Remove some vestiges of the old decaf template approach
[openssl.git] / crypto / ec / curve448 / scalar.c
1 /**
2  * @file ed448goldilocks/scalar.c
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 Decaf high-level functions.
10  *
11  * @warning This file was automatically generated in Python.
12  * Please do not edit it.
13  */
14 #include <openssl/crypto.h>
15
16 #include "word.h"
17 #include "constant_time.h"
18 #include "point_448.h"
19
20 static const decaf_word_t MONTGOMERY_FACTOR = (decaf_word_t)0x3bd440fae918bc5ull;
21 static const curve448_scalar_t sc_p = {{{
22     SC_LIMB(0x2378c292ab5844f3), SC_LIMB(0x216cc2728dc58f55), SC_LIMB(0xc44edb49aed63690), SC_LIMB(0xffffffff7cca23e9), SC_LIMB(0xffffffffffffffff), SC_LIMB(0xffffffffffffffff), SC_LIMB(0x3fffffffffffffff)
23 }}}, sc_r2 = {{{
24     SC_LIMB(0xe3539257049b9b60), SC_LIMB(0x7af32c4bc1b195d9), SC_LIMB(0x0d66de2388ea1859), SC_LIMB(0xae17cf725ee4d838), SC_LIMB(0x1a9cc14ba3c47c44), SC_LIMB(0x2052bcb7e4d070af), SC_LIMB(0x3402a939f823b729)
25 }}};
26 /* End of template stuff */
27
28 #define WBITS DECAF_WORD_BITS /* NB this may be different from ARCH_WORD_BITS */
29
30 const curve448_scalar_t curve448_scalar_one = {{{1}}}, curve448_scalar_zero = {{{0}}};
31
32 /** {extra,accum} - sub +? p
33  * Must have extra <= 1
34  */
35 static DECAF_NOINLINE void sc_subx(
36     curve448_scalar_t out,
37     const decaf_word_t accum[DECAF_448_SCALAR_LIMBS],
38     const curve448_scalar_t sub,
39     const curve448_scalar_t p,
40     decaf_word_t extra
41 ) {
42     decaf_dsword_t chain = 0;
43     unsigned int i;
44     for (i=0; i<DECAF_448_SCALAR_LIMBS; i++) {
45         chain = (chain + accum[i]) - sub->limb[i];
46         out->limb[i] = chain;
47         chain >>= WBITS;
48     }
49     decaf_word_t borrow = chain+extra; /* = 0 or -1 */
50     
51     chain = 0;
52     for (i=0; i<DECAF_448_SCALAR_LIMBS; i++) {
53         chain = (chain + out->limb[i]) + (p->limb[i] & borrow);
54         out->limb[i] = chain;
55         chain >>= WBITS;
56     }
57 }
58
59 static DECAF_NOINLINE void sc_montmul (
60     curve448_scalar_t out,
61     const curve448_scalar_t a,
62     const curve448_scalar_t b
63 ) {
64     unsigned int i,j;
65     decaf_word_t accum[DECAF_448_SCALAR_LIMBS+1] = {0};
66     decaf_word_t hi_carry = 0;
67     
68     for (i=0; i<DECAF_448_SCALAR_LIMBS; i++) {
69         decaf_word_t mand = a->limb[i];
70         const decaf_word_t *mier = b->limb;
71         
72         decaf_dword_t chain = 0;
73         for (j=0; j<DECAF_448_SCALAR_LIMBS; j++) {
74             chain += ((decaf_dword_t)mand)*mier[j] + accum[j];
75             accum[j] = chain;
76             chain >>= WBITS;
77         }
78         accum[j] = chain;
79         
80         mand = accum[0] * MONTGOMERY_FACTOR;
81         chain = 0;
82         mier = sc_p->limb;
83         for (j=0; j<DECAF_448_SCALAR_LIMBS; j++) {
84             chain += (decaf_dword_t)mand*mier[j] + accum[j];
85             if (j) accum[j-1] = chain;
86             chain >>= WBITS;
87         }
88         chain += accum[j];
89         chain += hi_carry;
90         accum[j-1] = chain;
91         hi_carry = chain >> WBITS;
92     }
93     
94     sc_subx(out, accum, sc_p, sc_p, hi_carry);
95 }
96
97 void curve448_scalar_mul (
98     curve448_scalar_t out,
99     const curve448_scalar_t a,
100     const curve448_scalar_t b
101 ) {
102     sc_montmul(out,a,b);
103     sc_montmul(out,out,sc_r2);
104 }
105
106 void curve448_scalar_sub (
107     curve448_scalar_t out,
108     const curve448_scalar_t a,
109     const curve448_scalar_t b
110 ) {
111     sc_subx(out, a->limb, b, sc_p, 0);
112 }
