Remove a strict aliasing issue with pre-computed curve448 constants
[openssl.git] / crypto / ec / curve448 / scalar.c
index 5090fcf3d8e1188092f77db1bc8b1997359ff663..db4841e6bfeaf2a9de62cc8e38d71e9fd10ead4c 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * Copyright 2017 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
+ * Copyright 2017-2018 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
  * Copyright 2015-2016 Cryptography Research, Inc.
  *
  * Licensed under the OpenSSL license (the "License").  You may not use
 #include <openssl/crypto.h>
 
 #include "word.h"
-#include "constant_time.h"
 #include "point_448.h"
 
-static const decaf_word_t MONTGOMERY_FACTOR = (decaf_word_t) 0x3bd440fae918bc5;
-static const curve448_scalar_t sc_p = { {{
-                                          SC_LIMB(0x2378c292ab5844f3),
-                                          SC_LIMB(0x216cc2728dc58f55),
-                                          SC_LIMB(0xc44edb49aed63690),
-                                          SC_LIMB(0xffffffff7cca23e9),
-                                          SC_LIMB(0xffffffffffffffff),
-                                          SC_LIMB(0xffffffffffffffff),
-                                          SC_LIMB(0x3fffffffffffffff)
-                                          }}
-}, sc_r2 = { { {
+static const c448_word_t MONTGOMERY_FACTOR = (c448_word_t) 0x3bd440fae918bc5;
+static const curve448_scalar_t sc_p = {
+    {
+        {
+            SC_LIMB(0x2378c292ab5844f3), SC_LIMB(0x216cc2728dc58f55),
+            SC_LIMB(0xc44edb49aed63690), SC_LIMB(0xffffffff7cca23e9),
+            SC_LIMB(0xffffffffffffffff), SC_LIMB(0xffffffffffffffff),
+            SC_LIMB(0x3fffffffffffffff)
+        }
+    }
+}, sc_r2 = {
+    {
+        {
 
             SC_LIMB(0xe3539257049b9b60), SC_LIMB(0x7af32c4bc1b195d9),
-                SC_LIMB(0x0d66de2388ea1859), SC_LIMB(0xae17cf725ee4d838),
-                SC_LIMB(0x1a9cc14ba3c47c44), SC_LIMB(0x2052bcb7e4d070af),
-                SC_LIMB(0x3402a939f823b729)
-}}};
-
-/* End of template stuff */
+            SC_LIMB(0x0d66de2388ea1859), SC_LIMB(0xae17cf725ee4d838),
+            SC_LIMB(0x1a9cc14ba3c47c44), SC_LIMB(0x2052bcb7e4d070af),
+            SC_LIMB(0x3402a939f823b729)
+        }
+    }
+};
 
-#define WBITS DECAF_WORD_BITS   /* NB this may be different from ARCH_WORD_BITS */
+#define WBITS C448_WORD_BITS   /* NB this may be different from ARCH_WORD_BITS */
 
-const curve448_scalar_t curve448_scalar_one = { {{1}} }, curve448_scalar_zero = { { {
-0}}};
+const curve448_scalar_t curve448_scalar_one = {{{1}}};
+const curve448_scalar_t  curve448_scalar_zero = {{{0}}};
 
-/** {extra,accum} - sub +? p
+/*
+ * {extra,accum} - sub +? p
  * Must have extra <= 1
  */
 static void sc_subx(curve448_scalar_t out,
-                    const decaf_word_t accum[DECAF_448_SCALAR_LIMBS],
+                    const c448_word_t accum[C448_SCALAR_LIMBS],
                     const curve448_scalar_t sub,
-                    const curve448_scalar_t p, decaf_word_t extra)
+                    const curve448_scalar_t p, c448_word_t extra)
 {
-    decaf_dsword_t chain = 0;
+    c448_dsword_t chain = 0;
     unsigned int i;
-    decaf_word_t borrow;
+    c448_word_t borrow;
 
-    for (i = 0; i < DECAF_448_SCALAR_LIMBS; i++) {
+    for (i = 0; i < C448_SCALAR_LIMBS; i++) {
         chain = (chain + accum[i]) - sub->limb[i];
-        out->limb[i] = chain;
+        out->limb[i] = (c448_word_t)chain;
         chain >>= WBITS;
     }
-    borrow = chain + extra;     /* = 0 or -1 */
+    borrow = (c448_word_t)chain + extra;     /* = 0 or -1 */
 
     chain = 0;
-    for (i = 0; i < DECAF_448_SCALAR_LIMBS; i++) {
+    for (i = 0; i < C448_SCALAR_LIMBS; i++) {
         chain = (chain + out->limb[i]) + (p->limb[i] & borrow);
-        out->limb[i] = chain;
+        out->limb[i] = (c448_word_t)chain;
         chain >>= WBITS;
     }
 }
 
