mirror of https://github.com/oxen-io/lokinet
import ntru prime code
Jeff Becker
6 years ago
parent
d7c1c3322f
commit
a60c4b0bef
@ -0,0 +1,4 @@
|
||||
#define CRYPTO_SECRETKEYBYTES 1238
|
||||
#define CRYPTO_PUBLICKEYBYTES 1047
|
||||
#define CRYPTO_CIPHERTEXTBYTES 1175
|
||||
#define CRYPTO_BYTES 32
|
||||
@ -0,0 +1,57 @@
|
||||
#ifdef KAT
|
||||
#include <stdio.h>
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "small.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
#include "hide.h"
|
||||
#include "crypto_kem.h"
|
||||
|
||||
static int verify(const unsigned char *x,const unsigned char *y)
|
||||
{
|
||||
unsigned int differentbits = 0;
|
||||
int i;
|
||||
for (i = 0;i < crypto_kem_CIPHERTEXTBYTES;++i)
|
||||
differentbits |= x[i] ^ y[i];
|
||||
return (1 & ((differentbits - 1) >> 8)) - 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int crypto_kem_dec(
|
||||
unsigned char *k,
|
||||
const unsigned char *cstr,
|
||||
const unsigned char *sk
|
||||
)
|
||||
{
|
||||
modq buf[768];
|
||||
#define B buf
|
||||
#define aB buf
|
||||
small a[768];
|
||||
unsigned char r[32];
|
||||
unsigned char checkcstr[crypto_kem_CIPHERTEXTBYTES];
|
||||
unsigned char maybek[32];
|
||||
int i;
|
||||
int result;
|
||||
|
||||
small_decode(a,sk); sk += small_encode_len;
|
||||
rq_decoderounded(B,cstr + 32);
|
||||
rq_mult(aB,B,a);
|
||||
|
||||
rq_rightsubbit(r,cstr + 32 + rq_encoderounded_len,aB);
|
||||
|
||||
#ifdef KAT
|
||||
{
|
||||
int j;
|
||||
printf("decrypt r: ");
|
||||
for (j = 0;j < 32;++j)
|
||||
printf("%02x",255 & (int) r[j]);
|
||||
printf("\n");
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
hide(checkcstr,maybek,sk,r);
|
||||
result = verify(cstr,checkcstr);
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 32;++i) k[i] = maybek[i] & ~result;
|
||||
return result;
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,30 @@
|
||||
#ifdef KAT
|
||||
#include <stdio.h>
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#include "hide.h"
|
||||
#include "randombytes.h"
|
||||
#include "crypto_kem.h"
|
||||
|
||||
int crypto_kem_enc(
|
||||
unsigned char *cstr,
|
||||
unsigned char *k,
|
||||
const unsigned char *pk
|
||||
)
|
||||
{
|
||||
unsigned char r[32];
|
||||
randombytes(r,32);
|
||||
|
||||
#ifdef KAT
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
printf("encrypt r: ");
|
||||
for (i = 0;i < 32;++i)
|
||||
printf("%02x",255 & (int) r[i]);
|
||||
printf("\n");
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
hide(cstr,k,pk,r);
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,40 @@
|
||||
#include <string.h>
|
||||
#include "crypto_hash_sha512.h"
|
||||
#include "crypto_kem.h"
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
#include "hide.h"
|
||||
|
||||
#if crypto_kem_CIPHERTEXTBYTES != rq_encoderounded_len + 32 + 128
|
||||
#error "crypto_kem_CIPHERTEXTBYTES must match rq_encoderounded_len + 32 + 128"
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
void hide(unsigned char *cstr,unsigned char *k,const unsigned char *pk,const unsigned char *r)
|
||||
{
|
||||
modq buf[768];
|
||||
#define G buf
|
||||
#define A buf
|
||||
#define B buf
|
||||
#define C buf
|
||||
unsigned char k12[64];
|
||||
unsigned char k34[64];
|
||||
small b[768];
|
||||
|
||||
crypto_hash_sha512(k12,r,32);
|
||||
small_seeded_weightw(b,k12);
|
||||
|
||||
crypto_hash_sha512(k34,k12 + 32,32);
|
||||
memcpy(cstr,k34,32); cstr += 32;
|
||||
memcpy(k,k34 + 32,32);
|
||||
|
||||
rq_fromseed(G,pk);
|
||||
rq_mult(B,G,b);
|
||||
/* XXX: cache transform of b for next mult */
|
||||
/* XXX: cache transform of G inside sk */
|
||||
/* XXX: cache transform of G when pk is otherwise reused */
|
||||
rq_roundencode(cstr,B); cstr += rq_encoderounded_len;
|
||||
|
||||
rq_decoderounded(A,pk + 32);
|
||||
rq_mult(C,A,b);
|
||||
rq_top(cstr,C,r);
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,9 @@
|
||||
#ifndef hide_h
|
||||
#define hide_h
|
||||
|
||||
#include "crypto_int32.h"
|
||||
|
||||
#define hide crypto_kem_ntrulpr4591761_avx_hide
|
||||
extern void hide(unsigned char *,unsigned char *,const unsigned char *,const unsigned char *);
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
@ -0,0 +1,5 @@
|
||||
Alphabetical order:
|
||||
Daniel J. Bernstein
|
||||
Chitchanok Chuengsatiansup
|
||||
Tanja Lange
|
||||
Christine van Vredendaal
|
||||
@ -0,0 +1,425 @@
|
||||
#include "int32_sort.h"
|
||||
#include <immintrin.h>
|
||||
|
||||
typedef crypto_int32 int32;
|
||||
|
||||
static inline void minmax(int32 *x,int32 *y)
|
||||
{
|
||||
asm("movl (%0),%%eax;movl (%1),%%ebx;cmpl %%ebx,%%eax;mov %%eax,%%edx;cmovg %%ebx,%%eax;cmovg %%edx,%%ebx;movl %%eax,(%0);movl %%ebx,(%1)"
|
||||
: : "r"(x),"r"(y) : "%eax","%ebx","%edx");
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* sort x0,x2; sort x1,x3; ... sort x13, x15 */
|
||||
static inline void minmax02through1315(int32 *x)
|
||||
{
|
||||
__m256i a = _mm256_loadu_si256((__m256i *) x);
|
||||
__m256i b = _mm256_loadu_si256((__m256i *) (x + 8));
|
||||
__m256i c = _mm256_unpacklo_epi64(a,b); /* a01b01a45b45 */
|
||||
__m256i d = _mm256_unpackhi_epi64(a,b); /* a23b23a67b67 */
|
||||
__m256i g = _mm256_min_epi32(c,d);
|
||||
__m256i h = _mm256_max_epi32(c,d);
|
||||
a = _mm256_unpacklo_epi64(g,h);
|
||||
b = _mm256_unpackhi_epi64(g,h);
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) x,a);
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) (x + 8),b);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* sort x0,x2; sort x1,x3; sort x4,x6; sort x5,x7 */
|
||||
static inline void minmax02134657(int32 *x)
|
||||
{
|
||||
__m256i a = _mm256_loadu_si256((__m256i *) x);
|
||||
__m256i b = _mm256_shuffle_epi32(a,0x4e);
|
||||
__m256i c = _mm256_cmpgt_epi32(a,b);
|
||||
c = _mm256_shuffle_epi32(c,0x44);
|
||||
__m256i abc = c & (a ^ b);
|
||||
a ^= abc;
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) x,a);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void multiminmax2plus2(
|
||||
int32 *x,
|
||||
int n)
|
||||
{
|
||||
while (n >= 16) {
|
||||
minmax02through1315(x);
|
||||
n -= 16;
|
||||
x += 16;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 8) {
|
||||
minmax02134657(x);
|
||||
n -= 8;
|
||||
x += 8;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 4) {
|
||||
minmax(x,x + 2);
|
||||
minmax(x + 1,x + 3);
|
||||
n -= 4;
|
||||
x += 4;
|
||||
}
|
||||
if (n > 0) {
|
||||
minmax(x,x + 2);
|
||||
if (n > 1) minmax(x + 1,x + 3);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void multiminmax2plus6(
|
||||
int32 *x,
|
||||
int n)
|
||||
{
|
||||
while (n >= 4) {
|
||||
minmax(x,x + 6);
|
||||
minmax(x + 1,x + 7);
|
||||
n -= 4;
|
||||
x += 4;
|
||||
}
|
||||
if (n > 0) {
|
||||
minmax(x,x + 6);
|
||||
if (n > 1) minmax(x + 1,x + 7);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void multiminmax2plus14(
|
||||
int32 *x,
|
||||
int n)
|
||||
{
|
||||
while (n >= 8) {
|
||||
minmax(x,x + 14);
|
||||
minmax(x + 1,x + 15);
|
||||
minmax(x + 4,x + 18);
|
||||
minmax(x + 5,x + 19);
|
||||
n -= 8;
|
||||
x += 8;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 4) {
|
||||
minmax(x,x + 14);
|
||||
minmax(x + 1,x + 15);
|
||||
n -= 4;
|
||||
x += 4;
|
||||
}
|
||||
if (n > 0) {
|
||||
minmax(x,x + 14);
|
||||
if (n > 1) minmax(x + 1,x + 15);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* sort x[i],y[i] for i in 0,1,4,5,8,9,12,13 */
|
||||
/* all of x0...x15 and y0...y15 must exist; no aliasing */
|
||||
static inline void minmax0145891213(int32 *x,int32 *y)
|
||||
{
|
||||
__m256i a01234567 = _mm256_loadu_si256((__m256i *) x);
|
||||
__m256i a89101112131415 = _mm256_loadu_si256((__m256i *) (x + 8));
|
||||
__m256i b01234567 = _mm256_loadu_si256((__m256i *) y);
|
||||
__m256i b89101112131415 = _mm256_loadu_si256((__m256i *) (y + 8));
|
||||
|
||||
__m256i a0189451213 = _mm256_unpacklo_epi64(a01234567,a89101112131415);
|
||||
__m256i b0189451213 = _mm256_unpacklo_epi64(b01234567,b89101112131415);
|
||||
__m256i c0189451213 = _mm256_min_epi32(a0189451213,b0189451213);
|
||||
__m256i d0189451213 = _mm256_max_epi32(a0189451213,b0189451213);
|
||||
|
||||
__m256i c01234567 = _mm256_blend_epi32(a01234567,c0189451213,0x33);
|
||||
__m256i d01234567 = _mm256_blend_epi32(b01234567,d0189451213,0x33);
|
||||
__m256i c89101112131415 = _mm256_unpackhi_epi64(c0189451213,a89101112131415);
|
||||
__m256i d89101112131415 = _mm256_unpackhi_epi64(d0189451213,b89101112131415);
|
||||
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) x,c01234567);
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) (x + 8),c89101112131415);
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) y,d01234567);
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) (y + 8),d89101112131415);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* offset >= 30 */
|
||||
static void multiminmax2plusmore(
|
||||
int32 *x,
|
||||
int n,
|
||||
int offset)
|
||||
{
|
||||
while (n >= 16) {
|
||||
minmax0145891213(x,x + offset);
|
||||
n -= 16;
|
||||
x += 16;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 8) {
|
||||
minmax(x,x + offset);
|
||||
minmax(x + 1,x + 1 + offset);
|
||||
minmax(x + 4,x + 4 + offset);
|
||||
minmax(x + 5,x + 5 + offset);
|
||||
n -= 8;
|
||||
x += 8;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 4) {
|
||||
minmax(x,x + offset);
|
||||
minmax(x + 1,x + 1 + offset);
|
||||
n -= 4;
|
||||
x += 4;
|
||||
}
|
||||
if (n > 0) {
|
||||
minmax(x,x + offset);
|
||||
if (n > 1) minmax(x + 1,x + 1 + offset);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* sort x0,x1; ... sort x14, x15 */
|
||||
static inline void minmax01through1415(int32 *x)
|
||||
{
|
||||
__m256i a = _mm256_loadu_si256((__m256i *) x);
|
||||
__m256i b = _mm256_loadu_si256((__m256i *) (x + 8));
|
||||
__m256i c = _mm256_unpacklo_epi32(a,b); /* ab0ab1ab4ab5 */
|
||||
__m256i d = _mm256_unpackhi_epi32(a,b); /* ab2ab3ab6ab7 */
|
||||
__m256i e = _mm256_unpacklo_epi32(c,d); /* a02b02a46b46 */
|
||||
__m256i f = _mm256_unpackhi_epi32(c,d); /* a13b13a57b57 */
|
||||
__m256i g = _mm256_min_epi32(e,f); /* a02b02a46b46 */
|
||||
__m256i h = _mm256_max_epi32(e,f); /* a13b13a57b57 */
|
||||
a = _mm256_unpacklo_epi32(g,h);
|
||||
b = _mm256_unpackhi_epi32(g,h);
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) x,a);
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) (x + 8),b);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* sort x0,x1; sort x2,x3; sort x4,x5; sort x6,x7 */
|
||||
static inline void minmax01234567(int32 *x)
|
||||
{
|
||||
__m256i a = _mm256_loadu_si256((__m256i *) x);
|
||||
__m256i b = _mm256_shuffle_epi32(a,0xb1);
|
||||
__m256i c = _mm256_cmpgt_epi32(a,b);
|
||||
c = _mm256_shuffle_epi32(c,0xa0);
|
||||
__m256i abc = c & (a ^ b);
|
||||
a ^= abc;
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) x,a);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void multiminmax1plus1(
|
||||
int32 *x,
|
||||
int n)
|
||||
{
|
||||
while (n >= 16) {
|
||||
minmax01through1415(x);
|
||||
n -= 16;
|
||||
x += 16;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 8) {
|
||||
minmax01234567(x);
|
||||
n -= 8;
|
||||
x += 8;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 4) {
|
||||
minmax(x,x + 1);
|
||||
minmax(x + 2,x + 3);
|
||||
n -= 4;
|
||||
x += 4;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 2) {
|
||||
minmax(x,x + 1);
|
||||
n -= 2;
|
||||
x += 2;
|
||||
}
|
||||
if (n > 0)
|
||||
minmax(x,x + 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void multiminmax1(
|
||||
int32 *x,
|
||||
int n,
|
||||
int offset)
|
||||
{
|
||||
while (n >= 16) {
|
||||
minmax(x,x + offset);
|
||||
minmax(x + 2,x + 2 + offset);
|
||||
minmax(x + 4,x + 4 + offset);
|
||||
minmax(x + 6,x + 6 + offset);
|
||||
minmax(x + 8,x + 8 + offset);
|
||||
minmax(x + 10,x + 10 + offset);
|
||||
minmax(x + 12,x + 12 + offset);
|
||||
minmax(x + 14,x + 14 + offset);
|
||||
n -= 16;
|
||||
x += 16;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 8) {
|
||||
minmax(x,x + offset);
|
||||
minmax(x + 2,x + 2 + offset);
|
||||
minmax(x + 4,x + 4 + offset);
|
||||
minmax(x + 6,x + 6 + offset);
|
||||
n -= 8;
|
||||
x += 8;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 4) {
|
||||
minmax(x,x + offset);
|
||||
minmax(x + 2,x + 2 + offset);
|
||||
n -= 4;
|
||||
x += 4;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 2) {
|
||||
minmax(x,x + offset);
|
||||
n -= 2;
|
||||
x += 2;
|
||||
}
|
||||
if (n > 0)
|
||||
minmax(x,x + offset);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* sort x[i],y[i] for i in 0,2,4,6,8,10,12,14 */
|
||||
/* all of x0...x15 and y0...y15 must exist; no aliasing */
|
||||
static inline void minmax02468101214(int32 *x,int32 *y)
|
||||
{
|
||||
__m256i a01234567 = _mm256_loadu_si256((__m256i *) x);
|
||||
__m256i a89101112131415 = _mm256_loadu_si256((__m256i *) (x + 8));
|
||||
__m256i b01234567 = _mm256_loadu_si256((__m256i *) y);
|
||||
__m256i b89101112131415 = _mm256_loadu_si256((__m256i *) (y + 8));
|
||||
|
||||
__m256i a0819412513 = _mm256_unpacklo_epi32(a01234567,a89101112131415);
|
||||
__m256i a210311614715 = _mm256_unpackhi_epi32(a01234567,a89101112131415);
|
||||
__m256i a02810461214 = _mm256_unpacklo_epi32(a0819412513,a210311614715);
|
||||
__m256i a13911571315 = _mm256_unpackhi_epi32(a0819412513,a210311614715);
|
||||
|
||||
__m256i b0819412513 = _mm256_unpacklo_epi32(b01234567,b89101112131415);
|
||||
__m256i b210311614715 = _mm256_unpackhi_epi32(b01234567,b89101112131415);
|
||||
__m256i b02810461214 = _mm256_unpacklo_epi32(b0819412513,b210311614715);
|
||||
__m256i b13911571315 = _mm256_unpackhi_epi32(b0819412513,b210311614715);
|
||||
|
||||
__m256i c02810461214 = _mm256_min_epi32(a02810461214,b02810461214);
|
||||
__m256i d02810461214 = _mm256_max_epi32(a02810461214,b02810461214);
|
||||
|
||||
__m256i c01234567 = _mm256_unpacklo_epi32(c02810461214,a13911571315);
|
||||
__m256i c89101112131415 = _mm256_unpackhi_epi32(c02810461214,a13911571315);
|
||||
__m256i d01234567 = _mm256_unpacklo_epi32(d02810461214,b13911571315);
|
||||
__m256i d89101112131415 = _mm256_unpackhi_epi32(d02810461214,b13911571315);
|
||||
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) x,c01234567);
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) (x + 8),c89101112131415);
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) y,d01234567);
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) (y + 8),d89101112131415);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* assumes offset >= 31 */
|
||||
static void multiminmax1plusmore(
|
||||
int32 *x,
|
||||
int n,
|
||||
int offset)
|
||||
{
|
||||
while (n >= 16) {
|
||||
minmax02468101214(x,x + offset);
|
||||
n -= 16;
|
||||
x += 16;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 8) {
|
||||
minmax(x,x + offset);
|
||||
minmax(x + 2,x + 2 + offset);
|
||||
minmax(x + 4,x + 4 + offset);
|
||||
minmax(x + 6,x + 6 + offset);
|
||||
n -= 8;
|
||||
x += 8;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 4) {
|
||||
minmax(x,x + offset);
|
||||
minmax(x + 2,x + 2 + offset);
|
||||
n -= 4;
|
||||
x += 4;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 2) {
|
||||
minmax(x,x + offset);
|
||||
n -= 2;
|
||||
x += 2;
|
||||
}
|
||||
if (n > 0)
|
||||
minmax(x,x + offset);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* sort x0,y0; sort x1,y1; ...; sort x7,y7 */
