File Coverage

src/ed25519/ge.c
Criterion Covered Total %
statement 267 269 99.2
branch 44 50 88.0
condition n/a
subroutine n/a
pod n/a
total 311 319 97.4


line stmt bran cond sub pod time code
1             #include "ge.h"
2             #include "precomp_data.h"
3              
4              
5             /*
6             r = p + q
7             */
8              
9 28           void ge_add(ge_p1p1 *r, const ge_p3 *p, const ge_cached *q) {
10             fe t0;
11 28           fe_add(r->X, p->Y, p->X);
12 28           fe_sub(r->Y, p->Y, p->X);
13 28           fe_mul(r->Z, r->X, q->YplusX);
14 28           fe_mul(r->Y, r->Y, q->YminusX);
15 28           fe_mul(r->T, q->T2d, p->T);
16 28           fe_mul(r->X, p->Z, q->Z);
17 28           fe_add(t0, r->X, r->X);
18 28           fe_sub(r->X, r->Z, r->Y);
19 28           fe_add(r->Y, r->Z, r->Y);
20 28           fe_add(r->Z, t0, r->T);
21 28           fe_sub(r->T, t0, r->T);
22 28           }
23              
24              
25 2           static void slide(signed char *r, const unsigned char *a) {
26             int i;
27             int b;
28             int k;
29              
30 514 100         for (i = 0; i < 256; ++i) {
31 512           r[i] = 1 & (a[i >> 3] >> (i & 7));
32             }
33              
34 514 100         for (i = 0; i < 256; ++i)
35 512 100         if (r[i]) {
36 492 100         for (b = 1; b <= 6 && i + b < 256; ++b) {
    100          
37 469 100         if (r[i + b]) {
38 214 100         if (r[i] + (r[i + b] << b) <= 15) {
39 109           r[i] += r[i + b] << b;
40 109           r[i + b] = 0;
41 105 100         } else if (r[i] - (r[i + b] << b) >= -15) {
42 43           r[i] -= r[i + b] << b;
43              
44 162 50         for (k = i + b; k < 256; ++k) {
45 119 100         if (!r[k]) {
46 43           r[k] = 1;
47 43           break;
48             }
49              
50 76           r[k] = 0;
51             }
52             } else {
53 62           break;
54             }
55             }
56             }
57             }
58 2           }
59              
60             /*
61             r = a * A + b * B
62             where a = a[0]+256*a[1]+...+256^31 a[31].
63             and b = b[0]+256*b[1]+...+256^31 b[31].
64             B is the Ed25519 base point (x,4/5) with x positive.
65             */
66              
67 1           void ge_double_scalarmult_vartime(ge_p2 *r, const unsigned char *a, const ge_p3 *A, const unsigned char *b) {
68             signed char aslide[256];
69             signed char bslide[256];
70             ge_cached Ai[8]; /* A,3A,5A,7A,9A,11A,13A,15A */
71             ge_p1p1 t;
72             ge_p3 u;
73             ge_p3 A2;
74             int i;
75 1           slide(aslide, a);
76 1           slide(bslide, b);
77 1           ge_p3_to_cached(&Ai[0], A);
78 1           ge_p3_dbl(&t, A);
79 1           ge_p1p1_to_p3(&A2, &t);
80 1           ge_add(&t, &A2, &Ai[0]);
81 1           ge_p1p1_to_p3(&u, &t);
82 1           ge_p3_to_cached(&Ai[1], &u);
83 1           ge_add(&t, &A2, &Ai[1]);
84 1           ge_p1p1_to_p3(&u, &t);
85 1           ge_p3_to_cached(&Ai[2], &u);
86 1           ge_add(&t, &A2, &Ai[2]);
87 1           ge_p1p1_to_p3(&u, &t);
88 1           ge_p3_to_cached(&Ai[3], &u);
89 1           ge_add(&t, &A2, &Ai[3]);
90 1           ge_p1p1_to_p3(&u, &t);
91 1           ge_p3_to_cached(&Ai[4], &u);
92 1           ge_add(&t, &A2, &Ai[4]);
93 1           ge_p1p1_to_p3(&u, &t);
94 1           ge_p3_to_cached(&Ai[5], &u);
95 1           ge_add(&t, &A2, &Ai[5]);
96 1           ge_p1p1_to_p3(&u, &t);
97 1           ge_p3_to_cached(&Ai[6], &u);
98 1           ge_add(&t, &A2, &Ai[6]);
99 1           ge_p1p1_to_p3(&u, &t);
100 1           ge_p3_to_cached(&Ai[7], &u);
101 1           ge_p2_0(r);
102              
103 4 50         for (i = 255; i >= 0; --i) {
104 4 50         if (aslide[i] || bslide[i]) {
    100          
105             break;
106             }
107             }
108              
109 254 100         for (; i >= 0; --i) {
110 253           ge_p2_dbl(&t, r);
111              
112 253 100         if (aslide[i] > 0) {
113 21           ge_p1p1_to_p3(&u, &t);