113
114 void curve448_scalar_add (
115     curve448_scalar_t out,
116     const curve448_scalar_t a,
117     const curve448_scalar_t b
118 ) {
119     decaf_dword_t chain = 0;
120     unsigned int i;
121     for (i=0; i<DECAF_448_SCALAR_LIMBS; i++) {
122         chain = (chain + a->limb[i]) + b->limb[i];
123         out->limb[i] = chain;
124         chain >>= WBITS;
125     }
126     sc_subx(out, out->limb, sc_p, sc_p, chain);
127 }
128
129 static DECAF_INLINE void scalar_decode_short (
130     curve448_scalar_t s,
131     const unsigned char *ser,
132     unsigned int nbytes
133 ) {
134     unsigned int i,j,k=0;
135     for (i=0; i<DECAF_448_SCALAR_LIMBS; i++) {
136         decaf_word_t out = 0;
137         for (j=0; j<sizeof(decaf_word_t) && k<nbytes; j++,k++) {
138             out |= ((decaf_word_t)ser[k])<<(8*j);
139         }
140         s->limb[i] = out;
141     }
142 }
143
144 decaf_error_t curve448_scalar_decode(
145     curve448_scalar_t s,
146     const unsigned char ser[DECAF_448_SCALAR_BYTES]
147 ) {
148     unsigned int i;
149     scalar_decode_short(s, ser, DECAF_448_SCALAR_BYTES);
150     decaf_dsword_t accum = 0;
151     for (i=0; i<DECAF_448_SCALAR_LIMBS; i++) {
152         accum = (accum + s->limb[i] - sc_p->limb[i]) >> WBITS;
153     }
154     /* Here accum == 0 or -1 */
155     
156     curve448_scalar_mul(s,s,curve448_scalar_one); /* ham-handed reduce */
157     
158     return decaf_succeed_if(~word_is_zero(accum));
159 }
160
161 void curve448_scalar_destroy (
162     curve448_scalar_t scalar
163 ) {
164     OPENSSL_cleanse(scalar, sizeof(curve448_scalar_t));
165 }
166
167 void curve448_scalar_decode_long(
168     curve448_scalar_t s,
169     const unsigned char *ser,
170     size_t ser_len
171 ) {
172     if (ser_len == 0) {
173         curve448_scalar_copy(s, curve448_scalar_zero);
174         return;
175     }
176     
177     size_t i;
178     curve448_scalar_t t1, t2;
179
180     i = ser_len - (ser_len%DECAF_448_SCALAR_BYTES);
181     if (i==ser_len) i -= DECAF_448_SCALAR_BYTES;
182     
183     scalar_decode_short(t1, &ser[i], ser_len-i);
184
185     if (ser_len == sizeof(curve448_scalar_t)) {
186         assert(i==0);
187         /* ham-handed reduce */
188         curve448_scalar_mul(s,t1,curve448_scalar_one);
189         curve448_scalar_destroy(t1);
190         return;
191     }
192
193     while (i) {
194         i -= DECAF_448_SCALAR_BYTES;
195         sc_montmul(t1,t1,sc_r2);
196         ignore_result( curve448_scalar_decode(t2, ser+i) );
197         curve448_scalar_add(t1, t1, t2);
198     }
199
200     curve448_scalar_copy(s, t1);
201     curve448_scalar_destroy(t1);
202     curve448_scalar_destroy(t2);
203 }
204
205 void curve448_scalar_encode(
206     unsigned char ser[DECAF_448_SCALAR_BYTES],
207     const curve448_scalar_t s
208 ) {
209     unsigned int i,j,k=0;
210     for (i=0; i<DECAF_448_SCALAR_LIMBS; i++) {
211         for (j=0; j<sizeof(decaf_word_t); j++,k++) {
212             ser[k] = s->limb[i] >> (8*j);
213         }
214     }
215 }
216
217 void curve448_scalar_halve (
218     curve448_scalar_t out,
219     const curve448_scalar_t a
220 ) {
221     decaf_word_t mask = -(a->limb[0] & 1);
222     decaf_dword_t chain = 0;
223     unsigned int i;
224     for (i=0; i<DECAF_448_SCALAR_LIMBS; i++) {
225         chain = (chain + a->limb[i]) + (sc_p->limb[i] & mask);
226         out->limb[i] = chain;
227         chain >>= DECAF_WORD_BITS;
228     }
229     for (i=0; i<DECAF_448_SCALAR_LIMBS-1; i++) {
230         out->limb[i] = out->limb[i]>>1 | out->limb[i+1]<<(WBITS-1);
231     }
232     out->limb[i] = out->limb[i]>>1 | chain<<(WBITS-1);
233 }
234