|
||||
static inline void minmax8(int32 *x,int32 *y)
|
||||
{
|
||||
__m256i a = _mm256_loadu_si256((__m256i *) x);
|
||||
__m256i b = _mm256_loadu_si256((__m256i *) y);
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) x,_mm256_min_epi32(a,b));
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) y,_mm256_max_epi32(a,b));
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* assumes p >= 8; implies offset >= 8 */
|
||||
static void multiminmax_atleast8(int p,
|
||||
int32 *x,
|
||||
int n,
|
||||
int offset)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
while (n >= 2 * p) {
|
||||
for (i = 0;i < p;i += 8)
|
||||
minmax8(x + i,x + i + offset);
|
||||
n -= 2 * p;
|
||||
x += 2 * p;
|
||||
}
|
||||
for (i = 0;i + 8 <= n;i += 8) {
|
||||
if (i & p) return;
|
||||
minmax8(x + i,x + i + offset);
|
||||
}
|
||||
for (;i < n;++i) {
|
||||
if (i & p) return;
|
||||
minmax(x + i,x + i + offset);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* sort x0,y0; sort x1,y1; sort x2,y2; sort x3,y3 */
|
||||
static inline void minmax4(int32 *x,int32 *y)
|
||||
{
|
||||
__m128i a = _mm_loadu_si128((__m128i *) x);
|
||||
__m128i b = _mm_loadu_si128((__m128i *) y);
|
||||
_mm_storeu_si128((__m128i *) x,_mm_min_epi32(a,b));
|
||||
_mm_storeu_si128((__m128i *) y,_mm_max_epi32(a,b));
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void multiminmax4(
|
||||
int32 *x,
|
||||
int n,
|
||||
int offset)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
while (n >= 8) {
|
||||
minmax4(x,x + offset);
|
||||
n -= 8;
|
||||
x += 8;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 4)
|
||||
minmax4(x,x + offset);
|
||||
else
|
||||
for (i = 0;i < n;++i)
|
||||
minmax(x + i,x + i + offset);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void int32_sort(int32 *x,int n)
|
||||
{
|
||||
int top,p,q;
|
||||
|
||||
if (n < 2) return;
|
||||
top = 1;
|
||||
while (top < n - top) top += top;
|
||||
|
||||
for (p = top;p >= 8;p >>= 1) {
|
||||
multiminmax_atleast8(p,x,n - p,p);
|
||||
for (q = top;q > p;q >>= 1)
|
||||
multiminmax_atleast8(p,x + p,n - q,q - p);
|
||||
}
|
||||
if (p >= 4) {
|
||||
multiminmax4(x,n - 4,4);
|
||||
for (q = top;q > 4;q >>= 1)
|
||||
multiminmax4(x + 4,n - q,q - 4);
|
||||
}
|
||||
if (p >= 2) {
|
||||
multiminmax2plus2(x,n - 2);
|
||||
for (q = top;q >= 32;q >>= 1)
|
||||
multiminmax2plusmore(x + 2,n - q,q - 2);
|
||||
if (q >= 16)
|
||||
multiminmax2plus14(x + 2,n - 16);
|
||||
if (q >= 8)
|
||||
multiminmax2plus6(x + 2,n - 8);
|
||||
if (q >= 4)
|
||||
multiminmax2plus2(x + 2,n - 4);
|
||||
}
|
||||
multiminmax1plus1(x,n - 1);
|
||||
for (q = top;q >= 32;q >>= 1)
|
||||
multiminmax1plusmore(x + 1,n - q,q - 1);
|
||||
if (q >= 16)
|
||||
multiminmax1(x + 1,n - 16,15);
|
||||
if (q >= 8)
|
||||
multiminmax1(x + 1,n - 8,7);
|
||||
if (q >= 4)
|
||||
multiminmax1(x + 1,n - 4,3);
|
||||
if (q >= 2)
|
||||
multiminmax1plus1(x + 1,n - 2);
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,9 @@
|
||||
#ifndef int32_sort_h
|
||||
#define int32_sort_h
|
||||
|
||||
#include "crypto_int32.h"
|
||||
|
||||
#define int32_sort crypto_kem_ntrulpr4591761_avx_int32_sort
|
||||
extern void int32_sort(crypto_int32 *,int);
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
@ -0,0 +1,37 @@
|
||||
#include <string.h>
|
||||
#include "modq.h"
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "small.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
#include "crypto_kem.h"
|
||||
#include "randombytes.h"
|
||||
#include "crypto_stream_aes256ctr.h"
|
||||
|
||||
#if crypto_kem_PUBLICKEYBYTES != rq_encoderounded_len + 32
|
||||
#error "crypto_kem_PUBLICKEYBYTES must match rq_encoderounded_len + 32"
|
||||
#endif
|
||||
#if crypto_kem_SECRETKEYBYTES != small_encode_len + crypto_kem_PUBLICKEYBYTES
|
||||
#error "crypto_kem_SECRETKEYBYTES must match small_encode_len + crypto_kem_PUBLICKEYBYTES"
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
int crypto_kem_keypair(unsigned char *pk,unsigned char *sk)
|
||||
{
|
||||
modq buf[768];
|
||||
#define G buf
|
||||
#define A buf
|
||||
small a[768];
|
||||
|
||||
randombytes(pk,32);
|
||||
rq_fromseed(G,pk);
|
||||
|
||||
small_random_weightw(a);
|
||||
|
||||
rq_mult(A,G,a);
|
||||
|
||||
rq_roundencode(pk + 32,A);
|
||||
|
||||
small_encode(sk,a);
|
||||
memcpy(sk + small_encode_len,pk,crypto_kem_PUBLICKEYBYTES);
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,36 @@
|
||||
#ifndef modq_h
|
||||
#define modq_h
|
||||
|
||||
#include "crypto_int16.h"
|
||||
#include "crypto_int32.h"
|
||||
#include "crypto_uint16.h"
|
||||
#include "crypto_uint32.h"
|
||||
|
||||
typedef crypto_int16 modq;
|
||||
|
||||
/* input between -9000000 and 9000000 */
|
||||
/* output between -2295 and 2295 */
|
||||
static inline modq modq_freeze(crypto_int32 a)
|
||||
{
|
||||
a -= 4591 * ((228 * a) >> 20);
|
||||
a -= 4591 * ((58470 * a + 134217728) >> 28);
|
||||
return a;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* input between 0 and 4294967295 */
|
||||
/* output = (input % 4591) - 2295 */
|
||||
static inline modq modq_fromuint32(crypto_uint32 a)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 r;
|
||||
r = (a & 524287) + (a >> 19) * 914; /* <= 8010861 */
|
||||
return modq_freeze(r - 2295);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline modq modq_sum(modq a,modq b)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 A = a;
|
||||
crypto_int32 B = b;
|
||||
return modq_freeze(A + B);
|
||||
}
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
@ -0,0 +1,738 @@
|
||||
#include <string.h>
|
||||
#include <immintrin.h>
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
|
||||
#define MULSTEP_gcc(j,h0,h1,h2,h3,h4) \
|
||||
gj = g[j]; \
|
||||
h0 += f0 * gj; \
|
||||
_mm256_storeu_ps(&h[i + j],h0); \
|
||||
h1 += f1 * gj; \
|
||||
h2 += f2 * gj; \
|
||||
h3 += f3 * gj; \
|
||||
h4 += f4 * gj; \
|
||||
h0 = _mm256_loadu_ps(&h[i + j + 5]); \
|
||||
h0 += f5 * gj;
|
||||
|
||||
#define MULSTEP_asm(j,h0,h1,h2,h3,h4) \
|
||||
gj = g[j]; \
|
||||
__asm__( \
|
||||
"vfmadd231ps %5,%6,%0 \n\t" \
|
||||
"vmovups %0,%12 \n\t" \
|
||||
"vmovups %13,%0 \n\t" \
|
||||
"vfmadd231ps %5,%7,%1 \n\t" \
|
||||
"vfmadd231ps %5,%8,%2 \n\t" \
|
||||
"vfmadd231ps %5,%9,%3 \n\t" \
|
||||
"vfmadd231ps %5,%10,%4 \n\t" \
|
||||
"vfmadd231ps %5,%11,%0 \n\t" \
|
||||
: "+x"(h0),"+x"(h1),"+x"(h2),"+x"(h3),"+x"(h4) \
|
||||
: "x"(gj),"x"(f0),"x"(f1),"x"(f2),"x"(f3),"x"(f4),"x"(f5),"m"(h[i+j]),"m"(h[i+j+5]));
|
||||
|
||||
#define MULSTEP MULSTEP_asm
|
||||
|
||||
#define MULSTEP_noload(j,h0,h1,h2,h3,h4) \
|
||||
gj = g[j]; \
|
||||
__asm__( \
|
||||
"vfmadd231ps %5,%6,%0 \n\t" \
|
||||
"vmovups %0,%12 \n\t" \
|
||||
"vfmadd231ps %5,%7,%1 \n\t" \
|
||||
"vfmadd231ps %5,%8,%2 \n\t" \
|
||||
"vfmadd231ps %5,%9,%3 \n\t" \
|
||||
"vfmadd231ps %5,%10,%4 \n\t" \
|
||||
"vmulps %5,%11,%0 \n\t" \
|
||||
: "+x"(h0),"+x"(h1),"+x"(h2),"+x"(h3),"+x"(h4) \
|
||||
: "x"(gj),"x"(f0),"x"(f1),"x"(f2),"x"(f3),"x"(f4),"x"(f5),"m"(h[i+j]));
|
||||
|
||||
#define MULSTEP_fromzero(j,h0,h1,h2,h3,h4) \
|
||||
gj = g[j]; \
|
||||
__asm__( \
|
||||
"vmulps %5,%6,%0 \n\t" \
|
||||
"vmovups %0,%12 \n\t" \
|
||||
"vmulps %5,%7,%1 \n\t" \
|
||||
"vmulps %5,%8,%2 \n\t" \
|
||||
"vmulps %5,%9,%3 \n\t" \
|
||||
"vmulps %5,%10,%4 \n\t" \
|
||||
"vmulps %5,%11,%0 \n\t" \
|
||||
: "=&x"(h0),"=&x"(h1),"=&x"(h2),"=&x"(h3),"=&x"(h4) \
|
||||
: "x"(gj),"x"(f0),"x"(f1),"x"(f2),"x"(f3),"x"(f4),"x"(f5),"m"(h[i+j]));
|
||||
|
||||
static inline __m128i _mm_load_cvtepi8_epi16(const long long *x)
|
||||
{
|
||||
__m128i result;
|
||||
__asm__("vpmovsxbw %1, %0" : "=x"(result) : "m"(*x));
|
||||
return result;
|
||||
}
|
||||
|
||||
#define v0 _mm256_set1_epi32(0)
|
||||
#define v0_128 _mm_set1_epi32(0)
|
||||
#define v7 _mm256_set1_epi16(7)
|
||||
#define v4591_16 _mm256_set1_epi16(4591)
|
||||
#define v2296_16 _mm256_set1_epi16(2296)
|
||||
|
||||
#define alpha_32 _mm256_set1_epi32(0x4b400000)
|
||||
#define alpha_32_128 _mm_set1_epi32(0x4b400000)
|
||||
#define alpha_float _mm256_set1_ps(12582912.0)
|
||||
|
||||
#define v0_float _mm256_set1_ps(0)
|
||||
#define v1_float _mm256_set1_ps(1)
|
||||
#define vm1_float _mm256_set1_ps(-1)
|
||||
#define vm4591_float _mm256_set1_ps(-4591)
|
||||
#define recip4591_float _mm256_set1_ps(0.00021781746896101067305597908952297974298)
|
||||
|
||||
static inline __m256 add(__m256 x,__m256 y)
|
||||
{
|
||||
return x + y;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline __m256 fastadd(__m256 x,__m256 y)
|
||||
{
|
||||
return _mm256_fmadd_ps(y,v1_float,x);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline __m256 fastsub(__m256 x,__m256 y)
|
||||
{
|
||||
return _mm256_fmadd_ps(y,vm1_float,x);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline __m256 reduce(__m256 x)
|
||||
{
|
||||
__m256 q = x * recip4591_float;
|
||||
q = _mm256_round_ps(q,8);
|
||||
return _mm256_fmadd_ps(q,vm4591_float,x);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline __m256i squeeze(__m256i x)
|
||||
{
|
||||
__m256i q = _mm256_mulhrs_epi16(x,v7);
|
||||
q = _mm256_mullo_epi16(q,v4591_16);
|
||||
return _mm256_sub_epi16(x,q);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline __m256i squeezeadd16(__m256i x,__m256i y)
|
||||
{
|
||||
__m256i q;
|
||||
x = _mm256_add_epi16(x,y);
|
||||
q = _mm256_mulhrs_epi16(x,v7);
|
||||
q = _mm256_mullo_epi16(q,v4591_16);
|
||||
return _mm256_sub_epi16(x,q);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline __m256i freeze(__m256i x)
|
||||
{
|
||||
__m256i mask, x2296, x4591;
|
||||
x4591 = _mm256_add_epi16(x,v4591_16);
|
||||
mask = _mm256_srai_epi16(x,15);
|
||||
x = _mm256_blendv_epi8(x,x4591,mask);
|
||||
x2296 = _mm256_sub_epi16(x,v2296_16);
|
||||
mask = _mm256_srai_epi16(x2296,15);
|
||||
x4591 = _mm256_sub_epi16(x,v4591_16);
|
||||
x = _mm256_blendv_epi8(x4591,x,mask);
|
||||
return x;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 24*8*float32 f inputs between -10000 and 10000 */
|
||||
/* 24*8*float32 g inputs between -32 and 32 */
|
||||
/* 48*8*float32 h outputs between -7680000 and 7680000 */
|
||||
static void mult24x8_float(__m256 h[48],const __m256 f[24],const __m256 g[24])
|
||||
{
|
||||
int i, j;
|
||||
__m256 f0, f1, f2, f3, f4, f5, gj, h0, h1, h2, h3, h4;
|
||||
|
||||
i = 0;
|
||||
f0 = f[i];
|
||||
f1 = f[i + 1];
|
||||
f2 = f[i + 2];
|
||||
f3 = f[i + 3];
|
||||
f4 = f[i + 4];
|
||||
f5 = f[i + 5];
|
||||
MULSTEP_fromzero(0,h0,h1,h2,h3,h4)
|
||||
for (j = 0;j < 20;j += 5) {
|
||||
MULSTEP_noload(j + 1,h1,h2,h3,h4,h0)
|
||||
MULSTEP_noload(j + 2,h2,h3,h4,h0,h1)
|
||||
MULSTEP_noload(j + 3,h3,h4,h0,h1,h2)
|
||||
MULSTEP_noload(j + 4,h4,h0,h1,h2,h3)
|
||||
MULSTEP_noload(j + 5,h0,h1,h2,h3,h4)
|
||||
}
|
||||
MULSTEP_noload(j + 1,h1,h2,h3,h4,h0)
|
||||
MULSTEP_noload(j + 2,h2,h3,h4,h0,h1)
|
||||
MULSTEP_noload(j + 3,h3,h4,h0,h1,h2)
|
||||
h[i + j + 4] = h4;
|
||||
h[i + j + 5] = h0;
|
||||
h[i + j + 6] = h1;
|
||||
h[i + j + 7] = h2;
|
||||
h[i + j + 8] = h3;
|
||||
|
||||
for (i = 6;i < 24;i += 6) {
|
||||
f0 = f[i];
|
||||
f1 = f[i + 1];
|
||||
f2 = f[i + 2];
|
||||
f3 = f[i + 3];
|
||||
f4 = f[i + 4];
|
||||
f5 = f[i + 5];
|
||||
h0 = h[i];
|
||||
h1 = h[i + 1];
|
||||
h2 = h[i + 2];
|
||||
h3 = h[i + 3];
|
||||
h4 = h[i + 4];
|
||||
for (j = 0;j < 15;j += 5) {
|
||||
MULSTEP(j + 0,h0,h1,h2,h3,h4)
|
||||
MULSTEP(j + 1,h1,h2,h3,h4,h0)
|
||||
MULSTEP(j + 2,h2,h3,h4,h0,h1)
|
||||
MULSTEP(j + 3,h3,h4,h0,h1,h2)
|
||||
MULSTEP(j + 4,h4,h0,h1,h2,h3)
|
||||
}
|
||||
MULSTEP(j + 0,h0,h1,h2,h3,h4)
|
||||
MULSTEP(j + 1,h1,h2,h3,h4,h0)
|
||||
MULSTEP(j + 2,h2,h3,h4,h0,h1)
|
||||
MULSTEP_noload(j + 3,h3,h4,h0,h1,h2)
|
||||
MULSTEP_noload(j + 4,h4,h0,h1,h2,h3)
|
||||
MULSTEP_noload(j + 5,h0,h1,h2,h3,h4)
|
||||
MULSTEP_noload(j + 6,h1,h2,h3,h4,h0)
|
||||
MULSTEP_noload(j + 7,h2,h3,h4,h0,h1)
|
||||
MULSTEP_noload(j + 8,h3,h4,h0,h1,h2)
|
||||
h[i + j + 9] = h4;
|
||||
h[i + j + 10] = h0;
|
||||
h[i + j + 11] = h1;
|
||||
h[i + j + 12] = h2;
|
||||
h[i + j + 13] = h3;
|
||||
}
|
||||
|
||||
h[47] = v0_float;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 48*8*float32 f inputs between -5000 and 5000 */
|
||||
/* 48*8*float32 g inputs between -16 and 16 */
|
||||
/* 96*8*float32 h outputs between -3840000 and 3840000 */
|
||||
static void mult48x8_float(__m256 h[96],const __m256 f[48],const __m256 g[48])
|
||||
{
|
||||
__m256 h01[48];
|
||||
__m256 g01[24];
|
||||
__m256 *f01 = h01 + 24;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 24;i > 0;) {
|
||||
i -= 2;
|
||||
f01[i] = f[i] + f[i + 24];
|
||||
g01[i] = g[i] + g[i + 24];
|
||||
f01[i + 1] = f[i + 1] + f[i + 1 + 24];
|
||||
g01[i + 1] = g[i + 1] + g[i + 1 + 24];
|
||||
}
|
||||
|
||||
mult24x8_float(h,f,g);
|
||||
mult24x8_float(h + 48,f + 24,g + 24);
|
||||
mult24x8_float(h01,f01,g01);
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 24;++i) {
|
||||
__m256 h0i = h[i];
|
||||
__m256 h0itop = h[i + 24];
|
||||
__m256 h1i = h[i + 48];
|
||||
__m256 h1itop = h[i + 72];
|
||||
__m256 h01i = h01[i];
|
||||
__m256 h01itop = h01[i + 24];
|
||||
__m256 c = fastsub(h0itop,h1i);
|
||||
h[i + 24] = c + fastsub(h01i,h0i);
|
||||
h[i + 48] = fastsub(h01itop,h1itop) - c;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 96*8*float32 f inputs between -2500 and 2500 */
|
||||
/* 96*8*float32 g inputs between -8 and 8 */
|
||||
/* 192*8*float32 h outputs between -1920000 and 1920000 */
|
||||
static void mult96x8_float(__m256 h[192],const __m256 f[96],const __m256 g[96])
|
||||
{
|
||||
__m256 h01[96];
|
||||
__m256 g01[48];
|
||||
__m256 *f01 = h01 + 48;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 48;i > 0;) {
|
||||
i -= 4;
|
||||
f01[i] = f[i] + f[i + 48];
|
||||
g01[i] = g[i] + g[i + 48];
|
||||
f01[i + 1] = f[i + 1] + f[i + 1 + 48];
|
||||
g01[i + 1] = g[i + 1] + g[i + 1 + 48];
|
||||
f01[i + 2] = f[i + 2] + f[i + 2 + 48];
|
||||
g01[i + 2] = g[i + 2] + g[i + 2 + 48];
|
||||
f01[i + 3] = f[i + 3] + f[i + 3 + 48];
|
||||
g01[i + 3] = g[i + 3] + g[i + 3 + 48];
|
||||
}
|
||||
|
||||
mult48x8_float(h,f,g);
|
||||
mult48x8_float(h + 96,f + 48,g + 48);
|
||||
mult48x8_float(h01,f01,g01);
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 48;++i) {
|
||||
__m256 h0i = h[i];
|
||||
__m256 h0itop = h[i + 48];
|
||||
__m256 h1i = h[i + 96];
|
||||
__m256 h1itop = h[i + 144];
|
||||
__m256 h01i = h01[i];
|
||||
__m256 h01itop = h01[i + 48];
|
||||
__m256 c = fastsub(h0itop,h1i);
|
||||
h[i + 48] = c + fastsub(h01i,h0i);
|
||||
h[i + 96] = fastsub(h01itop,h1itop) - c;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 96*16*int16 f inputs between -2500 and 2500 */
|
||||
/* 96*(16*int8 stored in 32*int8) g inputs between -8 and 8 */
|
||||
/* 192*16*int16 h outputs between -2400 and 2400 */
|
||||
static void mult96x16(__m256i h[192],const __m256i f[96],const __m256i g[96])
|
||||
{
|
||||
__m256 hfloat[192];
|
||||
__m256 gfloat[96];
|
||||
__m256 *ffloat = hfloat + 96;
|
||||
int i, p;
|
||||
|
||||
for (p = 0;p < 2;++p) {
|
||||
for (i = 96;i > 0;) {
|
||||
i -= 2;
|
||||
__m256i fi = _mm256_cvtepi16_epi32(_mm_loadu_si128(p + (const __m128i *) &f[i]));
|
||||
__m256i gi = _mm256_cvtepi16_epi32(_mm_load_cvtepi8_epi16(p + (const long long *) &g[i]));
|
||||
__m256 storage;
|
||||
