mirror of
https://github.com/guanzhi/GmSSL.git
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339
src/gf128.c
339
src/gf128.c
@@ -1,5 +1,5 @@
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/*
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* Copyright 2014-2022 The GmSSL Project. All Rights Reserved.
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||||
* Copyright 2022 The GmSSL Project. All Rights Reserved.
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*
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* Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the License); you may
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* not use this file except in compliance with the License.
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@@ -7,172 +7,171 @@
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* http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
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*/
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|
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/* GF(2^128) defined by f(x) = x^128 + x^7 + x^2 + x + 1
|
||||
* A + B mod f(x) = a xor b
|
||||
* A * 2 mod f(x)
|
||||
*/
|
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|
||||
|
||||
#include <stdio.h>
|
||||
#include <string.h>
|
||||
#include <stdlib.h>
|
||||
#include <gmssl/hex.h>
|
||||
#include <gmssl/gf128.h>
|
||||
#include <gmssl/endian.h>
|
||||
#include <gmssl/error.h>
|
||||
|
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|
||||
gf128_t gf128_zero(void)
|
||||
{
|
||||
uint8_t zero[16] = {0};
|
||||
return gf128_from_bytes(zero);
|
||||
}
|
||||
|
||||
gf128_t gf128_from_hex(const char *s)
|
||||
{
|
||||
uint8_t bin[16];
|
||||
size_t len;
|
||||
hex_to_bytes(s, strlen(s), bin, &len);
|
||||
return gf128_from_bytes(bin);
|
||||
}
|
||||
|
||||
int gf128_equ_hex(gf128_t a, const char *s)
|
||||
{
|
||||
uint8_t bin1[16];
|
||||
uint8_t bin2[16];
|
||||
size_t len;
|
||||
hex_to_bytes(s, strlen(s), bin1, &len);
|
||||
gf128_to_bytes(a, bin2);
|
||||
return memcmp(bin1, bin2, sizeof(bin1)) == 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void gf128_print_bits(gf128_t a)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
for (i = 0; i < 64; i++) {
|
||||
printf("%d", (int)(a.hi % 2));
|
||||
a.hi >>= 1;
|
||||
}
|
||||
for (i = 0; i < 64; i++) {
|
||||
printf("%d", (int)(a.lo % 2));
|
||||
a.lo >>= 1;
|
||||
}
|
||||
printf("\n");
|
||||
}
|
||||
|
||||
int gf128_print(FILE *fp, int fmt, int ind, const char *label, gf128_t a)
|
||||
{
|
||||
uint8_t be[16];
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
printf("%s: ", label);
|
||||
gf128_to_bytes(a, be);
|
||||
for (i = 0; i < 16; i++) {
|
||||
printf("%02x", be[i]);
|
||||
}
|
||||
printf("\n");
|
||||
return 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static uint64_t reverse_bits(uint64_t a)
|
||||
{
|
||||
uint64_t r = 0;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0; i < 63; i++) {
|
||||
r |= a & 1;
|
||||
r <<= 1;
|
||||
a >>= 1;
|
||||
}
|
||||
r |= a & 1;
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
|
||||
gf128_t gf128_from_bytes(const uint8_t p[16])
|
||||
{
|
||||
gf128_t r;
|
||||
|
||||
r.lo = GETU64(p);
|
||||
r.hi = GETU64(p + 8);
|
||||
|
||||
r.lo = reverse_bits(r.lo);
|
||||
r.hi = reverse_bits(r.hi);
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void gf128_to_bytes(gf128_t a, uint8_t p[16])
|
||||
{
|
||||
a.lo = reverse_bits(a.lo);
|
||||
a.hi = reverse_bits(a.hi);
|
||||
PUTU64(p, a.lo);
|
||||
PUTU64(p + 8, a.hi);
|
||||
}
|
||||
|
||||
gf128_t gf128_add(gf128_t a, gf128_t b)
|
||||
{
|
||||
gf128_t r;
|
||||
r.hi = a.hi ^ b.hi;
|
||||
r.lo = a.lo ^ b.lo;
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
|
||||
gf128_t gf128_mul(gf128_t a, gf128_t b)
|
||||
{
|
||||
gf128_t r = {0, 0};
|
||||
uint64_t mask = (uint64_t)1 << 63;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0; i < 64; i++) {
|
||||
if (r.hi & mask) {
|
||||
r.hi = r.hi << 1 | r.lo >> 63;
|
||||
r.lo = (r.lo << 1);
|
||||
r.lo ^= 0x87;
|
||||
} else {
|
||||
r.hi = r.hi << 1 | r.lo >> 63;
|
||||
r.lo = r.lo << 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (b.hi & mask) {
|
||||
r.hi ^= a.hi;
|
||||
r.lo ^= a.lo;
|
||||
}
|
||||
|
||||
b.hi <<= 1;
|
||||
}
|
||||
for (i = 0; i < 64; i++) {
|
||||
if (r.hi & mask) {
|
||||
r.hi = r.hi << 1 | r.lo >> 63;
|
||||
r.lo = (r.lo << 1) ^ 0x87;
|
||||
} else {
|
||||
r.hi = r.hi << 1 | r.lo >> 63;
|
||||
