param [in] scalar The scalar to multiply by.
490  */
491 void decaf_448_precomputed_scalarmul (
492     decaf_448_point_t scaled,
493     const decaf_448_precomputed_s *base,
494     const decaf_448_scalar_t scalar
495 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE;
496
497 /**
498  * @brief Multiply two base points by two scalars:
499  * scaled = scalar1*base1 + scalar2*base2.
500  *
501  * Equivalent to two calls to decaf_448_point_scalarmul, but may be
502  * faster.
503  *
504  * @param [out] combo The linear combination scalar1*base1 + scalar2*base2.
505  * @param [in] base1 A first point to be scaled.
506  * @param [in] scalar1 A first scalar to multiply by.
507  * @param [in] base2 A second point to be scaled.
508  * @param [in] scalar2 A second scalar to multiply by.
509  */
510 void decaf_448_point_double_scalarmul (
511     decaf_448_point_t combo,
512     const decaf_448_point_t base1,
513     const decaf_448_scalar_t scalar1,
514     const decaf_448_point_t base2,
515     const decaf_448_scalar_t scalar2
516 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE;
517     
518 /**
519  * Multiply one base point by two scalars:
520  *
521  * a1 = scalar1 * base
522  * a2 = scalar2 * base
523  *
524  * Equivalent to two calls to decaf_448_point_scalarmul, but may be
525  * faster.
526  *
527  * @param [out] a1 The first multiple.  It may be the same as the input point.
528  * @param [out] a2 The second multiple.  It may be the same as the input point.
529  * @param [in] base1 A point to be scaled.
530  * @param [in] scalar1 A first scalar to multiply by.
531  * @param [in] scalar2 A second scalar to multiply by.
532  */
533 void decaf_448_point_dual_scalarmul (
534     decaf_448_point_t a1,
535     decaf_448_point_t a2,
536     const decaf_448_point_t base1,
537     const decaf_448_scalar_t scalar1,
538     const decaf_448_scalar_t scalar2
539 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE;
540
541 /**
542  * @brief Multiply two base points by two scalars:
543  * scaled = scalar1*decaf_448_point_base + scalar2*base2.
544  *
545  * Otherwise equivalent to decaf_448_point_double_scalarmul, but may be
546  * faster at the expense of being variable time.
547  *
548  * @param [out] combo The linear combination scalar1*base + scalar2*base2.
549  * @param [in] scalar1 A first scalar to multiply by.
550  * @param [in] base2 A second point to be scaled.
551  * @param [in] scalar2 A second scalar to multiply by.
552  *
553  * @warning: This function takes variable time, and may leak the scalars
554  * used.  It is designed for signature verification.
555  */
556 void decaf_448_base_double_scalarmul_non_secret (
557     decaf_448_point_t combo,
558     const decaf_448_scalar_t scalar1,
559     const decaf_448_point_t base2,
560     const decaf_448_scalar_t scalar2
561 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE;
562
563 /**
564  * @brief Constant-time decision between two points.  If pick_b
565  * is zero, out = a; else out = b.
566  *
567  * @param [out] out The output.  It may be the same as either input.
568  * @param [in] a Any point.
569  * @param [in] b Any point.
570  * @param [in] pick_b If nonzero, choose point b.
571  */
572 void decaf_448_point_cond_sel (
573     decaf_448_point_t out,
574     const decaf_448_point_t a,
575     const decaf_448_point_t b,
576     decaf_word_t pick_b
577 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE;
578
579 /**
580  * @brief Constant-time decision between two scalars.  If pick_b
581  * is zero, out = a; else out = b.
582  *
583  * @param [out] out The output.  It may be the same as either input.
584  * @param [in] a Any scalar.
585  * @param [in] b Any scalar.
586  * @param [in] pick_b If nonzero, choose scalar b.
587  */
588 void decaf_448_scalar_cond_sel (
589     decaf_448_scalar_t out,
590     const decaf_448_scalar_t a,
591     const decaf_448_scalar_t b,
592     decaf_word_t pick_b
593 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE;
594
595 /**
596  * @brief Test that a point is valid, for debugging purposes.
597  *
598  * @param [in] to_test The point to test.
599  * @retval DECAF_TRUE The point is valid.
600  * @retval DECAF_FALSE The point is invalid.
601  */
602 decaf_bool_t decaf_448_point_valid (
603     const decaf_448_point_t to_test
604 ) DECAF_API_VIS DECAF_WARN_UNUSED DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE;
605
606 /**
607  * @brief Torque a point, for debugging purposes.  The output
608  * will be equal to the input.
609  *
610  * @param [out] q The point to torque.
611  * @param [in] p The point to torque.
612  */
613 void decaf_448_point_debugging_torque (
614     decaf_448_point_t q,
615     const decaf_448_point_t p
616 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE;
617
618 /**
619  * @brief Projectively scale a point, for debugging purposes.
620  * The output will be equal to the input, and will be valid
621  * even if the factor is zero.
622  *
623  * @param [out] q The point to scale.
624  * @param [in] p The point to scale.
625  * @param [in] factor Serialized GF factor to scale.
626  */
627 void decaf_448_point_debugging_pscale (
628     decaf_448_point_t q,
629     const decaf_448_point_t p,
630     const unsigned char factor[DECAF_448_SER_BYTES]
631 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE;
632
633 /**
634  * @brief Almost-Elligator-like hash to curve.