*(__m256i *) &storage = _mm256_add_epi32(fi,alpha_32);
|
||||
ffloat[i] = storage - alpha_float;
|
||||
*(__m256i *) &storage = _mm256_add_epi32(gi,alpha_32);
|
||||
gfloat[i] = storage - alpha_float;
|
||||
fi = _mm256_cvtepi16_epi32(_mm_loadu_si128(p + (const __m128i *) &f[i + 1]));
|
||||
gi = _mm256_cvtepi16_epi32(_mm_load_cvtepi8_epi16(p + (const long long *) &g[i + 1]));
|
||||
*(__m256i *) &storage = _mm256_add_epi32(fi,alpha_32);
|
||||
ffloat[i + 1] = storage - alpha_float;
|
||||
*(__m256i *) &storage = _mm256_add_epi32(gi,alpha_32);
|
||||
gfloat[i + 1] = storage - alpha_float;
|
||||
}
|
||||
mult96x8_float(hfloat,ffloat,gfloat);
|
||||
for (i = 192;i > 0;) {
|
||||
__m128i h0, h1;
|
||||
i -= 4;
|
||||
hfloat[i] = add(alpha_float,reduce(hfloat[i]));
|
||||
hfloat[i + 1] = fastadd(alpha_float,reduce(hfloat[i + 1]));
|
||||
hfloat[i + 2] = add(alpha_float,reduce(hfloat[i + 2]));
|
||||
hfloat[i + 3] = fastadd(alpha_float,reduce(hfloat[i + 3]));
|
||||
h0 = 0[(__m128i *) &hfloat[i]]; h0 = _mm_sub_epi32(h0,alpha_32_128);
|
||||
h1 = 1[(__m128i *) &hfloat[i]]; h1 = _mm_sub_epi32(h1,alpha_32_128);
|
||||
_mm_storeu_si128(p + (__m128i *) &h[i],_mm_packs_epi32(h0,h1));
|
||||
h0 = 0[(__m128i *) &hfloat[i + 1]]; h0 = _mm_sub_epi32(h0,alpha_32_128);
|
||||
h1 = 1[(__m128i *) &hfloat[i + 1]]; h1 = _mm_sub_epi32(h1,alpha_32_128);
|
||||
_mm_storeu_si128(p + (__m128i *) &h[i + 1],_mm_packs_epi32(h0,h1));
|
||||
h0 = 0[(__m128i *) &hfloat[i + 2]]; h0 = _mm_sub_epi32(h0,alpha_32_128);
|
||||
h1 = 1[(__m128i *) &hfloat[i + 2]]; h1 = _mm_sub_epi32(h1,alpha_32_128);
|
||||
_mm_storeu_si128(p + (__m128i *) &h[i + 2],_mm_packs_epi32(h0,h1));
|
||||
h0 = 0[(__m128i *) &hfloat[i + 3]]; h0 = _mm_sub_epi32(h0,alpha_32_128);
|
||||
h1 = 1[(__m128i *) &hfloat[i + 3]]; h1 = _mm_sub_epi32(h1,alpha_32_128);
|
||||
_mm_storeu_si128(p + (__m128i *) &h[i + 3],_mm_packs_epi32(h0,h1));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* int16 i of output x[j] is int16 j of input x[i] */
|
||||
static void transpose16(__m256i x[16])
|
||||
{
|
||||
const static int rev[4] = {0,4,2,6};
|
||||
int i;
|
||||
__m256i y[16];
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 16;i += 4) {
|
||||
__m256i a0 = x[i];
|
||||
__m256i a1 = x[i + 1];
|
||||
__m256i a2 = x[i + 2];
|
||||
__m256i a3 = x[i + 3];
|
||||
__m256i b0 = _mm256_unpacklo_epi16(a0,a1);
|
||||
__m256i b1 = _mm256_unpackhi_epi16(a0,a1);
|
||||
__m256i b2 = _mm256_unpacklo_epi16(a2,a3);
|
||||
__m256i b3 = _mm256_unpackhi_epi16(a2,a3);
|
||||
__m256i c0 = _mm256_unpacklo_epi32(b0,b2);
|
||||
__m256i c2 = _mm256_unpackhi_epi32(b0,b2);
|
||||
__m256i c1 = _mm256_unpacklo_epi32(b1,b3);
|
||||
__m256i c3 = _mm256_unpackhi_epi32(b1,b3);
|
||||
y[i] = c0;
|
||||
y[i + 2] = c2;
|
||||
y[i + 1] = c1;
|
||||
y[i + 3] = c3;
|
||||
}
|
||||
for (i = 0;i < 4;++i) {
|
||||
int r = rev[i];
|
||||
__m256i c0 = y[i];
|
||||
__m256i c4 = y[i + 4];
|
||||
__m256i c8 = y[i + 8];
|
||||
__m256i c12 = y[i + 12];
|
||||
__m256i d0 = _mm256_unpacklo_epi64(c0,c4);
|
||||
__m256i d4 = _mm256_unpackhi_epi64(c0,c4);
|
||||
__m256i d8 = _mm256_unpacklo_epi64(c8,c12);
|
||||
__m256i d12 = _mm256_unpackhi_epi64(c8,c12);
|
||||
__m256i e0 = _mm256_permute2x128_si256(d0,d8,0x20);
|
||||
__m256i e8 = _mm256_permute2x128_si256(d0,d8,0x31);
|
||||
__m256i e4 = _mm256_permute2x128_si256(d4,d12,0x20);
|
||||
__m256i e12 = _mm256_permute2x128_si256(d4,d12,0x31);
|
||||
x[r] = e0;
|
||||
x[r + 8] = e8;
|
||||
x[r + 1] = e4;
|
||||
x[r + 9] = e12;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* byte i of output x[j] is byte j of input x[i] */
|
||||
static void transpose32(__m256i x[32])
|
||||
{
|
||||
const static int rev[4] = {0,8,4,12};
|
||||
int i;
|
||||
__m256i y[32];
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 32;i += 4) {
|
||||
__m256i a0 = x[i];
|
||||
__m256i a1 = x[i + 1];
|
||||
__m256i a2 = x[i + 2];
|
||||
__m256i a3 = x[i + 3];
|
||||
__m256i b0 = _mm256_unpacklo_epi8(a0,a1);
|
||||
__m256i b1 = _mm256_unpackhi_epi8(a0,a1);
|
||||
__m256i b2 = _mm256_unpacklo_epi8(a2,a3);
|
||||
__m256i b3 = _mm256_unpackhi_epi8(a2,a3);
|
||||
__m256i c0 = _mm256_unpacklo_epi16(b0,b2);
|
||||
__m256i c2 = _mm256_unpackhi_epi16(b0,b2);
|
||||
__m256i c1 = _mm256_unpacklo_epi16(b1,b3);
|
||||
__m256i c3 = _mm256_unpackhi_epi16(b1,b3);
|
||||
y[i] = c0;
|
||||
y[i + 2] = c2;
|
||||
y[i + 1] = c1;
|
||||
y[i + 3] = c3;
|
||||
}
|
||||
for (i = 0;i < 4;++i) {
|
||||
int r = rev[i];
|
||||
__m256i c0 = y[i];
|
||||
__m256i c8 = y[i + 8];
|
||||
__m256i c16 = y[i + 16];
|
||||
__m256i c24 = y[i + 24];
|
||||
__m256i c4 = y[i + 4];
|
||||
__m256i c12 = y[i + 12];
|
||||
__m256i c20 = y[i + 20];
|
||||
__m256i c28 = y[i + 28];
|
||||
__m256i d0 = _mm256_unpacklo_epi32(c0,c4);
|
||||
__m256i d4 = _mm256_unpackhi_epi32(c0,c4);
|
||||
__m256i d8 = _mm256_unpacklo_epi32(c8,c12);
|
||||
__m256i d12 = _mm256_unpackhi_epi32(c8,c12);
|
||||
__m256i d16 = _mm256_unpacklo_epi32(c16,c20);
|
||||
__m256i d20 = _mm256_unpackhi_epi32(c16,c20);
|
||||
__m256i d24 = _mm256_unpacklo_epi32(c24,c28);
|
||||
__m256i d28 = _mm256_unpackhi_epi32(c24,c28);
|
||||
__m256i e0 = _mm256_unpacklo_epi64(d0,d8);
|
||||
__m256i e8 = _mm256_unpackhi_epi64(d0,d8);
|
||||
__m256i e16 = _mm256_unpacklo_epi64(d16,d24);
|
||||
__m256i e24 = _mm256_unpackhi_epi64(d16,d24);
|
||||
__m256i e4 = _mm256_unpacklo_epi64(d4,d12);
|
||||
__m256i e12 = _mm256_unpackhi_epi64(d4,d12);
|
||||
__m256i e20 = _mm256_unpacklo_epi64(d20,d28);
|
||||
__m256i e28 = _mm256_unpackhi_epi64(d20,d28);
|
||||
__m256i f0 = _mm256_permute2x128_si256(e0,e16,0x20);
|
||||
__m256i f16 = _mm256_permute2x128_si256(e0,e16,0x31);
|
||||
__m256i f8 = _mm256_permute2x128_si256(e8,e24,0x20);
|
||||
__m256i f24 = _mm256_permute2x128_si256(e8,e24,0x31);
|
||||
__m256i f4 = _mm256_permute2x128_si256(e4,e20,0x20);
|
||||
__m256i f20 = _mm256_permute2x128_si256(e4,e20,0x31);
|
||||
__m256i f12 = _mm256_permute2x128_si256(e12,e28,0x20);
|
||||
__m256i f28 = _mm256_permute2x128_si256(e12,e28,0x31);
|
||||
x[r] = f0;
|
||||
x[r + 16] = f16;
|
||||
x[r + 1] = f8;
|
||||
x[r + 17] = f24;
|
||||
x[r + 2] = f4;
|
||||
x[r + 18] = f20;
|
||||
x[r + 3] = f12;
|
||||
x[r + 19] = f28;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 48*16*int16 f inputs between -2295 and 2295 */
|
||||
/* 24*32*int8 g inputs between -1 and 1 */
|
||||
/* 96*16*int16 h outputs between -2295 and 2295 */
|
||||
static void mult768_mix2_m256i(__m256i h[96],const __m256i f[48],const __m256i g[24])
|
||||
{
|
||||
__m256i hkara[24][16];
|
||||
__m256i gkara[3][32];
|
||||
#define fkara hkara
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 6;i-- > 0;) {
|
||||
__m256i f0, f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7;
|
||||
__m256i f01, f23, f45, f67;
|
||||
__m256i f02, f46, f04, f26, f0426;
|
||||
__m256i f13, f57, f15, f37, f1537;
|
||||
__m256i f0213, f4657, f04261537, f0415, f2637;
|
||||
|
||||
f0 = _mm256_loadu_si256(&f[i + 0]);
|
||||
f1 = _mm256_loadu_si256(&f[i + 6]);
|
||||
f2 = _mm256_loadu_si256(&f[i + 12]);
|
||||
f3 = _mm256_loadu_si256(&f[i + 18]);
|
||||
f4 = _mm256_loadu_si256(&f[i + 24]);
|
||||
f5 = _mm256_loadu_si256(&f[i + 30]);
|
||||
f6 = _mm256_loadu_si256(&f[i + 36]);
|
||||
f7 = _mm256_loadu_si256(&f[i + 42]);
|
||||
f01 = squeezeadd16(f0,f1); fkara[i][8] = f01;
|
||||
f23 = squeezeadd16(f2,f3); fkara[i][9] = f23;
|
||||
f45 = squeezeadd16(f4,f5); fkara[i][10] = f45;
|
||||
f67 = squeezeadd16(f6,f7); fkara[i][11] = f67;
|
||||
|
||||
fkara[i][0] = f0;
|
||||
fkara[i][2] = f2;
|
||||
fkara[i][4] = f4;
|
||||
fkara[i][6] = f6;
|
||||
|
||||
f02 = squeezeadd16(f0,f2); fkara[i + 6][0] = f02;
|
||||
f04 = squeezeadd16(f0,f4); fkara[i + 6][6] = f04;
|
||||
f46 = squeezeadd16(f4,f6); fkara[i + 6][3] = f46;
|
||||
f26 = squeezeadd16(f2,f6); fkara[i + 6][8] = f26;
|
||||
|
||||
fkara[i][1] = f1;
|
||||
fkara[i][3] = f3;
|
||||
fkara[i][5] = f5;
|
||||
fkara[i][7] = f7;
|
||||
|
||||
f13 = squeezeadd16(f1,f3); fkara[i + 6][1] = f13;
|
||||
f15 = squeezeadd16(f1,f5); fkara[i + 6][7] = f15;
|
||||
f57 = squeezeadd16(f5,f7); fkara[i + 6][4] = f57;
|
||||
f37 = squeezeadd16(f3,f7); fkara[i + 6][9] = f37;
|
||||
|
||||
f0426 = squeezeadd16(f04,f26); fkara[i + 6][12] = f0426;
|
||||
f1537 = squeezeadd16(f15,f37); fkara[i + 6][13] = f1537;
|
||||
f0213 = squeezeadd16(f02,f13); fkara[i + 6][2] = f0213;
|
||||
f4657 = squeezeadd16(f46,f57); fkara[i + 6][5] = f4657;
|
||||
f0415 = squeezeadd16(f04,f15); fkara[i + 6][10] = f0415;
|
||||
f2637 = squeezeadd16(f26,f37); fkara[i + 6][11] = f2637;
|
||||
f04261537 = squeezeadd16(f0426,f1537); fkara[i + 6][14] = f04261537;
|
||||
|
||||
fkara[i][12] = v0;
|
||||
fkara[i][13] = v0;
|
||||
fkara[i][14] = v0;
|
||||
fkara[i][15] = v0;
|
||||
fkara[i + 6][15] = v0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (i = 3;i-- > 0;) {
|
||||
__m256i g0, g1, g2, g3, g4, g5, g6, g7;
|
||||
__m256i g01, g23, g45, g67;
|
||||
__m256i g02, g46, g04, g26, g0426;
|
||||
__m256i g13, g57, g15, g37, g1537;
|
||||
__m256i g0213, g4657, g04261537, g0415, g2637;
|
||||
|
||||
g0 = _mm256_loadu_si256(&g[i + 0]);
|
||||
g1 = _mm256_loadu_si256(&g[i + 3]);
|
||||
g2 = _mm256_loadu_si256(&g[i + 6]);
|
||||
g3 = _mm256_loadu_si256(&g[i + 9]);
|
||||
g4 = _mm256_loadu_si256(&g[i + 12]);
|
||||
g5 = _mm256_loadu_si256(&g[i + 15]);
|
||||
g6 = _mm256_loadu_si256(&g[i + 18]);
|
||||
g7 = _mm256_loadu_si256(&g[i + 21]);
|
||||
g01 = _mm256_add_epi8(g0,g1); gkara[i][8] = g01;
|
||||
g23 = _mm256_add_epi8(g2,g3); gkara[i][9] = g23;
|
||||
g45 = _mm256_add_epi8(g4,g5); gkara[i][10] = g45;
|
||||
g67 = _mm256_add_epi8(g6,g7); gkara[i][11] = g67;
|
||||
|
||||
gkara[i][0] = g0;
|
||||
gkara[i][2] = g2;
|
||||
gkara[i][4] = g4;
|
||||
gkara[i][6] = g6;
|
||||
|
||||
g02 = _mm256_add_epi8(g0,g2); gkara[i][16] = g02;
|
||||
g04 = _mm256_add_epi8(g0,g4); gkara[i][22] = g04;
|
||||
g46 = _mm256_add_epi8(g4,g6); gkara[i][19] = g46;
|
||||
g26 = _mm256_add_epi8(g2,g6); gkara[i][24] = g26;
|
||||
|
||||
gkara[i][1] = g1;
|
||||
gkara[i][3] = g3;
|
||||
gkara[i][5] = g5;
|
||||
gkara[i][7] = g7;
|
||||
|
||||
g13 = _mm256_add_epi8(g1,g3); gkara[i][17] = g13;
|
||||
g15 = _mm256_add_epi8(g1,g5); gkara[i][23] = g15;
|
||||
g57 = _mm256_add_epi8(g5,g7); gkara[i][20] = g57;
|
||||
g37 = _mm256_add_epi8(g3,g7); gkara[i][25] = g37;
|
||||
|
||||
g0426 = _mm256_add_epi8(g04,g26); gkara[i][28] = g0426;
|
||||
g1537 = _mm256_add_epi8(g15,g37); gkara[i][29] = g1537;
|
||||
g0213 = _mm256_add_epi8(g02,g13); gkara[i][18] = g0213;
|
||||
g4657 = _mm256_add_epi8(g46,g57); gkara[i][21] = g4657;
|
||||
g0415 = _mm256_add_epi8(g04,g15); gkara[i][26] = g0415;
|
||||
g2637 = _mm256_add_epi8(g26,g37); gkara[i][27] = g2637;
|
||||
g04261537 = _mm256_add_epi8(g0426,g1537); gkara[i][30] = g04261537;
|
||||
|
||||
gkara[i][12] = v0;
|
||||
gkara[i][13] = v0;
|
||||
gkara[i][14] = v0;
|
||||
gkara[i][15] = v0;
|
||||
gkara[i][31] = v0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (i = 12;i-- > 0;)
|
||||
transpose16(fkara[i]);
|
||||
for (i = 3;i-- > 0;)
|
||||
transpose32(gkara[i]);
|
||||
|
||||
mult96x16(hkara[12],fkara[6],(__m256i *) (1 + (__m128i *) gkara));
|
||||
mult96x16(hkara[0],fkara[0],gkara[0]);
|
||||
|
||||
for (i = 24;i-- > 0;)
|
||||
transpose16(hkara[i]);
|
||||
|
||||
for (i = 6;i-- > 0;) {
|
||||
__m256i h0,h1,h2,h3,h4,h5,h6,h7,h8,h9;
|
||||
__m256i h10,h11,h12,h13,h14,h15,h16,h17,h18,h19;
|
||||
__m256i h20,h21,h22,h23;
|
||||
__m256i h32,h33,h34,h35,h36,h37,h38,h39;
|
||||
__m256i h40,h41,h42,h43,h44,h45,h46,h47,h48,h49;
|
||||
__m256i h50,h51,h52,h53,h54,h55,h56,h57,h58,h59;
|
||||
__m256i h60,h61;
|
||||
__m256i c;
|
||||
|
||||
#define COMBINE(h0,h1,h2,h3,x0,x1) \
|
||||
c = _mm256_sub_epi16(h1,h2); \
|
||||
h1 = _mm256_sub_epi16(_mm256_add_epi16(c,x0),h0); \
|
||||
h2 = _mm256_sub_epi16(x1,_mm256_add_epi16(c,h3)); \
|
||||
h1 = squeeze(h1); \
|
||||
h2 = squeeze(h2);
|
||||
|
||||
h56 = hkara[i + 12][12];
|
||||
h57 = hkara[i + 18][12];
|
||||
h58 = hkara[i + 12][13];
|
||||
h59 = hkara[i + 18][13];
|
||||
h60 = hkara[i + 12][14];
|
||||
h61 = hkara[i + 18][14];
|
||||
COMBINE(h56,h57,h58,h59,h60,h61)
|
||||
|
||||
h44 = hkara[i + 12][6];
|
||||
h45 = hkara[i + 18][6];
|
||||
h46 = hkara[i + 12][7];
|
||||
h47 = hkara[i + 18][7];
|
||||
h52 = hkara[i + 12][10];
|
||||
h53 = hkara[i + 18][10];
|
||||
COMBINE(h44,h45,h46,h47,h52,h53)
|
||||
|
||||
h48 = hkara[i + 12][8];
|
||||
h49 = hkara[i + 18][8];
|
||||
h50 = hkara[i + 12][9];
|
||||
h51 = hkara[i + 18][9];
|
||||
h54 = hkara[i + 12][11];
|
||||
h55 = hkara[i + 18][11];
|
||||
COMBINE(h48,h49,h50,h51,h54,h55)
|
||||
COMBINE(h44,h46,h48,h50,h56,h58)
|
||||
COMBINE(h45,h47,h49,h51,h57,h59)
|
||||
|
||||
h0 = hkara[i][0];
|
||||
h1 = hkara[i + 6][0];
|
||||
h2 = hkara[i][1];
|
||||
h3 = hkara[i + 6][1];
|
||||
h16 = hkara[i][8];
|
||||
h17 = hkara[i + 6][8];
|
||||
COMBINE(h0,h1,h2,h3,h16,h17)
|
||||
|
||||
h4 = hkara[i][2];
|
||||
h5 = hkara[i + 6][2];
|
||||
h6 = hkara[i][3];
|
||||
h7 = hkara[i + 6][3];
|
||||
h18 = hkara[i][9];
|
||||
h19 = hkara[i + 6][9];
|
||||
COMBINE(h4,h5,h6,h7,h18,h19)
|
||||
|
||||
h32 = hkara[i + 12][0];
|
||||
h33 = hkara[i + 18][0];
|
||||
h34 = hkara[i + 12][1];
|
||||
h35 = hkara[i + 18][1];
|
||||
h36 = hkara[i + 12][2];
|
||||
h37 = hkara[i + 18][2];
|
||||
COMBINE(h32,h33,h34,h35,h36,h37)
|
||||
COMBINE(h1,h3,h5,h7,h33,h35)
|
||||
COMBINE(h0,h2,h4,h6,h32,h34)
|
||||
|
||||
h8 = hkara[i][4];
|
||||
h9 = hkara[i + 6][4];
|
||||
h10 = hkara[i][5];
|
||||
h11 = hkara[i + 6][5];
|
||||
h20 = hkara[i][10];
|
||||
h21 = hkara[i + 6][10];
|
||||
COMBINE(h8,h9,h10,h11,h20,h21)
|
||||
|
||||
h12 = hkara[i][6];
|
||||
h13 = hkara[i + 6][6];
|
||||
h14 = hkara[i][7];
|
||||
h15 = hkara[i + 6][7];
|
||||
h22 = hkara[i][11];
|
||||
h23 = hkara[i + 6][11];
|
||||
COMBINE(h12,h13,h14,h15,h22,h23)
|
||||
|
||||
h38 = hkara[i + 12][3];
|
||||
h39 = hkara[i + 18][3];
|
||||
h40 = hkara[i + 12][4];
|
||||
h41 = hkara[i + 18][4];
|
||||
h42 = hkara[i + 12][5];
|
||||
h43 = hkara[i + 18][5];
|
||||
COMBINE(h38,h39,h40,h41,h42,h43)
|
||||
COMBINE(h8,h10,h12,h14,h38,h40)
|
||||
COMBINE(h9,h11,h13,h15,h39,h41)
|
||||
|
||||
COMBINE(h0,h4,h8,h12,h44,h48)
|
||||
h0 = freeze(h0);
|
||||
h4 = freeze(h4);
|
||||
h8 = freeze(h8);
|
||||
h12 = freeze(h12);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 0],h0);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 24],h4);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 48],h8);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 72],h12);
|
||||
|
||||
COMBINE(h1,h5,h9,h13,h45,h49)
|
||||
h1 = freeze(h1);
|
||||
h5 = freeze(h5);
|
||||
h9 = freeze(h9);
|
||||
h13 = freeze(h13);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 6],h1);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 30],h5);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 54],h9);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 78],h13);
|
||||
|
||||
COMBINE(h2,h6,h10,h14,h46,h50)
|
||||
h2 = freeze(h2);
|
||||
h6 = freeze(h6);
|
||||
h10 = freeze(h10);
|
||||
h14 = freeze(h14);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 12],h2);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 36],h6);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 60],h10);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 84],h14);