114 21           ge_add(&t, &u, &Ai[aslide[i] / 2]);
115 232 100         } else if (aslide[i] < 0) {
116 21           ge_p1p1_to_p3(&u, &t);
117 21           ge_sub(&t, &u, &Ai[(-aslide[i]) / 2]);
118             }
119              
120 253 100         if (bslide[i] > 0) {
121 21           ge_p1p1_to_p3(&u, &t);
122 21           ge_madd(&t, &u, &Bi[bslide[i] / 2]);
123 232 100         } else if (bslide[i] < 0) {
124 22           ge_p1p1_to_p3(&u, &t);
125 22           ge_msub(&t, &u, &Bi[(-bslide[i]) / 2]);
126             }
127              
128 253           ge_p1p1_to_p2(r, &t);
129             }
130 1           }
131              
132              
133             static const fe d = {
134             -10913610, 13857413, -15372611, 6949391, 114729, -8787816, -6275908, -3247719, -18696448, -12055116
135             };
136              
137             static const fe sqrtm1 = {
138             -32595792, -7943725, 9377950, 3500415, 12389472, -272473, -25146209, -2005654, 326686, 11406482
139             };
140              
141 1           int ge_frombytes_negate_vartime(ge_p3 *h, const unsigned char *s) {
142             fe u;
143             fe v;
144             fe v3;
145             fe vxx;
146             fe check;
147 1           fe_frombytes(h->Y, s);
148 1           fe_1(h->Z);
149 1           fe_sq(u, h->Y);
150 1           fe_mul(v, u, d);
151 1           fe_sub(u, u, h->Z); /* u = y^2-1 */
152 1           fe_add(v, v, h->Z); /* v = dy^2+1 */
153 1           fe_sq(v3, v);
154 1           fe_mul(v3, v3, v); /* v3 = v^3 */
155 1           fe_sq(h->X, v3);
156 1           fe_mul(h->X, h->X, v);
157 1           fe_mul(h->X, h->X, u); /* x = uv^7 */
158 1           fe_pow22523(h->X, h->X); /* x = (uv^7)^((q-5)/8) */
159 1           fe_mul(h->X, h->X, v3);
160 1           fe_mul(h->X, h->X, u); /* x = uv^3(uv^7)^((q-5)/8) */
161 1           fe_sq(vxx, h->X);
162 1           fe_mul(vxx, vxx, v);
163 1           fe_sub(check, vxx, u); /* vx^2-u */
164              
165 1 50         if (fe_isnonzero(check)) {
166 1           fe_add(check, vxx, u); /* vx^2+u */
167              
168 1 50         if (fe_isnonzero(check)) {
169 0           return -1;
170             }
171              
172 1           fe_mul(h->X, h->X, sqrtm1);
173             }
174              
175 1 50         if (fe_isnegative(h->X) == (s[31] >> 7)) {
176 0           fe_neg(h->X, h->X);
177             }
178              
179 1           fe_mul(h->T, h->X, h->Y);
180 1           return 0;
181             }
182              
183              
184             /*
185             r = p + q
186             */
187              
188 149           void ge_madd(ge_p1p1 *r, const ge_p3 *p, const ge_precomp *q) {
189             fe t0;
190 149           fe_add(r->X, p->Y, p->X);
191 149           fe_sub(r->Y, p->Y, p->X);
192 149           fe_mul(r->Z, r->X, q->yplusx);
193 149           fe_mul(r->Y, r->Y, q->yminusx);
194 149           fe_mul(r->T, q->xy2d, p->T);
195 149           fe_add(t0, p->Z, p->Z);
196 149           fe_sub(r->X, r->Z, r->Y);
197 149           fe_add(r->Y, r->Z, r->Y);
198 149           fe_add(r->Z, t0, r->T);
199 149           fe_sub(r->T, t0, r->T);
200 149           }
201              
202              
203             /*
204             r = p - q
205             */
206              
207 22           void ge_msub(ge_p1p1 *r, const ge_p3 *p, const ge_precomp *q) {
208             fe t0;
209              
210 22           fe_add(r->X, p->Y, p->X);
211 22           fe_sub(r->Y, p->Y, p->X);
212 22           fe_mul(r->Z, r->X, q->yminusx);
213 22           fe_mul(r->Y, r->Y, q->yplusx);
214 22           fe_mul(r->T, q->xy2d, p->T);
215 22           fe_add(t0, p->Z, p->Z);
216 22           fe_sub(r->X, r->Z, r->Y);
217 22           fe_add(r->Y, r->Z, r->Y);
218 22           fe_sub(r->Z, t0, r->T);
219 22           fe_add(r->T, t0, r->T);
220 22           }
221              
222              
223             /*
224             r = p
225             */
226              
227 259           void ge_p1p1_to_p2(ge_p2 *r, const ge_p1p1 *p) {
228 259           fe_mul(r->X, p->X, p->T);