-static void sc_montmul(curve448_scalar_t out,
-                       const curve448_scalar_t a, const curve448_scalar_t b)
+static void sc_montmul(curve448_scalar_t out, const curve448_scalar_t a,
+                       const curve448_scalar_t b)
 {
     unsigned int i, j;
-    decaf_word_t accum[DECAF_448_SCALAR_LIMBS + 1] = { 0 };
-    decaf_word_t hi_carry = 0;
+    c448_word_t accum[C448_SCALAR_LIMBS + 1] = { 0 };
+    c448_word_t hi_carry = 0;
 
-    for (i = 0; i < DECAF_448_SCALAR_LIMBS; i++) {
-        decaf_word_t mand = a->limb[i];
-        const decaf_word_t *mier = b->limb;
+    for (i = 0; i < C448_SCALAR_LIMBS; i++) {
+        c448_word_t mand = a->limb[i];
+        const c448_word_t *mier = b->limb;
 
-        decaf_dword_t chain = 0;
-        for (j = 0; j < DECAF_448_SCALAR_LIMBS; j++) {
-            chain += ((decaf_dword_t) mand) * mier[j] + accum[j];
-            accum[j] = chain;
+        c448_dword_t chain = 0;
+        for (j = 0; j < C448_SCALAR_LIMBS; j++) {
+            chain += ((c448_dword_t) mand) * mier[j] + accum[j];
+            accum[j] = (c448_word_t)chain;
             chain >>= WBITS;
         }
-        accum[j] = chain;
+        accum[j] = (c448_word_t)chain;
 
         mand = accum[0] * MONTGOMERY_FACTOR;
         chain = 0;
         mier = sc_p->limb;
-        for (j = 0; j < DECAF_448_SCALAR_LIMBS; j++) {
-            chain += (decaf_dword_t) mand *mier[j] + accum[j];
+        for (j = 0; j < C448_SCALAR_LIMBS; j++) {
+            chain += (c448_dword_t) mand *mier[j] + accum[j];
             if (j)
-                accum[j - 1] = chain;
+                accum[j - 1] = (c448_word_t)chain;
             chain >>= WBITS;
         }
         chain += accum[j];
         chain += hi_carry;
-        accum[j - 1] = chain;
+        accum[j - 1] = (c448_word_t)chain;
         hi_carry = chain >> WBITS;
     }
 
     sc_subx(out, accum, sc_p, sc_p, hi_carry);
 }
 
-void curve448_scalar_mul(curve448_scalar_t out,
-                         const curve448_scalar_t a, const curve448_scalar_t b)
+void curve448_scalar_mul(curve448_scalar_t out, const curve448_scalar_t a,
+                         const curve448_scalar_t b)
 {
     sc_montmul(out, a, b);
     sc_montmul(out, out, sc_r2);
 }
 
-void curve448_scalar_sub(curve448_scalar_t out,
-                         const curve448_scalar_t a, const curve448_scalar_t b)
+void curve448_scalar_sub(curve448_scalar_t out, const curve448_scalar_t a,
+                         const curve448_scalar_t b)
 {
     sc_subx(out, a->limb, b, sc_p, 0);
 }
 
-void curve448_scalar_add(curve448_scalar_t out,
-                         const curve448_scalar_t a, const curve448_scalar_t b)
+void curve448_scalar_add(curve448_scalar_t out, const curve448_scalar_t a,
+                         const curve448_scalar_t b)
 {
-    decaf_dword_t chain = 0;
+    c448_dword_t chain = 0;
     unsigned int i;
-    for (i = 0; i < DECAF_448_SCALAR_LIMBS; i++) {
+
+    for (i = 0; i < C448_SCALAR_LIMBS; i++) {
         chain = (chain + a->limb[i]) + b->limb[i];
-        out->limb[i] = chain;
+        out->limb[i] = (c448_word_t)chain;
         chain >>= WBITS;
     }
-    sc_subx(out, out->limb, sc_p, sc_p, chain);
+    sc_subx(out, out->limb, sc_p, sc_p, (c448_word_t)chain);
 }
 
 static ossl_inline void scalar_decode_short(curve448_scalar_t s,
@@ -135,32 +138,31 @@ static ossl_inline void scalar_decode_short(curve448_scalar_t s,
                                             unsigned int nbytes)
 {
     unsigned int i, j, k = 0;
-    for (i = 0; i < DECAF_448_SCALAR_LIMBS; i++) {
-        decaf_word_t out = 0;
-        for (j = 0; j < sizeof(decaf_word_t) && k < nbytes; j++, k++) {
-            out |= ((decaf_word_t) ser[k]) << (8 * j);
-        }
+
+    for (i = 0; i < C448_SCALAR_LIMBS; i++) {
+        c448_word_t out = 0;
+
+        for (j = 0; j < sizeof(c448_word_t) && k < nbytes; j++, k++)
+            out |= ((c448_word_t) ser[k]) << (8 * j);
         s->limb[i] = out;
     }
 }
 