|
||||
|
||||
COMBINE(h3,h7,h11,h15,h47,h51)
|
||||
h3 = freeze(h3);
|
||||
h7 = freeze(h7);
|
||||
h11 = freeze(h11);
|
||||
h15 = freeze(h15);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 18],h3);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 42],h7);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 66],h11);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 90],h15);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
#define p 761
|
||||
|
||||
/* 761 f inputs between -2295 and 2295 */
|
||||
/* 761 g inputs between -1 and 1 */
|
||||
/* 761 h outputs between -2295 and 2295 */
|
||||
void rq_mult(modq *h,const modq *f,const small *g)
|
||||
{
|
||||
__m256i fgvec[96];
|
||||
modq *fg;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
mult768_mix2_m256i(fgvec,(__m256i *) f,(__m256i *) g);
|
||||
fg = (modq *) fgvec;
|
||||
|
||||
h[0] = modq_freeze(fg[0] + fg[p]);
|
||||
for (i = 1;i < 9;++i)
|
||||
h[i] = modq_freeze(fg[i] + fg[i + p - 1] + fg[i + p]);
|
||||
for (i = 9;i < 761;i += 16) {
|
||||
__m256i fgi = _mm256_loadu_si256((__m256i *) &fg[i]);
|
||||
__m256i fgip = _mm256_loadu_si256((__m256i *) &fg[i + p]);
|
||||
__m256i fgip1 = _mm256_loadu_si256((__m256i *) &fg[i + p - 1]);
|
||||
__m256i x = _mm256_add_epi16(fgi,_mm256_add_epi16(fgip,fgip1));
|
||||
x = freeze(squeeze(x));
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) &h[i],x);
|
||||
}
|
||||
for (i = 761;i < 768;++i)
|
||||
h[i] = 0;
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,15 @@
|
||||
#ifndef params_h
|
||||
#define params_h
|
||||
|
||||
#define q 4591
|
||||
/* XXX: also built into modq in various ways */
|
||||
|
||||
#define qshift 2295
|
||||
#define p 761
|
||||
#define w 250
|
||||
|
||||
#define rq_encode_len 1218
|
||||
#define rq_encoderounded_len 1015
|
||||
#define small_encode_len 191
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
@ -0,0 +1,29 @@
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "randombytes.h"
|
||||
#include "int32_sort.h"
|
||||
#include "small.h"
|
||||
#include "crypto_stream_aes256ctr.h"
|
||||
|
||||
static const unsigned char n[16] = {0};
|
||||
|
||||
void small_seeded_weightw(small *f,const unsigned char *k)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 r[768];
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
crypto_stream_aes256ctr((unsigned char *) r,sizeof r,n,k);
|
||||
for (i = 0;i < p;++i) r[i] ^= 0x80000000;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < w;++i) r[i] &= -2;
|
||||
for (i = w;i < p;++i) r[i] = (r[i] & -3) | 1;
|
||||
int32_sort(r,p);
|
||||
for (i = 0;i < p;++i) f[i] = ((small) (r[i] & 3)) - 1;
|
||||
for (i = p;i < 768;++i) f[i] = 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void small_random_weightw(small *f)
|
||||
{
|
||||
unsigned char k[32];
|
||||
randombytes(k,32);
|
||||
small_seeded_weightw(f,k);
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,37 @@
|
||||
#ifndef rq_h
|
||||
#define rq_h
|
||||
|
||||
#include "modq.h"
|
||||
#include "small.h"
|
||||
|
||||
#define rq_encode crypto_kem_ntrulpr4591761_avx_rq_encode
|
||||
extern void rq_encode(unsigned char *,const modq *);
|
||||
|
||||
#define rq_decode crypto_kem_ntrulpr4591761_avx_rq_decode
|
||||
extern void rq_decode(modq *,const unsigned char *);
|
||||
|
||||
#define rq_roundencode crypto_kem_ntrulpr4591761_avx_rq_roundencode
|
||||
extern void rq_roundencode(unsigned char *,const modq *);
|
||||
|
||||
#define rq_decoderounded crypto_kem_ntrulpr4591761_avx_rq_decoderounded
|
||||
extern void rq_decoderounded(modq *,const unsigned char *);
|
||||
|
||||
#define rq_round3 crypto_kem_ntrulpr4591761_avx_rq_round
|
||||
extern void rq_round3(modq *,const modq *);
|
||||
|
||||
#define rq_mult crypto_kem_ntrulpr4591761_avx_rq_mult
|
||||
extern void rq_mult(modq *,const modq *,const small *);
|
||||
|
||||
#define rq_recip3 crypto_kem_ntrulpr4591761_avx_rq_recip3
|
||||
int rq_recip3(modq *,const small *);
|
||||
|
||||
#define rq_fromseed crypto_kem_ntrulpr4591761_avx_rq_fromseed
|
||||
extern void rq_fromseed(modq *,const unsigned char *);
|
||||
|
||||
#define rq_top crypto_kem_ntrulpr4591761_avx_rq_top
|
||||
extern void rq_top(unsigned char *,const modq *,const unsigned char *);
|
||||
|
||||
#define rq_rightsubbit crypto_kem_ntrulpr4591761_avx_rq_rightsubbit
|
||||
extern void rq_rightsubbit(unsigned char *,const unsigned char *,const modq *);
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
@ -0,0 +1,21 @@
|
||||
#include "crypto_stream_aes256ctr.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
#include "params.h"
|
||||
|
||||
static const unsigned char n[16] = {0};
|
||||
|
||||
void rq_fromseed(modq *h,const unsigned char *K)
|
||||
{
|
||||
crypto_uint32 buf[768];
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
crypto_stream_aes256ctr((unsigned char *) buf,sizeof buf,n,K);
|
||||
/* will use 761*4 bytes */
|
||||
/* convenient for aes to generate multiples of 16 bytes */
|
||||
/* and multiples of more for some implementations */
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p;++i)
|
||||
h[i] = modq_fromuint32(buf[i]);
|
||||
for (i = p;i < 768;++i)
|
||||
h[i] = 0;
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,21 @@
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
#include "params.h"
|
||||
|
||||
void rq_rightsubbit(unsigned char *r,const unsigned char *c,const modq *ab)
|
||||
{
|
||||
modq t[256];
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 128;++i) {
|
||||
crypto_uint32 x = c[i];
|
||||
t[2*i] = (x & 15) * 287 - 2007;
|
||||
t[2*i+1] = (x >> 4) * 287 - 2007;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 256;++i)
|
||||
t[i] = -(modq_freeze(t[i] - ab[i] + 4*w+1) >> 14);
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 32;++i) r[i] = 0;
|
||||
for (i = 0;i < 256;++i)
|
||||
r[i / 8] |= (t[i] << (i & 7));
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,260 @@
|
||||
#include <immintrin.h>
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "crypto_uint32.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
|
||||
#define alpha_top _mm256_set1_epi32(0x43380000)
|
||||
#define alpha _mm256_set1_pd(6755399441055744.0)
|
||||
#define v10923_16 _mm256_set1_epi16(10923)
|
||||
#define floor(x) _mm256_floor_pd(x)
|
||||
|
||||
void rq_roundencode(unsigned char *c,const modq *f)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
__m256i h[50];
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 208;i += 16) {
|
||||
__m256i a0, a1, a2, b0, b1, b2, c0, c1, c2, d0, d1, d2;
|
||||
__m256i e0, e1, f0, f1, g0, g1;
|
||||
a0 = _mm256_castsi128_si256(_mm_loadu_si128((__m128i *) &f[0]));
|
||||
a1 = _mm256_castsi128_si256(_mm_loadu_si128((__m128i *) &f[8]));
|
||||
a2 = _mm256_castsi128_si256(_mm_loadu_si128((__m128i *) &f[16]));
|
||||
a0 = _mm256_inserti128_si256(a0,_mm_loadu_si128((__m128i *) &f[24]),1);
|
||||
a1 = _mm256_inserti128_si256(a1,_mm_loadu_si128((__m128i *) &f[32]),1);
|
||||
a2 = _mm256_inserti128_si256(a2,_mm_loadu_si128((__m128i *) &f[40]),1);
|
||||
f += 48;
|
||||
|
||||
a0 = _mm256_mulhrs_epi16(a0,v10923_16);
|
||||
a1 = _mm256_mulhrs_epi16(a1,v10923_16);
|
||||
a2 = _mm256_mulhrs_epi16(a2,v10923_16);
|
||||
|
||||
/* a0: a0 a1 a2 b0 b1 b2 c0 c1 and similar second half */
|
||||
/* a1: c2 d0 d1 d2 e0 e1 e2 f0 */
|
||||
/* a2: f1 f2 g0 g1 g2 h0 h1 h2 */
|
||||
|
||||
b1 = _mm256_blend_epi16(a2,a0,0xf0);
|
||||
b1 = _mm256_shuffle_epi32(b1,0x4e);
|
||||
b0 = _mm256_blend_epi16(a0,a1,0xf0);
|
||||
b2 = _mm256_blend_epi16(a1,a2,0xf0);
|
||||
/* XXX: use shufps instead? */
|
||||
|
||||
/* b0: a0 a1 a2 b0 e0 e1 e2 f0 */
|
||||
/* b1: b1 b2 c0 c1 f1 f2 g0 g1 */
|
||||
/* b2: c2 d0 d1 d2 g2 h0 h1 h2 */
|
||||
|
||||
c1 = _mm256_blend_epi16(b2,b0,0xcc);
|
||||
c1 = _mm256_shuffle_epi32(c1,0xb1);
|
||||
c0 = _mm256_blend_epi16(b0,b1,0xcc);
|
||||
c2 = _mm256_blend_epi16(b1,b2,0xcc);
|
||||
|
||||
/* c0: a0 a1 c0 c1 e0 e1 g0 g1 */
|
||||
/* c1: a2 b0 c2 d0 e2 f0 g2 h0 */
|
||||
/* c2: b1 b2 d1 d2 f1 f2 h1 h2 */
|
||||
|
||||
d1 = _mm256_blend_epi16(c2,c0,0xaa);
|
||||
d1 = _mm256_shufflelo_epi16(d1,0xb1);
|
||||
d1 = _mm256_shufflehi_epi16(d1,0xb1);
|
||||
d0 = _mm256_blend_epi16(c0,c1,0xaa);
|
||||
d2 = _mm256_blend_epi16(c1,c2,0xaa);
|
||||
|
||||
/* d0: a0 b0 c0 d0 e0 f0 g0 h0 */
|
||||
/* d1: a1 b1 c1 d1 e1 f1 g1 h1 */
|
||||
/* d2: a2 b2 c2 d2 e2 f2 g2 h2 */
|
||||
|
||||
d0 = _mm256_add_epi16(d0,_mm256_set1_epi16(765));
|
||||
d1 = _mm256_add_epi16(d1,_mm256_set1_epi16(765));
|
||||
d2 = _mm256_add_epi16(d2,_mm256_set1_epi16(765));
|
||||
/* want bytes of d0 + 1536*d1 + 1536*1536*d2 */
|
||||
|
||||
e0 = d0 & _mm256_set1_epi16(0xff);
|
||||
d0 = _mm256_srli_epi16(d0,8);
|
||||
/* want e0, d0 + 6*d1 + 6*1536*d2 */
|
||||
|
||||
d1 = _mm256_mullo_epi16(d1,_mm256_set1_epi16(6));
|
||||
d0 = _mm256_add_epi16(d0,d1);
|
||||
/* want e0, d0 + 6*1536*d2 */
|
||||
|
||||
e1 = _mm256_slli_epi16(d0,8);
|
||||
e0 = _mm256_add_epi16(e0,e1);
|
||||
d0 = _mm256_srli_epi16(d0,8);
|
||||
/* want e0, d0 + 36*d2 */
|
||||
|
||||
d2 = _mm256_mullo_epi16(d2,_mm256_set1_epi16(36));
|
||||
e1 = _mm256_add_epi16(d0,d2);
|
||||
/* want e0, e1 */
|
||||
|
||||
/* e0: out0 out1 out4 out5 out8 out9 ... */
|
||||
/* e1: out2 out3 out6 out7 out10 out11 ... */
|
||||
|
||||
f0 = _mm256_unpacklo_epi16(e0,e1);
|
||||
f1 = _mm256_unpackhi_epi16(e0,e1);
|
||||
|
||||
g0 = _mm256_permute2x128_si256(f0,f1,0x20);
|
||||
g1 = _mm256_permute2x128_si256(f0,f1,0x31);
|
||||
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) c,g0);
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) (c + 32),g1);
|
||||
c += 64;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 9;++i) {
|
||||
__m256i x = _mm256_loadu_si256((__m256i *) &f[16 * i]);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i],_mm256_mulhrs_epi16(x,v10923_16));
|
||||
}
|
||||
f = (const modq *) h;
|
||||
|
||||
for (i = 208;i < 253;++i) {
|
||||
crypto_int32 f0, f1, f2;
|
||||
f0 = *f++;
|
||||
f1 = *f++;
|
||||
f2 = *f++;
|
||||
f0 += 1806037245;
|
||||
f1 *= 3;
|
||||
f2 *= 9;
|
||||
f0 += f1 << 9;
|
||||
f0 += f2 << 18;
|
||||
*(crypto_int32 *) c = f0;
|
||||
c += 4;
|
||||
}
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 f0, f1;
|
||||
f0 = *f++;
|
||||
f1 = *f++;
|
||||
f0 += 1175805;
|
||||
f1 *= 3;
|
||||
f0 += f1 << 9;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
*c++ = f0;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
void rq_decoderounded(modq *f,const unsigned char *c)
|
||||
{
|
||||
crypto_uint32 c0, c1, c2, c3;
|
||||
crypto_uint32 f0, f1, f2;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 248;i += 8) {
|
||||
__m256i abcdefgh, todo[2];
|
||||
__m256d x, f2, f1, f0;
|
||||
__m128i if2, if1, if0;
|
||||
int j;
|
||||
|
||||
abcdefgh = _mm256_loadu_si256((__m256i *) c);
|
||||
c += 32;
|
||||
|
||||
todo[0] = _mm256_unpacklo_epi32(abcdefgh,alpha_top);
|
||||
todo[1] = _mm256_unpackhi_epi32(abcdefgh,alpha_top);
|
||||
|
||||
for (j = 0;j < 2;++j) {
|
||||
x = *(__m256d *) &todo[j];
|
||||
x -= alpha;
|
||||
|
||||
/* x is f0 + f1*1536 + f2*1536^2 */
|
||||
/* with each f between 0 and 1530 */
|
||||
|
||||
f2 = x * _mm256_set1_pd(0.00000042385525173611114052197733521876177320564238470979034900665283203125);
|
||||
f2 = floor(f2);
|
||||
x -= f2 * _mm256_set1_pd(2359296.0);
|
||||
|
||||
f1 = x * _mm256_set1_pd(0.00065104166666666673894681149903362893383018672466278076171875);
|
||||
f1 = floor(f1);
|
||||
x -= f1 * _mm256_set1_pd(1536.0);
|
||||
|
||||
f0 = x;
|
||||
|
||||
f2 -= _mm256_set1_pd(1531.0) * floor(f2 * _mm256_set1_pd(0.0006531678641410842804659875326933615724556148052215576171875));
|
||||
f1 -= _mm256_set1_pd(1531.0) * floor(f1 * _mm256_set1_pd(0.0006531678641410842804659875326933615724556148052215576171875));
|
||||
f0 -= _mm256_set1_pd(1531.0) * floor(f0 * _mm256_set1_pd(0.0006531678641410842804659875326933615724556148052215576171875));
|
||||
|
||||
f2 *= _mm256_set1_pd(3.0); f2 -= _mm256_set1_pd(2295.0);
|
||||
f1 *= _mm256_set1_pd(3.0); f1 -= _mm256_set1_pd(2295.0);
|
||||
f0 *= _mm256_set1_pd(3.0); f0 -= _mm256_set1_pd(2295.0);
|
||||
|
||||
if2 = _mm256_cvtpd_epi32(f2); /* a2 b2 e2 f2 */
|
||||
if1 = _mm256_cvtpd_epi32(f1); /* a1 b1 e1 f1 */
|
||||
if0 = _mm256_cvtpd_epi32(f0); /* a0 b0 e0 f0 */
|
||||
|
||||
f[6*j + 0] = _mm_extract_epi32(if0,0);
|
||||
f[6*j + 1] = _mm_extract_epi32(if1,0);
|
||||
f[6*j + 2] = _mm_extract_epi32(if2,0);
|
||||
f[6*j + 3] = _mm_extract_epi32(if0,1);
|
||||
f[6*j + 4] = _mm_extract_epi32(if1,1);
|
||||
f[6*j + 5] = _mm_extract_epi32(if2,1);
|
||||
|
||||
f[6*j + 12] = _mm_extract_epi32(if0,2);
|
||||
f[6*j + 13] = _mm_extract_epi32(if1,2);
|
||||
f[6*j + 14] = _mm_extract_epi32(if2,2);
|
||||
f[6*j + 15] = _mm_extract_epi32(if0,3);
|
||||
f[6*j + 16] = _mm_extract_epi32(if1,3);
|
||||
f[6*j + 17] = _mm_extract_epi32(if2,3);
|
||||
}
|
||||
|
||||
f += 24;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (i = 248;i < 253;++i) {
|
||||
c0 = *c++;
|
||||
c1 = *c++;
|
||||
c2 = *c++;
|
||||
c3 = *c++;
|
||||
|
||||
/* f0 + f1*1536 + f2*1536^2 */
|
||||
/* = c0 + c1*256 + c2*256^2 + c3*256^3 */
|
||||
/* with each f between 0 and 1530 */
|
||||
|
||||
/* f2 = (64/9)c3 + (1/36)c2 + (1/9216)c1 + (1/2359296)c0 - [0,0.99675] */
|
||||
/* claim: 2^21 f2 < x < 2^21(f2+1) */
|
||||
/* where x = 14913081*c3 + 58254*c2 + 228*(c1+2) */
|
||||
/* proof: x - 2^21 f2 = 456 - (8/9)c0 + (4/9)c1 - (2/9)c2 + (1/9)c3 + 2^21 [0,0.99675] */
|
||||
/* at least 456 - (8/9)255 - (2/9)255 > 0 */
|
||||
/* at most 456 + (4/9)255 + (1/9)255 + 2^21 0.99675 < 2^21 */
|
||||
f2 = (14913081*c3 + 58254*c2 + 228*(c1+2)) >> 21;
|
||||
|
||||
c2 += c3 << 8;
|
||||
c2 -= (f2 * 9) << 2;
|
||||
/* f0 + f1*1536 */
|
||||
/* = c0 + c1*256 + c2*256^2 */
|
||||
/* c2 <= 35 = floor((1530+1530*1536)/256^2) */
|
||||
/* f1 = (128/3)c2 + (1/6)c1 + (1/1536)c0 - (1/1536)f0 */
|
||||
/* claim: 2^21 f1 < x < 2^21(f1+1) */
|
||||
/* where x = 89478485*c2 + 349525*c1 + 1365*(c0+1) */
|
||||
/* proof: x - 2^21 f1 = 1365 - (1/3)c2 - (1/3)c1 - (1/3)c0 + (4096/3)f0 */
|
||||
/* at least 1365 - (1/3)35 - (1/3)255 - (1/3)255 > 0 */
|
||||
/* at most 1365 + (4096/3)1530 < 2^21 */
|
||||
f1 = (89478485*c2 + 349525*c1 + 1365*(c0+1)) >> 21;
|
||||
|
||||
c1 += c2 << 8;
|
||||
c1 -= (f1 * 3) << 1;
|
||||
|
||||
c0 += c1 << 8;
|
||||
f0 = c0;
|
||||
|
||||
*f++ = modq_freeze(f0 * 3 + q - qshift);
|
||||
*f++ = modq_freeze(f1 * 3 + q - qshift);
|
||||
*f++ = modq_freeze(f2 * 3 + q - qshift);
|
||||
}
|
||||
|
||||
c0 = *c++;
|
||||
c1 = *c++;
|
||||
c2 = *c++;
|
||||
|
||||
f1 = (89478485*c2 + 349525*c1 + 1365*(c0+1)) >> 21;
|
||||
|
||||
c1 += c2 << 8;
|
||||
c1 -= (f1 * 3) << 1;
|
||||
|
||||
c0 += c1 << 8;
|
||||
f0 = c0;
|
||||
|
||||
*f++ = modq_freeze(f0 * 3 + q - qshift);
|
||||
*f++ = modq_freeze(f1 * 3 + q - qshift);
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,17 @@
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
|
||||
void rq_top(unsigned char *c,const modq *f,const unsigned char *r)
|
||||
{
|
||||
modq T[256];
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 256;++i) {
|
||||
modq x = f[i];
|
||||
x = modq_sum(x,2295 * (1 & (r[i / 8] >> (i & 7))));
|
||||
x = ((x + 2156) * 114 + 16384) >> 15;
|
||||
T[i] = x; /* between 0 and 15 */