635  *
636  * Call this function with the output of a hash to make a hash to the curve.
637  *
638  * This function runs Elligator2 on the decaf_448 Jacobi quartic model.  It then
639  * uses the isogeny to put the result in twisted Edwards form.  As a result,
640  * it is safe (cannot produce points of order 4), and would be compatible with
641  * hypothetical other implementations of Decaf using a Montgomery or untwisted
642  * Edwards model.
643  *
644  * Unlike Elligator, this function may be up to 4:1 on [0,(p-1)/2]:
645  *   A factor of 2 due to the isogeny.
646  *   A factor of 2 because we quotient out the 2-torsion.
647  *
648  * This makes it about 8:1 overall, or 16:1 overall on curves with cofactor 8.
649  *
650  * Negating the input (mod q) results in the same point.  Inverting the input
651  * (mod q) results in the negative point.  This is the same as Elligator.
652  *
653  * This function isn't quite indifferentiable from a random oracle.
654  * However, it is suitable for many protocols, including SPEKE and SPAKE2 EE. 
655  * Furthermore, calling it twice with independent seeds and adding the results
656  * is indifferentiable from a random oracle.
657  *
658  * @param [in] hashed_data Output of some hash function.
659  * @param [out] pt The data hashed to the curve.
660  */
661 void
662 decaf_448_point_from_hash_nonuniform (
663     decaf_448_point_t pt,
664     const unsigned char hashed_data[DECAF_448_HASH_BYTES]
665 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE;
666
667 /**
668  * @brief Indifferentiable hash function encoding to curve.
669  *
670  * Equivalent to calling decaf_448_point_from_hash_nonuniform twice and adding.
671  *
672  * @param [in] hashed_data Output of some hash function.
673  * @param [out] pt The data hashed to the curve.
674  */ 
675 void decaf_448_point_from_hash_uniform (
676     decaf_448_point_t pt,
677     const unsigned char hashed_data[2*DECAF_448_HASH_BYTES]
678 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE;
679
680 /**
681  * @brief Inverse of elligator-like hash to curve.
682  *
683  * This function writes to the buffer, to make it so that
684  * decaf_448_point_from_hash_nonuniform(buffer) = pt if
685  * possible.  Since there may be multiple preimages, the
686  * "which" parameter chooses between them.  To ensure uniform
687  * inverse sampling, this function succeeds or fails
688  * independently for different "which" values.
689  *
690  * This function isn't guaranteed to find every possible
691  * preimage, but it finds all except a small finite number.
692  * In particular, when the number of bits in the modulus isn't
693  * a multiple of 8 (i.e. for curve25519), it sets the high bits
694  * independently, which enables the generated data to be uniform.
695  * But it doesn't add p, so you'll never get exactly p from this
696  * function.  This might change in the future, especially if
697  * we ever support eg Brainpool curves, where this could cause
698  * real nonuniformity.
699  *
700  * @param [out] recovered_hash Encoded data.
701  * @param [in] pt The point to encode.
702  * @param [in] which A value determining which inverse point
703  * to return.
704  *
705  * @retval DECAF_SUCCESS The inverse succeeded.
706  * @retval DECAF_FAILURE The inverse failed.
707  */
708 decaf_error_t
709 decaf_448_invert_elligator_nonuniform (
710     unsigned char recovered_hash[DECAF_448_HASH_BYTES],
711     const decaf_448_point_t pt,
712     uint32_t which
713 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE DECAF_WARN_UNUSED;
714
715 /**
716  * @brief Inverse of elligator-like hash to curve.
717  *
718  * This function writes to the buffer, to make it so that
719  * decaf_448_point_from_hash_uniform(buffer) = pt if
720  * possible.  Since there may be multiple preimages, the
721  * "which" parameter chooses between them.  To ensure uniform
722  * inverse sampling, this function succeeds or fails
723  * independently for different "which" values.
724  *
725  * @param [out] recovered_hash Encoded data.
726  * @param [in] pt The point to encode.
727  * @param [in] which A value determining which inverse point
728  * to return.
729  *
730  * @retval DECAF_SUCCESS The inverse succeeded.
731  * @retval DECAF_FAILURE The inverse failed.
732  */
733 decaf_error_t
734 decaf_448_invert_elligator_uniform (
735     unsigned char recovered_hash[2*DECAF_448_HASH_BYTES],
736     const decaf_448_point_t pt,
737     uint32_t which
738 ) DECAF_API_VIS DECAF_NONNULL DECAF_NOINLINE DECAF_WARN_UNUSED;
739
740 /**
741  * @brief Overwrite scalar with zeros.
742  */
743 void decaf_448_scalar_destroy (
744     decaf_448_scalar_t scalar
745 ) DECAF_NONNULL DECAF_API_VIS;
746
747 /**
748  * @brief Overwrite point with zeros.
749  */
750 void decaf_448_point_destroy (
751     decaf_448_point_t point
752 ) DECAF_NONNULL DECAF_API_VIS;
753
754 /**
755  * @brief Overwrite precomputed table with zeros.
756  */
757 void decaf_448_precomputed_destroy (
758     decaf_448_precomputed_s *pre
759 ) DECAF_NONNULL DECAF_API_VIS;
760
761 #ifdef __cplusplus
762 } /* extern "C" */
763 #endif
764
765 #endif /* __DECAF_POINT_448_H__ */