-decaf_error_t curve448_scalar_decode(curve448_scalar_t s,
-                                     const unsigned char
-                                     ser[DECAF_448_SCALAR_BYTES]
-    )
+c448_error_t curve448_scalar_decode(
+                                curve448_scalar_t s,
+                                const unsigned char ser[C448_SCALAR_BYTES])
 {
     unsigned int i;
-    decaf_dsword_t accum = 0;
+    c448_dsword_t accum = 0;
 
-    scalar_decode_short(s, ser, DECAF_448_SCALAR_BYTES);
-    for (i = 0; i < DECAF_448_SCALAR_LIMBS; i++) {
+    scalar_decode_short(s, ser, C448_SCALAR_BYTES);
+    for (i = 0; i < C448_SCALAR_LIMBS; i++)
         accum = (accum + s->limb[i] - sc_p->limb[i]) >> WBITS;
-    }
     /* Here accum == 0 or -1 */
 
     curve448_scalar_mul(s, s, curve448_scalar_one); /* ham-handed reduce */
 
-    return decaf_succeed_if(~word_is_zero(accum));
+    return c448_succeed_if(~word_is_zero((uint32_t)accum));
 }
 
 void curve448_scalar_destroy(curve448_scalar_t scalar)
@@ -179,9 +181,9 @@ void curve448_scalar_decode_long(curve448_scalar_t s,
         return;
     }
 
-    i = ser_len - (ser_len % DECAF_448_SCALAR_BYTES);
+    i = ser_len - (ser_len % C448_SCALAR_BYTES);
     if (i == ser_len)
-        i -= DECAF_448_SCALAR_BYTES;
+        i -= C448_SCALAR_BYTES;
 
     scalar_decode_short(t1, &ser[i], ser_len - i);
 
@@ -194,7 +196,7 @@ void curve448_scalar_decode_long(curve448_scalar_t s,
     }
 
     while (i) {
-        i -= DECAF_448_SCALAR_BYTES;
+        i -= C448_SCALAR_BYTES;
         sc_montmul(t1, t1, sc_r2);
         ignore_result(curve448_scalar_decode(t2, ser + i));
         curve448_scalar_add(t1, t1, t2);
@@ -205,29 +207,28 @@ void curve448_scalar_decode_long(curve448_scalar_t s,
     curve448_scalar_destroy(t2);
 }
 
-void curve448_scalar_encode(unsigned char ser[DECAF_448_SCALAR_BYTES],
+void curve448_scalar_encode(unsigned char ser[C448_SCALAR_BYTES],
                             const curve448_scalar_t s)
 {
     unsigned int i, j, k = 0;
-    for (i = 0; i < DECAF_448_SCALAR_LIMBS; i++) {
-        for (j = 0; j < sizeof(decaf_word_t); j++, k++) {
+
+    for (i = 0; i < C448_SCALAR_LIMBS; i++) {
+        for (j = 0; j < sizeof(c448_word_t); j++, k++)
             ser[k] = s->limb[i] >> (8 * j);
-        }
     }
 }
 
 void curve448_scalar_halve(curve448_scalar_t out, const curve448_scalar_t a)
 {
-    decaf_word_t mask = -(a->limb[0] & 1);
-    decaf_dword_t chain = 0;
+    c448_word_t mask = 0 - (a->limb[0] & 1);
+    c448_dword_t chain = 0;
     unsigned int i;
-    for (i = 0; i < DECAF_448_SCALAR_LIMBS; i++) {
+    for (i = 0; i < C448_SCALAR_LIMBS; i++) {
         chain = (chain + a->limb[i]) + (sc_p->limb[i] & mask);
-        out->limb[i] = chain;
-        chain >>= DECAF_WORD_BITS;
+        out->limb[i] = (c448_word_t)chain;
+        chain >>= C448_WORD_BITS;
     }
-    for (i = 0; i < DECAF_448_SCALAR_LIMBS - 1; i++) {
+    for (i = 0; i < C448_SCALAR_LIMBS - 1; i++)
         out->limb[i] = out->limb[i] >> 1 | out->limb[i + 1] << (WBITS - 1);
-    }
-    out->limb[i] = out->limb[i] >> 1 | chain << (WBITS - 1);
+    out->limb[i] = out->limb[i] >> 1 | (c448_word_t)(chain << (WBITS - 1));
 }