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 128;++i)
|
||||
*c++ = T[2*i] + (T[2*i + 1] << 4);
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,44 @@
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "small.h"
|
||||
|
||||
/* XXX: these functions rely on p mod 4 = 1 */
|
||||
|
||||
/* all coefficients in -1, 0, 1 */
|
||||
void small_encode(unsigned char *c,const small *f)
|
||||
{
|
||||
small c0;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p/4;++i) {
|
||||
c0 = *f++ + 1;
|
||||
c0 += (*f++ + 1) << 2;
|
||||
c0 += (*f++ + 1) << 4;
|
||||
c0 += (*f++ + 1) << 6;
|
||||
*c++ = c0;
|
||||
}
|
||||
c0 = *f++ + 1;
|
||||
*c++ = c0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void small_decode(small *f,const unsigned char *c)
|
||||
{
|
||||
unsigned char c0;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p/4;++i) {
|
||||
c0 = *c++;
|
||||
*f++ = ((small) (c0 & 3)) - 1; c0 >>= 2;
|
||||
*f++ = ((small) (c0 & 3)) - 1; c0 >>= 2;
|
||||
*f++ = ((small) (c0 & 3)) - 1; c0 >>= 2;
|
||||
*f++ = ((small) (c0 & 3)) - 1;
|
||||
}
|
||||
c0 = *c++;
|
||||
*f++ = ((small) (c0 & 3)) - 1;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,27 @@
|
||||
#ifndef small_h
|
||||
#define small_h
|
||||
|
||||
#include "crypto_int8.h"
|
||||
#include "crypto_int32.h"
|
||||
|
||||
typedef crypto_int8 small;
|
||||
|
||||
#define small_encode crypto_kem_ntrulpr4591761_avx_small_encode
|
||||
extern void small_encode(unsigned char *,const small *);
|
||||
|
||||
#define small_decode crypto_kem_ntrulpr4591761_avx_small_decode
|
||||
extern void small_decode(small *,const unsigned char *);
|
||||
|
||||
#define small_random32 crypto_kem_ntrulpr4591761_avx_small_random32
|
||||
extern crypto_int32 small_random32(void);
|
||||
|
||||
#define small_random crypto_kem_ntrulpr4591761_avx_small_random
|
||||
extern void small_random(small *);
|
||||
|
||||
#define small_seeded_weightw crypto_kem_ntrulpr4591761_avx_small_seeded_weightw
|
||||
extern void small_seeded_weightw(small *,const unsigned char *);
|
||||
|
||||
#define small_random_weightw crypto_kem_ntrulpr4591761_avx_small_random_weightw
|
||||
extern void small_random_weightw(small *);
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
@ -0,0 +1 @@
|
||||
bcc60c85ac6ca2dbbe244878ba9b62019560516e8377aecd890c737bf5dcb05f
|
||||
@ -0,0 +1 @@
|
||||
a13b63e4929ab2ab97f7889f071245113ddd919bdaf1c883e12cd80fdf4f9e3e
|
||||
@ -0,0 +1 @@
|
||||
Streamlined NTRU Prime 4591^761
|
||||
@ -0,0 +1,5 @@
|
||||
Alphabetical order:
|
||||
Daniel J. Bernstein
|
||||
Chitchanok Chuengsatiansup
|
||||
Tanja Lange
|
||||
Christine van Vredendaal
|
||||
@ -0,0 +1,30 @@
|
||||
This is a reference implementation of NTRU LPRime 4591^761. This
|
||||
implementation is designed primarily for clarity, subject to the
|
||||
following constraints:
|
||||
|
||||
* The implementation is written in C. We have a separate Sage
|
||||
implementation that is considerably more concise.
|
||||
|
||||
* The implementation avoids data-dependent branches and array
|
||||
indices. For example, conditional swaps are computed by arithmetic
|
||||
rather than by branches.
|
||||
|
||||
* The implementation avoids other C operations that often take
|
||||
variable time. For example, divisions by 3 are computed via
|
||||
multiplications and shifts.
|
||||
|
||||
This implementation does _not_ sacrifice clarity for speed.
|
||||
|
||||
This implementation has not yet been reviewed for correctness or for
|
||||
constant-time behavior. It does pass various tests and has no known
|
||||
bugs, but there are at least some platforms where multiplications take
|
||||
variable time, and fixing this requires platform-specific effort; see
|
||||
https://www.bearssl.org/ctmul.html and http://repository.tue.nl/800603.
|
||||
|
||||
This implementation allows "benign malleability" of ciphertexts, as
|
||||
defined in http://www.shoup.net/papers/iso-1_1.pdf. A similar comment
|
||||
applies to public keys.
|
||||
|
||||
There is a separate "avx" implementation where similar comments apply,
|
||||
except that "avx" _does_ sacrifice clarity for speed on CPUs with AVX2
|
||||
instructions.
|
||||
@ -0,0 +1,4 @@
|
||||
#define CRYPTO_SECRETKEYBYTES 1238
|
||||
#define CRYPTO_PUBLICKEYBYTES 1047
|
||||
#define CRYPTO_CIPHERTEXTBYTES 1175
|
||||
#define CRYPTO_BYTES 32
|
||||
@ -0,0 +1,68 @@
|
||||
#ifdef KAT
|
||||
#include <stdio.h>
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "small.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
#include "hide.h"
|
||||
#include "crypto_kem.h"
|
||||
|
||||
static int verify(const unsigned char *x,const unsigned char *y)
|
||||
{
|
||||
unsigned int differentbits = 0;
|
||||
int i;
|
||||
for (i = 0;i < crypto_kem_CIPHERTEXTBYTES;++i)
|
||||
differentbits |= x[i] ^ y[i];
|
||||
return (1 & ((differentbits - 1) >> 8)) - 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int crypto_kem_dec(
|
||||
unsigned char *k,
|
||||
const unsigned char *cstr,
|
||||
const unsigned char *sk
|
||||
)
|
||||
{
|
||||
small a[p];
|
||||
modq B[p];
|
||||
modq aB[p];
|
||||
modq C[256];
|
||||
unsigned char r[32];
|
||||
unsigned char checkcstr[crypto_kem_CIPHERTEXTBYTES];
|
||||
unsigned char maybek[32];
|
||||
int i;
|
||||
int result;
|
||||
|
||||
small_decode(a,sk); sk += small_encode_len;
|
||||
rq_decoderounded(B,cstr + 32);
|
||||
rq_mult(aB,B,a);
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 128;++i) {
|
||||
crypto_uint32 x = cstr[32 + rq_encoderounded_len + i];
|
||||
C[2*i] = (x & 15) * 287 - 2007;
|
||||
C[2*i+1] = (x >> 4) * 287 - 2007;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 256;++i)
|
||||
C[i] = -(modq_freeze(C[i] - aB[i] + 4*w+1) >> 14);
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 32;++i) r[i] = 0;
|
||||
for (i = 0;i < 256;++i)
|
||||
r[i / 8] |= (C[i] << (i & 7));
|
||||
|
||||
#ifdef KAT
|
||||
{
|
||||
int j;
|
||||
printf("decrypt r: ");
|
||||
for (j = 0;j < 32;++j)
|
||||
printf("%02x",255 & (int) r[j]);
|
||||
printf("\n");
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
hide(checkcstr,maybek,sk,r);
|
||||
result = verify(cstr,checkcstr);
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 32;++i) k[i] = maybek[i] & ~result;
|
||||
return result;
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,30 @@
|
||||
#ifdef KAT
|
||||
#include <stdio.h>
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#include "hide.h"
|
||||
#include "randombytes.h"
|
||||
#include "crypto_kem.h"
|
||||
|
||||
int crypto_kem_enc(
|
||||
unsigned char *cstr,
|
||||
unsigned char *k,
|
||||
const unsigned char *pk
|
||||
)
|
||||
{
|
||||
unsigned char r[32];
|
||||
randombytes(r,32);
|
||||
|
||||
#ifdef KAT
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
printf("encrypt r: ");
|
||||
for (i = 0;i < 32;++i)
|
||||
printf("%02x",255 & (int) r[i]);
|
||||
printf("\n");
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
hide(cstr,k,pk,r);
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,49 @@
|
||||
#include <stdio.h>
|
||||
#include <string.h>
|
||||
#include "crypto_hash_sha512.h"
|
||||
#include "crypto_kem.h"
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
#include "hide.h"
|
||||
|
||||
#if crypto_kem_CIPHERTEXTBYTES != rq_encoderounded_len + 32 + 128
|
||||
#error "crypto_kem_CIPHERTEXTBYTES must match rq_encoderounded_len + 32 + 128"
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
void hide(unsigned char *cstr,unsigned char *k,const unsigned char *pk,const unsigned char *r)
|
||||
{
|
||||
modq G[p];
|
||||
modq A[p];
|
||||
unsigned char k12[64];
|
||||
unsigned char k34[64];
|
||||
small b[p];
|
||||
modq B[p];
|
||||
modq C[p];
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
rq_fromseed(G,pk);
|
||||
rq_decoderounded(A,pk + 32);
|
||||
|
||||
crypto_hash_sha512(k12,r,32);
|
||||
small_seeded_weightw(b,k12);
|
||||
crypto_hash_sha512(k34,k12 + 32,32);
|
||||
|
||||
rq_mult(B,G,b);
|
||||
rq_round3(B,B);
|
||||
|
||||
rq_mult(C,A,b);
|
||||
for (i = 0;i < 256;++i) {
|
||||
modq x = C[i];
|
||||
x = modq_sum(x,2295 * (1 & (r[i / 8] >> (i & 7))));
|
||||
x = ((x + 2156) * 114 + 16384) >> 15;
|
||||
C[i] = x; /* between 0 and 15 */
|
||||
}
|
||||
|
||||
memcpy(cstr,k34,32); cstr += 32;
|
||||
memcpy(k,k34 + 32,32);
|
||||
|
||||
rq_encoderounded(cstr,B); cstr += rq_encoderounded_len;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 128;++i)
|
||||
*cstr++ = C[2*i] + (C[2*i + 1] << 4);
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,9 @@
|
||||
#ifndef hide_h
|
||||
#define hide_h
|
||||
|
||||
#include "crypto_int32.h"
|
||||
|
||||
#define hide crypto_kem_ntrulpr4591761_ref_hide
|
||||
extern void hide(unsigned char *,unsigned char *,const unsigned char *,const unsigned char *);
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
@ -0,0 +1,5 @@
|
||||
Alphabetical order:
|
||||
Daniel J. Bernstein
|
||||
Chitchanok Chuengsatiansup
|
||||
Tanja Lange
|
||||
Christine van Vredendaal
|
||||
@ -0,0 +1,35 @@
|
||||
#include "int32_sort.h"
|
||||
#include "crypto_uint32.h"
|
||||
|
||||
static void minmax(crypto_int32 *x,crypto_int32 *y)
|
||||
{
|
||||
crypto_uint32 xi = *x;
|
||||
crypto_uint32 yi = *y;
|
||||
crypto_uint32 xy = xi ^ yi;
|
||||
crypto_uint32 c = yi - xi;
|
||||
c ^= xy & (c ^ yi);
|
||||
c >>= 31;
|
||||
c = -c;
|
||||
c &= xy;
|
||||
*x = xi ^ c;
|
||||
*y = yi ^ c;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void int32_sort(crypto_int32 *x,int n)
|
||||
{
|
||||
int top,p,q,i;
|
||||
|
||||
if (n < 2) return;
|
||||
top = 1;
|
||||
while (top < n - top) top += top;
|
||||
|
||||
for (p = top;p > 0;p >>= 1) {
|
||||
for (i = 0;i < n - p;++i)
|
||||
if (!(i & p))
|
||||
minmax(x + i,x + i + p);
|
||||
for (q = top;q > p;q >>= 1)
|
||||
for (i = 0;i < n - q;++i)
|
||||
if (!(i & p))
|
||||
minmax(x + i + p,x + i + q);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,9 @@
|
||||
#ifndef int32_sort_h
|
||||
#define int32_sort_h
|
||||
|
||||
#include "crypto_int32.h"
|
||||
|
||||
#define int32_sort crypto_kem_ntrulpr4591761_ref_int32_sort
|
||||
extern void int32_sort(crypto_int32 *,int);
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
@ -0,0 +1,39 @@
|
||||
#include <string.h>
|
||||
#include "modq.h"
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "small.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
#include "crypto_kem.h"
|
||||
#include "randombytes.h"
|
||||
#include "crypto_stream_aes256ctr.h"
|
||||
|
||||
#if crypto_kem_PUBLICKEYBYTES != rq_encoderounded_len + 32
|
||||
#error "crypto_kem_PUBLICKEYBYTES must match rq_encoderounded_len + 32"
|
||||
#endif
|
||||
#if crypto_kem_SECRETKEYBYTES != small_encode_len + crypto_kem_PUBLICKEYBYTES
|
||||
#error "crypto_kem_SECRETKEYBYTES must match small_encode_len + crypto_kem_PUBLICKEYBYTES"
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
int crypto_kem_keypair(unsigned char *pk,unsigned char *sk)
|
||||
{
|
||||
unsigned char K[32];
|
||||
modq G[p];
|
||||
small a[p];
|
||||
modq A[p];
|
||||
|
||||
randombytes(K,32);
|
||||
rq_fromseed(G,K);
|
||||
|
||||
small_random_weightw(a);
|
||||
|
||||
rq_mult(A,G,a);
|
||||
rq_round3(A,A);
|
||||
|
||||
memcpy(pk,K,32);
|
||||
rq_encoderounded(pk + 32,A);
|
||||
|
||||
small_encode(sk,a);
|
||||
memcpy(sk + small_encode_len,pk,crypto_kem_PUBLICKEYBYTES);
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,44 @@
|
||||
#ifndef modq_h
|
||||
#define modq_h
|
||||
|
||||
#include "crypto_int16.h"
|
||||
#include "crypto_int32.h"
|
||||
#include "crypto_uint16.h"
|
||||
#include "crypto_uint32.h"
|
||||
|
||||
typedef crypto_int16 modq;
|
||||
|
||||
/* input between -9000000 and 9000000 */
|
||||
/* output between -2295 and 2295 */
|
||||
static inline modq modq_freeze(crypto_int32 a)
|
||||
{
|
||||
a -= 4591 * ((228 * a) >> 20);
|
||||
a -= 4591 * ((58470 * a + 134217728) >> 28);
|
||||
return a;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* input between 0 and 4294967295 */
|
||||
/* output = (input % 4591) - 2295 */
|
||||
static inline modq modq_fromuint32(crypto_uint32 a)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 r;
|
||||
r = (a & 524287) + (a >> 19) * 914; /* <= 8010861 */
|
||||
return modq_freeze(r - 2295);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline modq modq_plusproduct(modq a,modq b,modq c)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 A = a;
|
||||
crypto_int32 B = b;
|
||||
crypto_int32 C = c;
|
||||
return modq_freeze(A + B * C);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline modq modq_sum(modq a,modq b)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 A = a;
|
||||
crypto_int32 B = b;
|
||||
return modq_freeze(A + B);
|
||||
}
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
@ -0,0 +1,15 @@
|
||||
#ifndef params_h
|
||||
#define params_h
|
||||
|
||||
#define q 4591
|
||||
/* XXX: also built into modq in various ways */
|
||||
|
||||
#define qshift 2295
|
||||
#define p 761
|
||||
#define w 250
|
||||
|
||||
#define rq_encode_len 1218
|
||||
#define rq_encoderounded_len 1015
|
||||
#define small_encode_len 191
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
@ -0,0 +1,28 @@
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "randombytes.h"
|
||||
#include "int32_sort.h"
|
||||
#include "small.h"
|
||||
#include "crypto_stream_aes256ctr.h"
|
||||
|
||||
static const unsigned char n[16] = {0};
|
||||
|
||||
void small_seeded_weightw(small *f,const unsigned char *k)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 r[p];
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
crypto_stream_aes256ctr((unsigned char *) r,sizeof r,n,k);
|
||||
for (i = 0;i < p;++i) r[i] ^= 0x80000000;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < w;++i) r[i] &= -2;
|
||||
for (i = w;i < p;++i) r[i] = (r[i] & -3) | 1;
|
||||
int32_sort(r,p);
|
||||
for (i = 0;i < p;++i) f[i] = ((small) (r[i] & 3)) - 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void small_random_weightw(small *f)
|
||||
{
|
||||
unsigned char k[32];
|
||||
randombytes(k,32);
|
||||
small_seeded_weightw(f,k);
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,31 @@
|
||||
#ifndef rq_h
|
||||
#define rq_h
|
||||
|
||||
#include "modq.h"
|
||||
#include "small.h"
|
||||
|
||||
#define rq_encode crypto_kem_ntrulpr4591761_ref_rq_encode
|
||||
extern void rq_encode(unsigned char *,const modq *);
|
||||
|
||||
#define rq_decode crypto_kem_ntrulpr4591761_ref_rq_decode
|
||||
extern void rq_decode(modq *,const unsigned char *);
|
||||
|
||||
#define rq_encoderounded crypto_kem_ntrulpr4591761_ref_rq_encoderounded
|
||||
extern void rq_encoderounded(unsigned char *,const modq *);
|
||||
|
||||
#define rq_decoderounded crypto_kem_ntrulpr4591761_ref_rq_decoderounded
|
||||
extern void rq_decoderounded(modq *,const unsigned char *);
|
||||
|
||||
#define rq_round3 crypto_kem_ntrulpr4591761_ref_rq_round
|
||||
extern void rq_round3(modq *,const modq *);
|
||||
|
||||
#define rq_mult crypto_kem_ntrulpr4591761_ref_rq_mult
|
||||
extern void rq_mult(modq *,const modq *,const small *);
|
||||
|
||||
#define rq_recip3 crypto_kem_ntrulpr4591761_ref_rq_recip3
|
||||
int rq_recip3(modq *,const small *);
|
||||
|
||||
#define rq_fromseed crypto_kem_ntrulpr4591761_ref_rq_fromseed
|
||||
extern void rq_fromseed(modq *,const unsigned char *);