r.lo = r.lo << 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (b.lo & mask) {
|
||||
r.hi ^= a.hi;
|
||||
r.lo ^= a.lo;
|
||||
}
|
||||
|
||||
b.lo <<= 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
|
||||
gf128_t gf128_mul2(gf128_t a)
|
||||
{
|
||||
gf128_t r;
|
||||
|
||||
if (a.hi & ((uint64_t)1 << 63)) {
|
||||
r.hi = a.hi << 1 | a.lo >> 63;
|
||||
r.lo = a.lo << 1;
|
||||
r.lo ^= 0x87;
|
||||
} else {
|
||||
r.hi = a.hi << 1 | a.lo >> 63;
|
||||
r.lo = a.lo << 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* GF(2^128) defined by f(x) = x^128 + x^7 + x^2 + x + 1
|
||||
* A + B mod f(x) = a xor b
|
||||
* A * 2 mod f(x)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
|
||||
#include <stdio.h>
|
||||
#include <string.h>
|
||||
#include <stdlib.h>
|
||||
#include <gmssl/hex.h>
|
||||
#include <gmssl/gf128.h>
|
||||
#include <gmssl/endian.h>
|
||||
#include <gmssl/error.h>
|
||||
|
||||
|
||||
gf128_t gf128_zero(void)
|
||||
{
|
||||
uint8_t zero[16] = {0};
|
||||
return gf128_from_bytes(zero);
|
||||
}
|
||||
|
||||
gf128_t gf128_from_hex(const char *s)
|
||||
{
|
||||
uint8_t bin[16];
|
||||
size_t len;
|
||||
hex_to_bytes(s, strlen(s), bin, &len);
|
||||
return gf128_from_bytes(bin);
|
||||
}
|
||||
|
||||
int gf128_equ_hex(gf128_t a, const char *s)
|
||||
{
|
||||
uint8_t bin1[16];
|
||||
uint8_t bin2[16];
|
||||
size_t len;
|
||||
hex_to_bytes(s, strlen(s), bin1, &len);
|
||||
gf128_to_bytes(a, bin2);
|
||||
return memcmp(bin1, bin2, sizeof(bin1)) == 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void gf128_print_bits(gf128_t a)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
for (i = 0; i < 64; i++) {
|
||||
printf("%d", (int)(a.hi % 2));
|
||||
a.hi >>= 1;
|
||||
}
|
||||
for (i = 0; i < 64; i++) {
|
||||
printf("%d", (int)(a.lo % 2));
|
||||
a.lo >>= 1;
|
||||
}
|
||||
printf("\n");
|
||||
}
|
||||
|
||||
int gf128_print(FILE *fp, int fmt, int ind, const char *label, gf128_t a)
|
||||
{
|
||||
uint8_t be[16];
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
printf("%s: ", label);
|
||||
gf128_to_bytes(a, be);
|
||||
for (i = 0; i < 16; i++) {
|
||||
printf("%02x", be[i]);
|
||||
}
|
||||
printf("\n");
|
||||
return 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static uint64_t reverse_bits(uint64_t a)
|
||||
{
|
||||
uint64_t r = 0;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0; i < 63; i++) {
|
||||
r |= a & 1;
|
||||
r <<= 1;
|
||||
a >>= 1;
|
||||
}
|
||||
r |= a & 1;
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
|
||||
gf128_t gf128_from_bytes(const uint8_t p[16])
|
||||
{
|
||||
gf128_t r;
|
||||
|
||||
r.lo = GETU64(p);
|
||||
r.hi = GETU64(p + 8);
|
||||
|
||||
r.lo = reverse_bits(r.lo);
|
||||
r.hi = reverse_bits(r.hi);
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void gf128_to_bytes(gf128_t a, uint8_t p[16])
|
||||
{
|
||||
a.lo = reverse_bits(a.lo);
|
||||
a.hi = reverse_bits(a.hi);
|
||||
PUTU64(p, a.lo);
|
||||
PUTU64(p + 8, a.hi);
|
||||
}
|
||||
|
||||
gf128_t gf128_add(gf128_t a, gf128_t b)
|
||||
{
|
||||
gf128_t r;
|
||||
r.hi = a.hi ^ b.hi;
|
||||
r.lo = a.lo ^ b.lo;
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
|
||||
gf128_t gf128_mul(gf128_t a, gf128_t b)
|
||||
{
|
||||
gf128_t r = {0, 0};
|
||||
uint64_t mask = (uint64_t)1 << 63;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0; i < 64; i++) {
|
||||
if (r.hi & mask) {
|
||||
r.hi = r.hi << 1 | r.lo >> 63;
|
||||
r.lo = (r.lo << 1);
|
||||
r.lo ^= 0x87;
|
||||
} else {
|
||||
r.hi = r.hi << 1 | r.lo >> 63;
|
||||
r.lo = r.lo << 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (b.hi & mask) {
|
||||
r.hi ^= a.hi;
|
||||
r.lo ^= a.lo;
|
||||
}
|
||||
|
||||
b.hi <<= 1;
|
||||
}
|
||||
for (i = 0; i < 64; i++) {
|
||||
if (r.hi & mask) {
|
||||
r.hi = r.hi << 1 | r.lo >> 63;
|
||||
r.lo = (r.lo << 1) ^ 0x87;
|
||||
} else {
|
||||
r.hi = r.hi << 1 | r.lo >> 63;
|
||||
r.lo = r.lo << 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (b.lo & mask) {
|
||||
r.hi ^= a.hi;
|
||||
r.lo ^= a.lo;
|
||||
}
|
||||
|
||||
b.lo <<= 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
|
||||
gf128_t gf128_mul2(gf128_t a)
|
||||
{
|
||||
gf128_t r;
|
||||
|
||||
if (a.hi & ((uint64_t)1 << 63)) {
|
||||
r.hi = a.hi << 1 | a.lo >> 63;
|
||||
r.lo = a.lo << 1;
|
||||
r.lo ^= 0x87;
|
||||
} else {
|
||||
r.hi = a.hi << 1 | a.lo >> 63;
|
||||
r.lo = a.lo << 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return r;
|
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}
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