229 259           fe_mul(r->Y, p->Y, p->Z);
230 259           fe_mul(r->Z, p->Z, p->T);
231 259           }
232              
233              
234              
235             /*
236             r = p
237             */
238              
239 223           void ge_p1p1_to_p3(ge_p3 *r, const ge_p1p1 *p) {
240 223           fe_mul(r->X, p->X, p->T);
241 223           fe_mul(r->Y, p->Y, p->Z);
242 223           fe_mul(r->Z, p->Z, p->T);
243 223           fe_mul(r->T, p->X, p->Y);
244 223           }
245              
246              
247 1           void ge_p2_0(ge_p2 *h) {
248 1           fe_0(h->X);
249 1           fe_1(h->Y);
250 1           fe_1(h->Z);
251 1           }
252              
253              
254              
255             /*
256             r = 2 * p
257             */
258              
259 262           void ge_p2_dbl(ge_p1p1 *r, const ge_p2 *p) {
260             fe t0;
261              
262 262           fe_sq(r->X, p->X);
263 262           fe_sq(r->Z, p->Y);
264 262           fe_sq2(r->T, p->Z);
265 262           fe_add(r->Y, p->X, p->Y);
266 262           fe_sq(t0, r->Y);
267 262           fe_add(r->Y, r->Z, r->X);
268 262           fe_sub(r->Z, r->Z, r->X);
269 262           fe_sub(r->X, t0, r->Y);
270 262           fe_sub(r->T, r->T, r->Z);
271 262           }
272              
273              
274 2           void ge_p3_0(ge_p3 *h) {
275 2           fe_0(h->X);
276 2           fe_1(h->Y);
277 2           fe_1(h->Z);
278 2           fe_0(h->T);
279 2           }
280              
281              
282             /*
283             r = 2 * p
284             */
285              
286 3           void ge_p3_dbl(ge_p1p1 *r, const ge_p3 *p) {
287             ge_p2 q;
288 3           ge_p3_to_p2(&q, p);
289 3           ge_p2_dbl(r, &q);
290 3           }
291              
292              
293              
294             /*
295             r = p
296             */
297              
298             static const fe d2 = {
299             -21827239, -5839606, -30745221, 13898782, 229458, 15978800, -12551817, -6495438, 29715968, 9444199
300             };
301              
302 8           void ge_p3_to_cached(ge_cached *r, const ge_p3 *p) {
303 8           fe_add(r->YplusX, p->Y, p->X);
304 8           fe_sub(r->YminusX, p->Y, p->X);
305 8           fe_copy(r->Z, p->Z);
306 8           fe_mul(r->T2d, p->T, d2);
307 8           }
308              
309              
310             /*
311             r = p
312             */
313              
314 3           void ge_p3_to_p2(ge_p2 *r, const ge_p3 *p) {
315 3           fe_copy(r->X, p->X);
316 3           fe_copy(r->Y, p->Y);
317 3           fe_copy(r->Z, p->Z);
318 3           }
319              
320              
321 2           void ge_p3_tobytes(unsigned char *s, const ge_p3 *h) {
322             fe recip;
323             fe x;
324             fe y;
325 2           fe_invert(recip, h->Z);
326 2           fe_mul(x, h->X, recip);
327 2           fe_mul(y, h->Y, recip);
328 2           fe_tobytes(s, y);
329 2           s[31] ^= fe_isnegative(x) << 7;
330 2           }
331              
332              
333 1024           static unsigned char equal(signed char b, signed char c) {
334 1024           unsigned char ub = b;
335 1024           unsigned char uc = c;
336 1024           unsigned char x = ub ^ uc; /* 0: yes; 1..255: no */
337 1024           uint64_t y = x; /* 0: yes; 1..255: no */
338 1024           y -= 1; /* large: yes; 0..254: no */
339 1024           y >>= 63; /* 1: yes; 0: no */
340 1024           return (unsigned char) y;
341             }
342              
343 128           static unsigned char negative(signed char b) {
344 128           uint64_t x = b; /* 18446744073709551361..18446744073709551615: yes; 0..255: no */
345 128           x >>= 63; /* 1: yes; 0: no */
346 128           return (unsigned char) x;
347             }
348              
349 1152           static void cmov(ge_precomp *t, ge_precomp *u, unsigned char b) {
350 1152           fe_cmov(t->yplusx, u->yplusx, b);
351 1152           fe_cmov(t->yminusx, u->yminusx, b);
352 1152           fe_cmov(t->xy2d, u->xy2d, b);
353 1152           }
354              