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
@ -0,0 +1,15 @@
|
||||
#include "crypto_stream_aes256ctr.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
#include "params.h"
|
||||
|
||||
static const unsigned char n[16] = {0};
|
||||
|
||||
void rq_fromseed(modq *h,const unsigned char *K)
|
||||
{
|
||||
crypto_uint32 buf[p];
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
crypto_stream_aes256ctr((unsigned char *) buf,sizeof buf,n,K);
|
||||
for (i = 0;i < p;++i)
|
||||
h[i] = modq_fromuint32(buf[i]);
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,30 @@
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
|
||||
void rq_mult(modq *h,const modq *f,const small *g)
|
||||
{
|
||||
modq fg[p + p - 1];
|
||||
modq result;
|
||||
int i, j;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p;++i) {
|
||||
result = 0;
|
||||
for (j = 0;j <= i;++j)
|
||||
result = modq_plusproduct(result,f[j],g[i - j]);
|
||||
fg[i] = result;
|
||||
}
|
||||
for (i = p;i < p + p - 1;++i) {
|
||||
result = 0;
|
||||
for (j = i - p + 1;j < p;++j)
|
||||
result = modq_plusproduct(result,f[j],g[i - j]);
|
||||
fg[i] = result;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (i = p + p - 2;i >= p;--i) {
|
||||
fg[i - p] = modq_sum(fg[i - p],fg[i]);
|
||||
fg[i - p + 1] = modq_sum(fg[i - p + 1],fg[i]);
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p;++i)
|
||||
h[i] = fg[i];
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,10 @@
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
|
||||
void rq_round3(modq *h,const modq *f)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p;++i)
|
||||
h[i] = ((21846 * (f[i] + 2295) + 32768) >> 16) * 3 - 2295;
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,101 @@
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "crypto_uint32.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
|
||||
void rq_encoderounded(unsigned char *c,const modq *f)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 f0, f1, f2;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p/3;++i) {
|
||||
f0 = *f++ + qshift;
|
||||
f1 = *f++ + qshift;
|
||||
f2 = *f++ + qshift;
|
||||
f0 = (21846 * f0) >> 16;
|
||||
f1 = (21846 * f1) >> 16;
|
||||
f2 = (21846 * f2) >> 16;
|
||||
/* now want f0 + f1*1536 + f2*1536^2 as a 32-bit integer */
|
||||
f2 *= 3;
|
||||
f1 += f2 << 9;
|
||||
f1 *= 3;
|
||||
f0 += f1 << 9;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
*c++ = f0;
|
||||
}
|
||||
/* XXX: using p mod 3 = 2 */
|
||||
f0 = *f++ + qshift;
|
||||
f1 = *f++ + qshift;
|
||||
f0 = (21846 * f0) >> 16;
|
||||
f1 = (21846 * f1) >> 16;
|
||||
f1 *= 3;
|
||||
f0 += f1 << 9;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
*c++ = f0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void rq_decoderounded(modq *f,const unsigned char *c)
|
||||
{
|
||||
crypto_uint32 c0, c1, c2, c3;
|
||||
crypto_uint32 f0, f1, f2;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p/3;++i) {
|
||||
c0 = *c++;
|
||||
c1 = *c++;
|
||||
c2 = *c++;
|
||||
c3 = *c++;
|
||||
|
||||
/* f0 + f1*1536 + f2*1536^2 */
|
||||
/* = c0 + c1*256 + c2*256^2 + c3*256^3 */
|
||||
/* with each f between 0 and 1530 */
|
||||
|
||||
/* f2 = (64/9)c3 + (1/36)c2 + (1/9216)c1 + (1/2359296)c0 - [0,0.99675] */
|
||||
/* claim: 2^21 f2 < x < 2^21(f2+1) */
|
||||
/* where x = 14913081*c3 + 58254*c2 + 228*(c1+2) */
|
||||
/* proof: x - 2^21 f2 = 456 - (8/9)c0 + (4/9)c1 - (2/9)c2 + (1/9)c3 + 2^21 [0,0.99675] */
|
||||
/* at least 456 - (8/9)255 - (2/9)255 > 0 */
|
||||
/* at most 456 + (4/9)255 + (1/9)255 + 2^21 0.99675 < 2^21 */
|
||||
f2 = (14913081*c3 + 58254*c2 + 228*(c1+2)) >> 21;
|
||||
|
||||
c2 += c3 << 8;
|
||||
c2 -= (f2 * 9) << 2;
|
||||
/* f0 + f1*1536 */
|
||||
/* = c0 + c1*256 + c2*256^2 */
|
||||
/* c2 <= 35 = floor((1530+1530*1536)/256^2) */
|
||||
/* f1 = (128/3)c2 + (1/6)c1 + (1/1536)c0 - (1/1536)f0 */
|
||||
/* claim: 2^21 f1 < x < 2^21(f1+1) */
|
||||
/* where x = 89478485*c2 + 349525*c1 + 1365*(c0+1) */
|
||||
/* proof: x - 2^21 f1 = 1365 - (1/3)c2 - (1/3)c1 - (1/3)c0 + (4096/3)f0 */
|
||||
/* at least 1365 - (1/3)35 - (1/3)255 - (1/3)255 > 0 */
|
||||
/* at most 1365 + (4096/3)1530 < 2^21 */
|
||||
f1 = (89478485*c2 + 349525*c1 + 1365*(c0+1)) >> 21;
|
||||
|
||||
c1 += c2 << 8;
|
||||
c1 -= (f1 * 3) << 1;
|
||||
|
||||
c0 += c1 << 8;
|
||||
f0 = c0;
|
||||
|
||||
*f++ = modq_freeze(f0 * 3 + q - qshift);
|
||||
*f++ = modq_freeze(f1 * 3 + q - qshift);
|
||||
*f++ = modq_freeze(f2 * 3 + q - qshift);
|
||||
}
|
||||
|
||||
c0 = *c++;
|
||||
c1 = *c++;
|
||||
c2 = *c++;
|
||||
|
||||
f1 = (89478485*c2 + 349525*c1 + 1365*(c0+1)) >> 21;
|
||||
|
||||
c1 += c2 << 8;
|
||||
c1 -= (f1 * 3) << 1;
|
||||
|
||||
c0 += c1 << 8;
|
||||
f0 = c0;
|
||||
|
||||
*f++ = modq_freeze(f0 * 3 + q - qshift);
|
||||
*f++ = modq_freeze(f1 * 3 + q - qshift);
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,37 @@
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "small.h"
|
||||
|
||||
/* XXX: these functions rely on p mod 4 = 1 */
|
||||
|
||||
/* all coefficients in -1, 0, 1 */
|
||||
void small_encode(unsigned char *c,const small *f)
|
||||
{
|
||||
small c0;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p/4;++i) {
|
||||
c0 = *f++ + 1;
|
||||
c0 += (*f++ + 1) << 2;
|
||||
c0 += (*f++ + 1) << 4;
|
||||
c0 += (*f++ + 1) << 6;
|
||||
*c++ = c0;
|
||||
}
|
||||
c0 = *f++ + 1;
|
||||
*c++ = c0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void small_decode(small *f,const unsigned char *c)
|
||||
{
|
||||
unsigned char c0;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p/4;++i) {
|
||||
c0 = *c++;
|
||||
*f++ = ((small) (c0 & 3)) - 1; c0 >>= 2;
|
||||
*f++ = ((small) (c0 & 3)) - 1; c0 >>= 2;
|
||||
*f++ = ((small) (c0 & 3)) - 1; c0 >>= 2;
|
||||
*f++ = ((small) (c0 & 3)) - 1;
|
||||
}
|
||||
c0 = *c++;
|
||||
*f++ = ((small) (c0 & 3)) - 1;
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,27 @@
|
||||
#ifndef small_h
|
||||
#define small_h
|
||||
|
||||
#include "crypto_int8.h"
|
||||
#include "crypto_int32.h"
|
||||
|
||||
typedef crypto_int8 small;
|
||||
|
||||
#define small_encode crypto_kem_ntrulpr4591761_ref_small_encode
|
||||
extern void small_encode(unsigned char *,const small *);
|
||||
|
||||
#define small_decode crypto_kem_ntrulpr4591761_ref_small_decode
|
||||
extern void small_decode(small *,const unsigned char *);
|
||||
|
||||
#define small_random32 crypto_kem_ntrulpr4591761_ref_small_random32
|
||||
extern crypto_int32 small_random32(void);
|
||||
|
||||
#define small_random crypto_kem_ntrulpr4591761_ref_small_random
|
||||
extern void small_random(small *);
|
||||
|
||||
#define small_seeded_weightw crypto_kem_ntrulpr4591761_ref_small_seeded_weightw
|
||||
extern void small_seeded_weightw(small *,const unsigned char *);
|
||||
|
||||
#define small_random_weightw crypto_kem_ntrulpr4591761_ref_small_random_weightw
|
||||
extern void small_random_weightw(small *);
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
@ -0,0 +1,4 @@
|
||||
#define CRYPTO_SECRETKEYBYTES 1600
|
||||
#define CRYPTO_PUBLICKEYBYTES 1218
|
||||
#define CRYPTO_CIPHERTEXTBYTES 1047
|
||||
#define CRYPTO_BYTES 32
|
||||
@ -0,0 +1,67 @@
|
||||
#ifdef KAT
|
||||
#include <stdio.h>
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "small.h"
|
||||
#include "mod3.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
#include "r3.h"
|
||||
#include "crypto_hash_sha512.h"
|
||||
#include "crypto_verify_32.h"
|
||||
#include "crypto_kem.h"
|
||||
|
||||
int crypto_kem_dec(
|
||||
unsigned char *k,
|
||||
const unsigned char *cstr,
|
||||
const unsigned char *sk
|
||||
)
|
||||
{
|
||||
small f[768];
|
||||
modq h[768];
|
||||
small grecip[768];
|
||||
modq c[768];
|
||||
modq t[768];
|
||||
small t3[768];
|
||||
small r[768];
|
||||
modq hr[768];
|
||||
unsigned char rstr[small_encode_len];
|
||||
unsigned char hash[64];
|
||||
int i;
|
||||
int result = 0;
|
||||
|
||||
small_decode(f,sk);
|
||||
small_decode(grecip,sk + small_encode_len);
|
||||
rq_decode(h,sk + 2 * small_encode_len);
|
||||
|
||||
rq_decoderounded(c,cstr + 32);
|
||||
|
||||
rq_mult(t,c,f);
|
||||
rq_mod3(t3,t);
|
||||
|
||||
r3_mult(r,t3,grecip);
|
||||
|
||||
#ifdef KAT
|
||||
{
|
||||
int j;
|
||||
printf("decrypt r:");
|
||||
for (j = 0;j < p;++j)
|
||||
if (r[j] == 1) printf(" +%d",j);
|
||||
else if (r[j] == -1) printf(" -%d",j);
|
||||
printf("\n");
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
result |= r3_weightw_mask(r);
|
||||
|
||||
rq_mult(hr,h,r);
|
||||
rq_round3(hr,hr);
|
||||
for (i = 0;i < p;++i) result |= modq_nonzero_mask(hr[i] - c[i]);
|
||||
|
||||
small_encode(rstr,r);
|
||||
crypto_hash_sha512(hash,rstr,sizeof rstr);
|
||||
result |= crypto_verify_32(hash,cstr);
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 32;++i) k[i] = (hash[32 + i] & ~result);
|
||||
return result;
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,48 @@
|
||||
#ifdef KAT
|
||||
#include <stdio.h>
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#include <string.h>
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "small.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
#include "crypto_hash_sha512.h"
|
||||
#include "crypto_kem.h"
|
||||
|
||||
int crypto_kem_enc(
|
||||
unsigned char *cstr,
|
||||
unsigned char *k,
|
||||
const unsigned char *pk
|
||||
)
|
||||
{
|
||||
small r[768];
|
||||
modq h[768];
|
||||
modq c[768];
|
||||
unsigned char rstr[small_encode_len];
|
||||
unsigned char hash[64];
|
||||
|
||||
small_random_weightw(r);
|
||||
|
||||
#ifdef KAT
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
printf("encrypt r:");
|
||||
for (i = 0;i < p;++i)
|
||||
if (r[i] == 1) printf(" +%d",i);
|
||||
else if (r[i] == -1) printf(" -%d",i);
|
||||
printf("\n");
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
small_encode(rstr,r);
|
||||
crypto_hash_sha512(hash,rstr,sizeof rstr);
|
||||
|
||||
rq_decode(h,pk);
|
||||
rq_mult(c,h,r);
|
||||
|
||||
memcpy(k,hash + 32,32);
|
||||
memcpy(cstr,hash,32);
|
||||
rq_roundencode(cstr + 32,c);
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,5 @@
|
||||
Alphabetical order:
|
||||
Daniel J. Bernstein
|
||||
Chitchanok Chuengsatiansup
|
||||
Tanja Lange
|
||||
Christine van Vredendaal
|
||||
@ -0,0 +1,425 @@
|
||||
#include "int32_sort.h"
|
||||
#include <immintrin.h>
|
||||
|
||||
typedef crypto_int32 int32;
|
||||
|
||||
static inline void minmax(int32 *x,int32 *y)
|
||||
{
|
||||
asm("movl (%0),%%eax;movl (%1),%%ebx;cmpl %%ebx,%%eax;mov %%eax,%%edx;cmovg %%ebx,%%eax;cmovg %%edx,%%ebx;movl %%eax,(%0);movl %%ebx,(%1)"
|
||||
: : "r"(x),"r"(y) : "%eax","%ebx","%edx");
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* sort x0,x2; sort x1,x3; ... sort x13, x15 */
|
||||
static inline void minmax02through1315(int32 *x)
|
||||
{
|
||||
__m256i a = _mm256_loadu_si256((__m256i *) x);
|
||||
__m256i b = _mm256_loadu_si256((__m256i *) (x + 8));
|
||||
__m256i c = _mm256_unpacklo_epi64(a,b); /* a01b01a45b45 */
|
||||
__m256i d = _mm256_unpackhi_epi64(a,b); /* a23b23a67b67 */
|
||||
__m256i g = _mm256_min_epi32(c,d);
|
||||
__m256i h = _mm256_max_epi32(c,d);
|
||||
a = _mm256_unpacklo_epi64(g,h);
|
||||
b = _mm256_unpackhi_epi64(g,h);
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) x,a);
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) (x + 8),b);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* sort x0,x2; sort x1,x3; sort x4,x6; sort x5,x7 */
|
||||
static inline void minmax02134657(int32 *x)
|
||||
{
|
||||
__m256i a = _mm256_loadu_si256((__m256i *) x);
|
||||
__m256i b = _mm256_shuffle_epi32(a,0x4e);
|
||||
__m256i c = _mm256_cmpgt_epi32(a,b);
|
||||
c = _mm256_shuffle_epi32(c,0x44);
|
||||
__m256i abc = c & (a ^ b);
|
||||
a ^= abc;
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) x,a);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void multiminmax2plus2(
|
||||
int32 *x,
|
||||
int n)
|
||||
{
|
||||
while (n >= 16) {
|
||||
minmax02through1315(x);
|
||||
n -= 16;
|
||||
x += 16;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 8) {
|
||||
minmax02134657(x);
|
||||
n -= 8;
|
||||
x += 8;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 4) {
|
||||
minmax(x,x + 2);
|
||||
minmax(x + 1,x + 3);
|
||||
n -= 4;
|
||||
x += 4;
|
||||
}
|
||||
if (n > 0) {
|
||||
minmax(x,x + 2);
|
||||
if (n > 1) minmax(x + 1,x + 3);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void multiminmax2plus6(
|
||||
int32 *x,
|
||||
int n)
|
||||
{
|
||||
while (n >= 4) {
|
||||
minmax(x,x + 6);
|
||||
minmax(x + 1,x + 7);
|
||||
n -= 4;
|
||||
x += 4;
|
||||
}
|
||||
if (n > 0) {
|
||||
minmax(x,x + 6);
|
||||
if (n > 1) minmax(x + 1,x + 7);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void multiminmax2plus14(
|
||||
int32 *x,
|
||||
int n)
|
||||
{
|
||||
while (n >= 8) {
|
||||
minmax(x,x + 14);
|
||||
minmax(x + 1,x + 15);
|
||||
minmax(x + 4,x + 18);
|
||||
minmax(x + 5,x + 19);
|
||||
n -= 8;
|
||||
x += 8;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 4) {
|
||||
minmax(x,x + 14);
|
||||
minmax(x + 1,x + 15);
|
||||
n -= 4;
|
||||
x += 4;
|
||||
}
|
||||
if (n > 0) {
|
||||
minmax(x,x + 14);
|
||||
if (n > 1) minmax(x + 1,x + 15);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* sort x[i],y[i] for i in 0,1,4,5,8,9,12,13 */
|
||||
/* all of x0...x15 and y0...y15 must exist; no aliasing */
|
||||
static inline void minmax0145891213(int32 *x,int32 *y)
|
||||
{
|
||||
__m256i a01234567 = _mm256_loadu_si256((__m256i *) x);
|
||||
__m256i a89101112131415 = _mm256_loadu_si256((__m256i *) (x + 8));
|
||||
__m256i b01234567 = _mm256_loadu_si256((__m256i *) y);
|
||||
__m256i b89101112131415 = _mm256_loadu_si256((__m256i *) (y + 8));
|
||||
|
||||
__m256i a0189451213 = _mm256_unpacklo_epi64(a01234567,a89101112131415);
|
||||
__m256i b0189451213 = _mm256_unpacklo_epi64(b01234567,b89101112131415);
|
||||
__m256i c0189451213 = _mm256_min_epi32(a0189451213,b0189451213);
|
||||
__m256i d0189451213 = _mm256_max_epi32(a0189451213,b0189451213);
|
||||
|
||||
__m256i c01234567 = _mm256_blend_epi32(a01234567,c0189451213,0x33);
|
||||
__m256i d01234567 = _mm256_blend_epi32(b01234567,d0189451213,0x33);
|
||||
__m256i c89101112131415 = _mm256_unpackhi_epi64(c0189451213,a89101112131415);
|
||||
__m256i d89101112131415 = _mm256_unpackhi_epi64(d0189451213,b89101112131415);
|
||||
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) x,c01234567);
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) (x + 8),c89101112131415);
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) y,d01234567);
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) (y + 8),d89101112131415);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* offset >= 30 */
|
||||
static void multiminmax2plusmore(
|
||||
int32 *x,
|
||||
int n,
|
||||
int offset)
|
||||
{
|
||||
while (n >= 16) {
|
||||
minmax0145891213(x,x + offset);
|
||||
n -= 16;
|
||||
x += 16;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 8) {
|
||||
minmax(x,x + offset);
|
||||
minmax(x + 1,x + 1 + offset);
|
||||
minmax(x + 4,x + 4 + offset);
|
||||
minmax(x + 5,x + 5 + offset);
|
||||
n -= 8;
|
||||
x += 8;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 4) {
|
||||
minmax(x,x + offset);
|
||||
minmax(x + 1,x + 1 + offset);
|
||||
n -= 4;
|
||||
x += 4;
|
||||
}
|
||||
if (n > 0) {
|
||||
minmax(x,x + offset);
|
||||
if (n > 1) minmax(x + 1,x + 1 + offset);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* sort x0,x1; ... sort x14, x15 */
|
||||
static inline void minmax01through1415(int32 *x)
|
||||
{
|
||||
__m256i a = _mm256_loadu_si256((__m256i *) x);
|
||||
__m256i b = _mm256_loadu_si256((__m256i *) (x + 8));
|
||||
__m256i c = _mm256_unpacklo_epi32(a,b); /* ab0ab1ab4ab5 */
|
||||
__m256i d = _mm256_unpackhi_epi32(a,b); /* ab2ab3ab6ab7 */
|
||||
__m256i e = _mm256_unpacklo_epi32(c,d); /* a02b02a46b46 */
|
||||
__m256i f = _mm256_unpackhi_epi32(c,d); /* a13b13a57b57 */
|
||||
__m256i g = _mm256_min_epi32(e,f); /* a02b02a46b46 */
|
||||
__m256i h = _mm256_max_epi32(e,f); /* a13b13a57b57 */
|
||||
a = _mm256_unpacklo_epi32(g,h);
|
||||
b = _mm256_unpackhi_epi32(g,h);
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) x,a);
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) (x + 8),b);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* sort x0,x1; sort x2,x3; sort x4,x5; sort x6,x7 */
|
||||
static inline void minmax01234567(int32 *x)
|
||||
{
|
||||
__m256i a = _mm256_loadu_si256((__m256i *) x);
|
||||
__m256i b = _mm256_shuffle_epi32(a,0xb1);
|
||||
__m256i c = _mm256_cmpgt_epi32(a,b);
|
||||
c = _mm256_shuffle_epi32(c,0xa0);
|
||||
__m256i abc = c & (a ^ b);
|
||||
a ^= abc;
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) x,a);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void multiminmax1plus1(
|
||||
int32 *x,
|
||||
int n)
|
||||
{
|
||||
while (n >= 16) {
|
||||
minmax01through1415(x);
|
||||
n -= 16;
|
||||
x += 16;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 8) {
|
||||
minmax01234567(x);
|
||||
n -= 8;
|
||||
x += 8;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 4) {
|
||||
minmax(x,x + 1);
|
||||
minmax(x + 2,x + 3);
|
||||
n -= 4;
|
||||
x += 4;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 2) {
|
||||
minmax(x,x + 1);
|
||||
n -= 2;
|
||||
x += 2;
|
||||
}
|
||||
if (n > 0)
|
||||
minmax(x,x + 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void multiminmax1(
|
||||
int32 *x,
|
||||
int n,
|
||||
int offset)
|
||||
{
|
||||
while (n >= 16) {
|
||||
minmax(x,x + offset);
|
||||
minmax(x + 2,x + 2 + offset);
|
||||
minmax(x + 4,x + 4 + offset);
|
||||
minmax(x + 6,x + 6 + offset);
|
||||
minmax(x + 8,x + 8 + offset);
|
||||
minmax(x + 10,x + 10 + offset);
|
||||
minmax(x + 12,x + 12 + offset);
|
||||
minmax(x + 14,x + 14 + offset);
|
||||
n -= 16;
|
||||
x += 16;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 8) {
|
||||
minmax(x,x + offset);
|
||||
minmax(x + 2,x + 2 + offset);
|
||||
minmax(x + 4,x + 4 + offset);
|
||||
minmax(x + 6,x + 6 + offset);
|
||||
n -= 8;
|
||||
x += 8;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 4) {
|
||||
minmax(x,x + offset);
|
||||
minmax(x + 2,x + 2 + offset);
|
||||
n -= 4;
|
||||
x += 4;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 2) {
|
||||
minmax(x,x + offset);
|
||||
n -= 2;
|
||||
x += 2;
|
||||
}
|
||||
if (n > 0)
|
||||
minmax(x,x + offset);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* sort x[i],y[i] for i in 0,2,4,6,8,10,12,14 */
|
||||
/* all of x0...x15 and y0...y15 must exist; no aliasing */
|
||||
static inline void minmax02468101214(int32 *x,int32 *y)
|
||||
{
|
||||
__m256i a01234567 = _mm256_loadu_si256((__m256i *) x);
|
||||
__m256i a89101112131415 = _mm256_loadu_si256((__m256i *) (x + 8));
|
||||
__m256i b01234567 = _mm256_loadu_si256((__m256i *) y);
|
||||
__m256i b89101112131415 = _mm256_loadu_si256((__m256i *) (y + 8));
|
||||
|
||||
__m256i a0819412513 = _mm256_unpacklo_epi32(a01234567,a89101112131415);
|
||||
__m256i a210311614715 = _mm256_unpackhi_epi32(a01234567,a89101112131415);
|
||||
__m256i a02810461214 = _mm256_unpacklo_epi32(a0819412513,a210311614715);
|
||||
__m256i a13911571315 = _mm256_unpackhi_epi32(a0819412513,a210311614715);
|
||||
|
||||
__m256i b0819412513 = _mm256_unpacklo_epi32(b01234567,b89101112131415);
|
||||
__m256i b210311614715 = _mm256_unpackhi_epi32(b01234567,b89101112131415);
|
||||
__m256i b02810461214 = _mm256_unpacklo_epi32(b0819412513,b210311614715);
|
||||
__m256i b13911571315 = _mm256_unpackhi_epi32(b0819412513,b210311614715);
|
||||
|
||||
__m256i c02810461214 = _mm256_min_epi32(a02810461214,b02810461214);
|
||||
__m256i d02810461214 = _mm256_max_epi32(a02810461214,b02810461214);
|
||||
|
||||
__m256i c01234567 = _mm256_unpacklo_epi32(c02810461214,a13911571315);
|
||||
__m256i c89101112131415 = _mm256_unpackhi_epi32(c02810461214,a13911571315);
|
||||
__m256i d01234567 = _mm256_unpacklo_epi32(d02810461214,b13911571315);
|
||||
__m256i d89101112131415 = _mm256_unpackhi_epi32(d02810461214,b13911571315);
|
||||
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) x,c01234567);
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) (x + 8),c89101112131415);
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) y,d01234567);
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) (y + 8),d89101112131415);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* assumes offset >= 31 */
|
||||
static void multiminmax1plusmore(
|
||||
int32 *x,
|
||||
int n,
|
||||
int offset)
|
||||
{
|
||||
while (n >= 16) {
|
||||
minmax02468101214(x,x + offset);
|
||||
n -= 16;
|
||||
x += 16;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 8) {
|
||||
minmax(x,x + offset);
|
||||
minmax(x + 2,x + 2 + offset);
|
||||
minmax(x + 4,x + 4 + offset);
|
||||
minmax(x + 6,x + 6 + offset);
|
||||
n -= 8;
|
||||
x += 8;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 4) {
|
||||
minmax(x,x + offset);
|
||||
minmax(x + 2,x + 2 + offset);
|
||||
n -= 4;
|
||||
x += 4;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 2) {
|
||||
minmax(x,x + offset);
|
||||
n -= 2;
|
||||
x += 2;
|
||||
}
|
||||
if (n > 0)
|
||||
minmax(x,x + offset);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* sort x0,y0; sort x1,y1; ...; sort x7,y7 */
|
||||
static inline void minmax8(int32 *x,int32 *y)
|
||||
{
|
||||
__m256i a = _mm256_loadu_si256((__m256i *) x);
|
||||
__m256i b = _mm256_loadu_si256((__m256i *) y);
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) x,_mm256_min_epi32(a,b));
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) y,_mm256_max_epi32(a,b));
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* assumes p >= 8; implies offset >= 8 */
|
||||
static void multiminmax_atleast8(int p,
|
||||
int32 *x,
|
||||
int n,
|
||||
int offset)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
while (n >= 2 * p) {
|
||||
for (i = 0;i < p;i += 8)
|
||||
minmax8(x + i,x + i + offset);
|
||||
n -= 2 * p;
|
||||
x += 2 * p;
|
||||
}
|
||||
for (i = 0;i + 8 <= n;i += 8) {
|
||||
if (i & p) return;
|
||||
minmax8(x + i,x + i + offset);
|
||||
}
|
||||
for (;i < n;++i) {
|
||||
if (i & p) return;
|
||||
minmax(x + i,x + i + offset);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* sort x0,y0; sort x1,y1; sort x2,y2; sort x3,y3 */
|
||||
static inline void minmax4(int32 *x,int32 *y)
|
||||
{
|
||||
__m128i a = _mm_loadu_si128((__m128i *) x);
|
||||
__m128i b = _mm_loadu_si128((__m128i *) y);
|
||||
_mm_storeu_si128((__m128i *) x,_mm_min_epi32(a,b));
|
||||
_mm_storeu_si128((__m128i *) y,_mm_max_epi32(a,b));
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void multiminmax4(
|
||||
int32 *x,
|
||||
int n,
|
||||
int offset)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
while (n >= 8) {
|
||||
minmax4(x,x + offset);
|
||||
n -= 8;
|
||||
x += 8;
|
||||
}
|
||||
if (n >= 4)
|
||||
minmax4(x,x + offset);
|
||||
else
|
||||
for (i = 0;i < n;++i)
|
||||
minmax(x + i,x + i + offset);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void int32_sort(int32 *x,int n)
|
||||
{
|
||||
int top,p,q;
|
||||
|
||||
if (n < 2) return;
|
||||
top = 1;
|
||||
while (top < n - top) top += top;
|
||||
|
||||
for (p = top;p >= 8;p >>= 1) {
|
||||
multiminmax_atleast8(p,x,n - p,p);
|
||||
for (q = top;q > p;q >>= 1)
|
||||
multiminmax_atleast8(p,x + p,n - q,q - p);
|
||||
}
|
||||
if (p >= 4) {
|
||||
multiminmax4(x,n - 4,4);
|
||||
for (q = top;q > 4;q >>= 1)
|
||||
multiminmax4(x + 4,n - q,q - 4);
|
||||
}
|
||||
if (p >= 2) {
|
||||
multiminmax2plus2(x,n - 2);
|
||||
for (q = top;q >= 32;q >>= 1)
|
||||
multiminmax2plusmore(x + 2,n - q,q - 2);
|
||||
if (q >= 16)
|
||||
multiminmax2plus14(x + 2,n - 16);
|
||||
if (q >= 8)
|
||||
multiminmax2plus6(x + 2,n - 8);
|
||||
if (q >= 4)
|
||||
multiminmax2plus2(x + 2,n - 4);
|
||||
}
|
||||
multiminmax1plus1(x,n - 1);
|
||||
for (q = top;q >= 32;q >>= 1)
|
||||
multiminmax1plusmore(x + 1,n - q,q - 1);
|
||||
if (q >= 16)
|
||||
multiminmax1(x + 1,n - 16,15);
|
||||
if (q >= 8)
|
||||
multiminmax1(x + 1,n - 8,7);
|
||||
if (q >= 4)
|
||||
multiminmax1(x + 1,n - 4,3);
|
||||
if (q >= 2)
|
||||
multiminmax1plus1(x + 1,n - 2);
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,9 @@
|
||||
#ifndef int32_sort_h
|
||||
#define int32_sort_h
|
||||
|
||||
#include "crypto_int32.h"
|
||||
|
||||
#define int32_sort crypto_kem_sntrup4591761_avx_int32_sort
|
||||
extern void int32_sort(crypto_int32 *,int);
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
@ -0,0 +1,39 @@
|
||||
#include <string.h>
|
||||
#include "modq.h"
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "r3.h"
|
||||
#include "small.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
#include "crypto_kem.h"
|
||||
|
||||
#if crypto_kem_PUBLICKEYBYTES != rq_encode_len
|
||||
#error "crypto_kem_PUBLICKEYBYTES must match rq_encode_len"
|
||||
#endif
|
||||
#if crypto_kem_SECRETKEYBYTES != rq_encode_len + 2 * small_encode_len
|
||||
#error "crypto_kem_SECRETKEYBYTES must match rq_encode_len + 2 * small_encode_len"
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
int crypto_kem_keypair(unsigned char *pk,unsigned char *sk)
|
||||
{
|
||||
small g[768];
|
||||
small grecip[768];
|
||||
small f[768];
|
||||
modq f3recip[768];
|
||||
modq h[768];
|
||||
|
||||
do
|
||||
small_random(g);
|
||||
while (r3_recip(grecip,g) != 0);
|
||||
|
||||
small_random_weightw(f);
|
||||
rq_recip3(f3recip,f);
|
||||
|
||||
rq_mult(h,f3recip,g);
|
||||
|
||||
rq_encode(pk,h);
|
||||
small_encode(sk,f);
|
||||
small_encode(sk + small_encode_len,grecip);
|
||||
memcpy(sk + 2 * small_encode_len,pk,rq_encode_len);
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,60 @@
|
||||
#ifndef mod3_h
|
||||
#define mod3_h
|
||||
|
||||
#include "small.h"
|
||||
#include "crypto_int32.h"
|
||||
|
||||
/* -1 if x is nonzero, 0 otherwise */
|
||||
static inline int mod3_nonzero_mask(small x)
|
||||
{
|
||||
return -x*x;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* input between -100000 and 100000 */
|
||||
/* output between -1 and 1 */
|
||||
static inline small mod3_freeze(crypto_int32 a)
|
||||
{
|
||||
a -= 3 * ((10923 * a) >> 15);
|
||||
a -= 3 * ((89478485 * a + 134217728) >> 28);
|
||||
return a;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline small mod3_minusproduct(small a,small b,small c)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 A = a;
|
||||
crypto_int32 B = b;
|
||||
crypto_int32 C = c;
|
||||
return mod3_freeze(A - B * C);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline small mod3_plusproduct(small a,small b,small c)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 A = a;
|
||||
crypto_int32 B = b;
|
||||
crypto_int32 C = c;
|
||||
return mod3_freeze(A + B * C);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline small mod3_product(small a,small b)
|
||||
{
|
||||
return a * b;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline small mod3_sum(small a,small b)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 A = a;
|
||||
crypto_int32 B = b;
|
||||
return mod3_freeze(A + B);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline small mod3_reciprocal(small a1)
|
||||
{
|
||||
return a1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline small mod3_quotient(small num,small den)
|
||||
{
|
||||
return mod3_product(num,mod3_reciprocal(den));
|
||||
}
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
@ -0,0 +1,91 @@
|
||||
#ifndef modq_h
|
||||
#define modq_h
|
||||
|
||||
#include "crypto_int16.h"
|
||||
#include "crypto_int32.h"
|
||||
#include "crypto_uint16.h"
|
||||
|
||||
typedef crypto_int16 modq;
|
||||
|
||||
/* input between -9000000 and 9000000 */
|
||||
/* output between -2295 and 2295 */
|
||||
static inline modq modq_freeze(crypto_int32 a)
|
||||
{
|
||||
a -= 4591 * ((228 * a) >> 20);
|
||||
a -= 4591 * ((58470 * a + 134217728) >> 28);
|
||||
return a;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline modq modq_minusproduct(modq a,modq b,modq c)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 A = a;
|
||||
crypto_int32 B = b;
|
||||
crypto_int32 C = c;
|
||||
return modq_freeze(A - B * C);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline modq modq_plusproduct(modq a,modq b,modq c)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 A = a;
|
||||
crypto_int32 B = b;
|
||||
crypto_int32 C = c;
|
||||
return modq_freeze(A + B * C);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline modq modq_product(modq a,modq b)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 A = a;
|
||||
crypto_int32 B = b;
|
||||
return modq_freeze(A * B);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline modq modq_square(modq a)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 A = a;
|
||||
return modq_freeze(A * A);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline modq modq_sum(modq a,modq b)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 A = a;
|
||||
crypto_int32 B = b;
|
||||
return modq_freeze(A + B);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline modq modq_reciprocal(modq a1)
|
||||
{
|
||||
modq a2 = modq_square(a1);
|
||||
modq a3 = modq_product(a2,a1);
|
||||
modq a4 = modq_square(a2);
|
||||
modq a8 = modq_square(a4);
|
||||
modq a16 = modq_square(a8);
|
||||
modq a32 = modq_square(a16);
|
||||
modq a35 = modq_product(a32,a3);
|
||||
modq a70 = modq_square(a35);
|
||||
modq a140 = modq_square(a70);
|
||||
modq a143 = modq_product(a140,a3);
|
||||
modq a286 = modq_square(a143);
|
||||
modq a572 = modq_square(a286);
|
||||
modq a1144 = modq_square(a572);
|
||||
modq a1147 = modq_product(a1144,a3);
|
||||
modq a2294 = modq_square(a1147);
|
||||
modq a4588 = modq_square(a2294);
|
||||
modq a4589 = modq_product(a4588,a1);
|
||||
return a4589;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline modq modq_quotient(modq num,modq den)
|
||||
{
|
||||
return modq_product(num,modq_reciprocal(den));
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* -1 if x is nonzero, 0 otherwise */
|
||||
static inline int modq_nonzero_mask(modq x)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 r = (crypto_uint16) x;
|
||||
r = -r;
|
||||
r >>= 30;
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
@ -0,0 +1,762 @@
|
||||
#include <string.h>
|
||||
#include <immintrin.h>
|
||||
#include "mod3.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
#include "r3.h"
|
||||
|
||||
#define MULSTEP_gcc(j,h0,h1,h2,h3,h4) \
|
||||
gj = g[j]; \
|
||||
h0 += f0 * gj; \
|
||||
_mm256_storeu_ps(&h[i + j],h0); \
|
||||
h1 += f1 * gj; \
|
||||
h2 += f2 * gj; \
|
||||
h3 += f3 * gj; \
|
||||
h4 += f4 * gj; \
|
||||
h0 = _mm256_loadu_ps(&h[i + j + 5]); \
|