355              
356 128           static void select(ge_precomp *t, int pos, signed char b) {
357             ge_precomp minust;
358 128           unsigned char bnegative = negative(b);
359 128           unsigned char babs = b - (((-bnegative) & b) << 1);
360 128           fe_1(t->yplusx);
361 128           fe_1(t->yminusx);
362 128           fe_0(t->xy2d);
363 128           cmov(t, &base[pos][0], equal(babs, 1));
364 128           cmov(t, &base[pos][1], equal(babs, 2));
365 128           cmov(t, &base[pos][2], equal(babs, 3));
366 128           cmov(t, &base[pos][3], equal(babs, 4));
367 128           cmov(t, &base[pos][4], equal(babs, 5));
368 128           cmov(t, &base[pos][5], equal(babs, 6));
369 128           cmov(t, &base[pos][6], equal(babs, 7));
370 128           cmov(t, &base[pos][7], equal(babs, 8));
371 128           fe_copy(minust.yplusx, t->yminusx);
372 128           fe_copy(minust.yminusx, t->yplusx);
373 128           fe_neg(minust.xy2d, t->xy2d);
374 128           cmov(t, &minust, bnegative);
375 128           }
376              
377             /*
378             h = a * B
379             where a = a[0]+256*a[1]+...+256^31 a[31]
380             B is the Ed25519 base point (x,4/5) with x positive.
381              
382             Preconditions:
383             a[31] <= 127
384             */
385              
386 2           void ge_scalarmult_base(ge_p3 *h, const unsigned char *a) {
387             signed char e[64];
388             signed char carry;
389             ge_p1p1 r;
390             ge_p2 s;
391             ge_precomp t;
392             int i;
393              
394 66 100         for (i = 0; i < 32; ++i) {
395 64           e[2 * i + 0] = (a[i] >> 0) & 15;
396 64           e[2 * i + 1] = (a[i] >> 4) & 15;
397             }
398              
399             /* each e[i] is between 0 and 15 */
400             /* e[63] is between 0 and 7 */
401 2           carry = 0;
402              
403 128 100         for (i = 0; i < 63; ++i) {
404 126           e[i] += carry;
405 126           carry = e[i] + 8;
406 126           carry >>= 4;
407 126           e[i] -= carry << 4;
408             }
409              
410 2           e[63] += carry;
411             /* each e[i] is between -8 and 8 */
412 2           ge_p3_0(h);
413              
414 66 100         for (i = 1; i < 64; i += 2) {
415 64           select(&t, i / 2, e[i]);
416 64           ge_madd(&r, h, &t);
417 64           ge_p1p1_to_p3(h, &r);
418             }
419              
420 2           ge_p3_dbl(&r, h);
421 2           ge_p1p1_to_p2(&s, &r);
422 2           ge_p2_dbl(&r, &s);
423 2           ge_p1p1_to_p2(&s, &r);
424 2           ge_p2_dbl(&r, &s);
425 2           ge_p1p1_to_p2(&s, &r);
426 2           ge_p2_dbl(&r, &s);
427 2           ge_p1p1_to_p3(h, &r);
428              
429 66 100         for (i = 0; i < 64; i += 2) {
430 64           select(&t, i / 2, e[i]);
431 64           ge_madd(&r, h, &t);
432 64           ge_p1p1_to_p3(h, &r);
433             }
434 2           }
435              
436              
437             /*
438             r = p - q
439             */
440              
441 21           void ge_sub(ge_p1p1 *r, const ge_p3 *p, const ge_cached *q) {
442             fe t0;
443            
444 21           fe_add(r->X, p->Y, p->X);
445 21           fe_sub(r->Y, p->Y, p->X);
446 21           fe_mul(r->Z, r->X, q->YminusX);
447 21           fe_mul(r->Y, r->Y, q->YplusX);
448 21           fe_mul(r->T, q->T2d, p->T);
449 21           fe_mul(r->X, p->Z, q->Z);
450 21           fe_add(t0, r->X, r->X);
451 21           fe_sub(r->X, r->Z, r->Y);
452 21           fe_add(r->Y, r->Z, r->Y);
453 21           fe_sub(r->Z, t0, r->T);
454 21           fe_add(r->T, t0, r->T);
455 21           }
456              
457              
458 1           void ge_tobytes(unsigned char *s, const ge_p2 *h) {
459             fe recip;
460             fe x;
461             fe y;
462 1           fe_invert(recip, h->Z);
463 1           fe_mul(x, h->X, recip);
464 1           fe_mul(y, h->Y, recip);
465 1           fe_tobytes(s, y);
466 1           s[31] ^= fe_isnegative(x) << 7;
467 1           }