||||
h0 += f5 * gj;
|
||||
|
||||
#define MULSTEP_asm(j,h0,h1,h2,h3,h4) \
|
||||
gj = g[j]; \
|
||||
__asm__( \
|
||||
"vfmadd231ps %5,%6,%0 \n\t" \
|
||||
"vmovups %0,%12 \n\t" \
|
||||
"vmovups %13,%0 \n\t" \
|
||||
"vfmadd231ps %5,%7,%1 \n\t" \
|
||||
"vfmadd231ps %5,%8,%2 \n\t" \
|
||||
"vfmadd231ps %5,%9,%3 \n\t" \
|
||||
"vfmadd231ps %5,%10,%4 \n\t" \
|
||||
"vfmadd231ps %5,%11,%0 \n\t" \
|
||||
: "+x"(h0),"+x"(h1),"+x"(h2),"+x"(h3),"+x"(h4) \
|
||||
: "x"(gj),"x"(f0),"x"(f1),"x"(f2),"x"(f3),"x"(f4),"x"(f5),"m"(h[i+j]),"m"(h[i+j+5]));
|
||||
|
||||
#define MULSTEP MULSTEP_asm
|
||||
|
||||
#define MULSTEP_noload(j,h0,h1,h2,h3,h4) \
|
||||
gj = g[j]; \
|
||||
__asm__( \
|
||||
"vfmadd231ps %5,%6,%0 \n\t" \
|
||||
"vmovups %0,%12 \n\t" \
|
||||
"vfmadd231ps %5,%7,%1 \n\t" \
|
||||
"vfmadd231ps %5,%8,%2 \n\t" \
|
||||
"vfmadd231ps %5,%9,%3 \n\t" \
|
||||
"vfmadd231ps %5,%10,%4 \n\t" \
|
||||
"vmulps %5,%11,%0 \n\t" \
|
||||
: "+x"(h0),"+x"(h1),"+x"(h2),"+x"(h3),"+x"(h4) \
|
||||
: "x"(gj),"x"(f0),"x"(f1),"x"(f2),"x"(f3),"x"(f4),"x"(f5),"m"(h[i+j]));
|
||||
|
||||
#define MULSTEP_fromzero(j,h0,h1,h2,h3,h4) \
|
||||
gj = g[j]; \
|
||||
__asm__( \
|
||||
"vmulps %5,%6,%0 \n\t" \
|
||||
"vmovups %0,%12 \n\t" \
|
||||
"vmulps %5,%7,%1 \n\t" \
|
||||
"vmulps %5,%8,%2 \n\t" \
|
||||
"vmulps %5,%9,%3 \n\t" \
|
||||
"vmulps %5,%10,%4 \n\t" \
|
||||
"vmulps %5,%11,%0 \n\t" \
|
||||
: "=&x"(h0),"=&x"(h1),"=&x"(h2),"=&x"(h3),"=&x"(h4) \
|
||||
: "x"(gj),"x"(f0),"x"(f1),"x"(f2),"x"(f3),"x"(f4),"x"(f5),"m"(h[i+j]));
|
||||
|
||||
static inline __m128i _mm_load_cvtepi8_epi16(const long long *x)
|
||||
{
|
||||
__m128i result;
|
||||
__asm__("vpmovsxbw %1, %0" : "=x"(result) : "m"(*x));
|
||||
return result;
|
||||
}
|
||||
|
||||
#define v0 _mm256_set1_epi32(0)
|
||||
#define v0_128 _mm_set1_epi32(0)
|
||||
#define v7 _mm256_set1_epi16(7)
|
||||
#define v4591_16 _mm256_set1_epi16(4591)
|
||||
#define v2296_16 _mm256_set1_epi16(2296)
|
||||
|
||||
#define alpha_32 _mm256_set1_epi32(0x4b400000)
|
||||
#define alpha_32_128 _mm_set1_epi32(0x4b400000)
|
||||
#define alpha_float _mm256_set1_ps(12582912.0)
|
||||
|
||||
#define v0_float _mm256_set1_ps(0)
|
||||
#define v1_float _mm256_set1_ps(1)
|
||||
#define vm1_float _mm256_set1_ps(-1)
|
||||
#define vm4591_float _mm256_set1_ps(-4591)
|
||||
#define recip4591_float _mm256_set1_ps(0.00021781746896101067305597908952297974298)
|
||||
|
||||
static inline __m256 add(__m256 x,__m256 y)
|
||||
{
|
||||
return x + y;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline __m256 fastadd(__m256 x,__m256 y)
|
||||
{
|
||||
return _mm256_fmadd_ps(y,v1_float,x);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline __m256 fastsub(__m256 x,__m256 y)
|
||||
{
|
||||
return _mm256_fmadd_ps(y,vm1_float,x);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline __m256 reduce(__m256 x)
|
||||
{
|
||||
__m256 q = x * recip4591_float;
|
||||
q = _mm256_round_ps(q,8);
|
||||
return _mm256_fmadd_ps(q,vm4591_float,x);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline __m256i squeeze(__m256i x)
|
||||
{
|
||||
__m256i q = _mm256_mulhrs_epi16(x,v7);
|
||||
q = _mm256_mullo_epi16(q,v4591_16);
|
||||
return _mm256_sub_epi16(x,q);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline __m256i squeezeadd16(__m256i x,__m256i y)
|
||||
{
|
||||
__m256i q;
|
||||
x = _mm256_add_epi16(x,y);
|
||||
q = _mm256_mulhrs_epi16(x,v7);
|
||||
q = _mm256_mullo_epi16(q,v4591_16);
|
||||
return _mm256_sub_epi16(x,q);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline __m256i freeze(__m256i x)
|
||||
{
|
||||
__m256i mask, x2296, x4591;
|
||||
x4591 = _mm256_add_epi16(x,v4591_16);
|
||||
mask = _mm256_srai_epi16(x,15);
|
||||
x = _mm256_blendv_epi8(x,x4591,mask);
|
||||
x2296 = _mm256_sub_epi16(x,v2296_16);
|
||||
mask = _mm256_srai_epi16(x2296,15);
|
||||
x4591 = _mm256_sub_epi16(x,v4591_16);
|
||||
x = _mm256_blendv_epi8(x4591,x,mask);
|
||||
return x;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 24*8*float32 f inputs between -10000 and 10000 */
|
||||
/* 24*8*float32 g inputs between -32 and 32 */
|
||||
/* 48*8*float32 h outputs between -7680000 and 7680000 */
|
||||
static void mult24x8_float(__m256 h[48],const __m256 f[24],const __m256 g[24])
|
||||
{
|
||||
int i, j;
|
||||
__m256 f0, f1, f2, f3, f4, f5, gj, h0, h1, h2, h3, h4;
|
||||
|
||||
i = 0;
|
||||
f0 = f[i];
|
||||
f1 = f[i + 1];
|
||||
f2 = f[i + 2];
|
||||
f3 = f[i + 3];
|
||||
f4 = f[i + 4];
|
||||
f5 = f[i + 5];
|
||||
MULSTEP_fromzero(0,h0,h1,h2,h3,h4)
|
||||
for (j = 0;j < 20;j += 5) {
|
||||
MULSTEP_noload(j + 1,h1,h2,h3,h4,h0)
|
||||
MULSTEP_noload(j + 2,h2,h3,h4,h0,h1)
|
||||
MULSTEP_noload(j + 3,h3,h4,h0,h1,h2)
|
||||
MULSTEP_noload(j + 4,h4,h0,h1,h2,h3)
|
||||
MULSTEP_noload(j + 5,h0,h1,h2,h3,h4)
|
||||
}
|
||||
MULSTEP_noload(j + 1,h1,h2,h3,h4,h0)
|
||||
MULSTEP_noload(j + 2,h2,h3,h4,h0,h1)
|
||||
MULSTEP_noload(j + 3,h3,h4,h0,h1,h2)
|
||||
h[i + j + 4] = h4;
|
||||
h[i + j + 5] = h0;
|
||||
h[i + j + 6] = h1;
|
||||
h[i + j + 7] = h2;
|
||||
h[i + j + 8] = h3;
|
||||
|
||||
for (i = 6;i < 24;i += 6) {
|
||||
f0 = f[i];
|
||||
f1 = f[i + 1];
|
||||
f2 = f[i + 2];
|
||||
f3 = f[i + 3];
|
||||
f4 = f[i + 4];
|
||||
f5 = f[i + 5];
|
||||
h0 = h[i];
|
||||
h1 = h[i + 1];
|
||||
h2 = h[i + 2];
|
||||
h3 = h[i + 3];
|
||||
h4 = h[i + 4];
|
||||
for (j = 0;j < 15;j += 5) {
|
||||
MULSTEP(j + 0,h0,h1,h2,h3,h4)
|
||||
MULSTEP(j + 1,h1,h2,h3,h4,h0)
|
||||
MULSTEP(j + 2,h2,h3,h4,h0,h1)
|
||||
MULSTEP(j + 3,h3,h4,h0,h1,h2)
|
||||
MULSTEP(j + 4,h4,h0,h1,h2,h3)
|
||||
}
|
||||
MULSTEP(j + 0,h0,h1,h2,h3,h4)
|
||||
MULSTEP(j + 1,h1,h2,h3,h4,h0)
|
||||
MULSTEP(j + 2,h2,h3,h4,h0,h1)
|
||||
MULSTEP_noload(j + 3,h3,h4,h0,h1,h2)
|
||||
MULSTEP_noload(j + 4,h4,h0,h1,h2,h3)
|
||||
MULSTEP_noload(j + 5,h0,h1,h2,h3,h4)
|
||||
MULSTEP_noload(j + 6,h1,h2,h3,h4,h0)
|
||||
MULSTEP_noload(j + 7,h2,h3,h4,h0,h1)
|
||||
MULSTEP_noload(j + 8,h3,h4,h0,h1,h2)
|
||||
h[i + j + 9] = h4;
|
||||
h[i + j + 10] = h0;
|
||||
h[i + j + 11] = h1;
|
||||
h[i + j + 12] = h2;
|
||||
h[i + j + 13] = h3;
|
||||
}
|
||||
|
||||
h[47] = v0_float;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 48*8*float32 f inputs between -5000 and 5000 */
|
||||
/* 48*8*float32 g inputs between -16 and 16 */
|
||||
/* 96*8*float32 h outputs between -3840000 and 3840000 */
|
||||
static void mult48x8_float(__m256 h[96],const __m256 f[48],const __m256 g[48])
|
||||
{
|
||||
__m256 h01[48];
|
||||
__m256 g01[24];
|
||||
__m256 *f01 = h01 + 24;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 24;i > 0;) {
|
||||
i -= 2;
|
||||
f01[i] = f[i] + f[i + 24];
|
||||
g01[i] = g[i] + g[i + 24];
|
||||
f01[i + 1] = f[i + 1] + f[i + 1 + 24];
|
||||
g01[i + 1] = g[i + 1] + g[i + 1 + 24];
|
||||
}
|
||||
|
||||
mult24x8_float(h,f,g);
|
||||
mult24x8_float(h + 48,f + 24,g + 24);
|
||||
mult24x8_float(h01,f01,g01);
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 24;++i) {
|
||||
__m256 h0i = h[i];
|
||||
__m256 h0itop = h[i + 24];
|
||||
__m256 h1i = h[i + 48];
|
||||
__m256 h1itop = h[i + 72];
|
||||
__m256 h01i = h01[i];
|
||||
__m256 h01itop = h01[i + 24];
|
||||
__m256 c = fastsub(h0itop,h1i);
|
||||
h[i + 24] = c + fastsub(h01i,h0i);
|
||||
h[i + 48] = fastsub(h01itop,h1itop) - c;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 96*8*float32 f inputs between -2500 and 2500 */
|
||||
/* 96*8*float32 g inputs between -8 and 8 */
|
||||
/* 192*8*float32 h outputs between -1920000 and 1920000 */
|
||||
static void mult96x8_float(__m256 h[192],const __m256 f[96],const __m256 g[96])
|
||||
{
|
||||
__m256 h01[96];
|
||||
__m256 g01[48];
|
||||
__m256 *f01 = h01 + 48;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 48;i > 0;) {
|
||||
i -= 4;
|
||||
f01[i] = f[i] + f[i + 48];
|
||||
g01[i] = g[i] + g[i + 48];
|
||||
f01[i + 1] = f[i + 1] + f[i + 1 + 48];
|
||||
g01[i + 1] = g[i + 1] + g[i + 1 + 48];
|
||||
f01[i + 2] = f[i + 2] + f[i + 2 + 48];
|
||||
g01[i + 2] = g[i + 2] + g[i + 2 + 48];
|
||||
f01[i + 3] = f[i + 3] + f[i + 3 + 48];
|
||||
g01[i + 3] = g[i + 3] + g[i + 3 + 48];
|
||||
}
|
||||
|
||||
mult48x8_float(h,f,g);
|
||||
mult48x8_float(h + 96,f + 48,g + 48);
|
||||
mult48x8_float(h01,f01,g01);
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 48;++i) {
|
||||
__m256 h0i = h[i];
|
||||
__m256 h0itop = h[i + 48];
|
||||
__m256 h1i = h[i + 96];
|
||||
__m256 h1itop = h[i + 144];
|
||||
__m256 h01i = h01[i];
|
||||
__m256 h01itop = h01[i + 48];
|
||||
__m256 c = fastsub(h0itop,h1i);
|
||||
h[i + 48] = c + fastsub(h01i,h0i);
|
||||
h[i + 96] = fastsub(h01itop,h1itop) - c;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 96*16*int16 f inputs between -2500 and 2500 */
|
||||
/* 96*(16*int8 stored in 32*int8) g inputs between -8 and 8 */
|
||||
/* 192*16*int16 h outputs between -2400 and 2400 */
|
||||
static void mult96x16(__m256i h[192],const __m256i f[96],const __m256i g[96])
|
||||
{
|
||||
__m256 hfloat[192];
|
||||
__m256 gfloat[96];
|
||||
__m256 *ffloat = hfloat + 96;
|
||||
int i, p;
|
||||
|
||||
for (p = 0;p < 2;++p) {
|
||||
for (i = 96;i > 0;) {
|
||||
i -= 2;
|
||||
__m256i fi = _mm256_cvtepi16_epi32(_mm_loadu_si128(p + (const __m128i *) &f[i]));
|
||||
__m256i gi = _mm256_cvtepi16_epi32(_mm_load_cvtepi8_epi16(p + (const long long *) &g[i]));
|
||||
__m256 storage;
|
||||
*(__m256i *) &storage = _mm256_add_epi32(fi,alpha_32);
|
||||
ffloat[i] = storage - alpha_float;
|
||||
*(__m256i *) &storage = _mm256_add_epi32(gi,alpha_32);
|
||||
gfloat[i] = storage - alpha_float;
|
||||
fi = _mm256_cvtepi16_epi32(_mm_loadu_si128(p + (const __m128i *) &f[i + 1]));
|
||||
gi = _mm256_cvtepi16_epi32(_mm_load_cvtepi8_epi16(p + (const long long *) &g[i + 1]));
|
||||
*(__m256i *) &storage = _mm256_add_epi32(fi,alpha_32);
|
||||
ffloat[i + 1] = storage - alpha_float;
|
||||
*(__m256i *) &storage = _mm256_add_epi32(gi,alpha_32);
|
||||
gfloat[i + 1] = storage - alpha_float;
|
||||
}
|
||||
mult96x8_float(hfloat,ffloat,gfloat);
|
||||
for (i = 192;i > 0;) {
|
||||
__m128i h0, h1;
|
||||
i -= 4;
|
||||
hfloat[i] = add(alpha_float,reduce(hfloat[i]));
|
||||
hfloat[i + 1] = fastadd(alpha_float,reduce(hfloat[i + 1]));
|
||||
hfloat[i + 2] = add(alpha_float,reduce(hfloat[i + 2]));
|
||||
hfloat[i + 3] = fastadd(alpha_float,reduce(hfloat[i + 3]));
|
||||
h0 = 0[(__m128i *) &hfloat[i]]; h0 = _mm_sub_epi32(h0,alpha_32_128);
|
||||
h1 = 1[(__m128i *) &hfloat[i]]; h1 = _mm_sub_epi32(h1,alpha_32_128);
|
||||
_mm_storeu_si128(p + (__m128i *) &h[i],_mm_packs_epi32(h0,h1));
|
||||
h0 = 0[(__m128i *) &hfloat[i + 1]]; h0 = _mm_sub_epi32(h0,alpha_32_128);
|
||||
h1 = 1[(__m128i *) &hfloat[i + 1]]; h1 = _mm_sub_epi32(h1,alpha_32_128);
|
||||
_mm_storeu_si128(p + (__m128i *) &h[i + 1],_mm_packs_epi32(h0,h1));
|
||||
h0 = 0[(__m128i *) &hfloat[i + 2]]; h0 = _mm_sub_epi32(h0,alpha_32_128);
|
||||
h1 = 1[(__m128i *) &hfloat[i + 2]]; h1 = _mm_sub_epi32(h1,alpha_32_128);
|
||||
_mm_storeu_si128(p + (__m128i *) &h[i + 2],_mm_packs_epi32(h0,h1));
|
||||
h0 = 0[(__m128i *) &hfloat[i + 3]]; h0 = _mm_sub_epi32(h0,alpha_32_128);
|
||||
h1 = 1[(__m128i *) &hfloat[i + 3]]; h1 = _mm_sub_epi32(h1,alpha_32_128);
|
||||
_mm_storeu_si128(p + (__m128i *) &h[i + 3],_mm_packs_epi32(h0,h1));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* int16 i of output x[j] is int16 j of input x[i] */
|
||||
static void transpose16(__m256i x[16])
|
||||
{
|
||||
const static int rev[4] = {0,4,2,6};
|
||||
int i;
|
||||
__m256i y[16];
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 16;i += 4) {
|
||||
__m256i a0 = x[i];
|
||||
__m256i a1 = x[i + 1];
|
||||
__m256i a2 = x[i + 2];
|
||||
__m256i a3 = x[i + 3];
|
||||
__m256i b0 = _mm256_unpacklo_epi16(a0,a1);
|
||||
__m256i b1 = _mm256_unpackhi_epi16(a0,a1);
|
||||
__m256i b2 = _mm256_unpacklo_epi16(a2,a3);
|
||||
__m256i b3 = _mm256_unpackhi_epi16(a2,a3);
|
||||
__m256i c0 = _mm256_unpacklo_epi32(b0,b2);
|
||||
__m256i c2 = _mm256_unpackhi_epi32(b0,b2);
|
||||
__m256i c1 = _mm256_unpacklo_epi32(b1,b3);
|
||||
__m256i c3 = _mm256_unpackhi_epi32(b1,b3);
|
||||
y[i] = c0;
|
||||
y[i + 2] = c2;
|
||||
y[i + 1] = c1;
|
||||
y[i + 3] = c3;
|
||||
}
|
||||
for (i = 0;i < 4;++i) {
|
||||
int r = rev[i];
|
||||
__m256i c0 = y[i];
|
||||
__m256i c4 = y[i + 4];
|
||||
__m256i c8 = y[i + 8];
|
||||
__m256i c12 = y[i + 12];
|
||||
__m256i d0 = _mm256_unpacklo_epi64(c0,c4);
|
||||
__m256i d4 = _mm256_unpackhi_epi64(c0,c4);
|
||||
__m256i d8 = _mm256_unpacklo_epi64(c8,c12);
|
||||
__m256i d12 = _mm256_unpackhi_epi64(c8,c12);
|
||||
__m256i e0 = _mm256_permute2x128_si256(d0,d8,0x20);
|
||||
__m256i e8 = _mm256_permute2x128_si256(d0,d8,0x31);
|
||||
__m256i e4 = _mm256_permute2x128_si256(d4,d12,0x20);
|
||||
__m256i e12 = _mm256_permute2x128_si256(d4,d12,0x31);
|
||||
x[r] = e0;
|
||||
x[r + 8] = e8;
|
||||
x[r + 1] = e4;
|
||||
x[r + 9] = e12;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* byte i of output x[j] is byte j of input x[i] */
|
||||
static void transpose32(__m256i x[32])
|
||||
{
|
||||
const static int rev[4] = {0,8,4,12};
|
||||
int i;
|
||||
__m256i y[32];
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 32;i += 4) {
|
||||
__m256i a0 = x[i];
|
||||
__m256i a1 = x[i + 1];
|
||||
__m256i a2 = x[i + 2];
|
||||
__m256i a3 = x[i + 3];
|
||||
__m256i b0 = _mm256_unpacklo_epi8(a0,a1);
|
||||
__m256i b1 = _mm256_unpackhi_epi8(a0,a1);
|
||||
__m256i b2 = _mm256_unpacklo_epi8(a2,a3);
|
||||
__m256i b3 = _mm256_unpackhi_epi8(a2,a3);
|
||||
__m256i c0 = _mm256_unpacklo_epi16(b0,b2);
|
||||
__m256i c2 = _mm256_unpackhi_epi16(b0,b2);
|
||||
__m256i c1 = _mm256_unpacklo_epi16(b1,b3);
|
||||
__m256i c3 = _mm256_unpackhi_epi16(b1,b3);
|
||||
y[i] = c0;
|
||||
y[i + 2] = c2;
|
||||
y[i + 1] = c1;
|
||||
y[i + 3] = c3;
|
||||
}
|
||||
for (i = 0;i < 4;++i) {
|
||||
int r = rev[i];
|
||||
__m256i c0 = y[i];
|
||||
__m256i c8 = y[i + 8];
|
||||
__m256i c16 = y[i + 16];
|
||||
__m256i c24 = y[i + 24];
|
||||
__m256i c4 = y[i + 4];
|
||||
__m256i c12 = y[i + 12];
|
||||
__m256i c20 = y[i + 20];
|
||||
__m256i c28 = y[i + 28];
|
||||
__m256i d0 = _mm256_unpacklo_epi32(c0,c4);
|
||||
__m256i d4 = _mm256_unpackhi_epi32(c0,c4);
|
||||
__m256i d8 = _mm256_unpacklo_epi32(c8,c12);
|
||||
__m256i d12 = _mm256_unpackhi_epi32(c8,c12);
|
||||
__m256i d16 = _mm256_unpacklo_epi32(c16,c20);
|
||||
__m256i d20 = _mm256_unpackhi_epi32(c16,c20);
|
||||
__m256i d24 = _mm256_unpacklo_epi32(c24,c28);
|
||||
__m256i d28 = _mm256_unpackhi_epi32(c24,c28);
|
||||
__m256i e0 = _mm256_unpacklo_epi64(d0,d8);
|
||||
__m256i e8 = _mm256_unpackhi_epi64(d0,d8);
|
||||
__m256i e16 = _mm256_unpacklo_epi64(d16,d24);
|
||||
__m256i e24 = _mm256_unpackhi_epi64(d16,d24);
|
||||
__m256i e4 = _mm256_unpacklo_epi64(d4,d12);
|
||||
__m256i e12 = _mm256_unpackhi_epi64(d4,d12);
|
||||
__m256i e20 = _mm256_unpacklo_epi64(d20,d28);
|
||||
__m256i e28 = _mm256_unpackhi_epi64(d20,d28);
|
||||
__m256i f0 = _mm256_permute2x128_si256(e0,e16,0x20);
|
||||
__m256i f16 = _mm256_permute2x128_si256(e0,e16,0x31);
|
||||
__m256i f8 = _mm256_permute2x128_si256(e8,e24,0x20);
|
||||
__m256i f24 = _mm256_permute2x128_si256(e8,e24,0x31);
|
||||
__m256i f4 = _mm256_permute2x128_si256(e4,e20,0x20);
|
||||
__m256i f20 = _mm256_permute2x128_si256(e4,e20,0x31);
|
||||
__m256i f12 = _mm256_permute2x128_si256(e12,e28,0x20);
|
||||
__m256i f28 = _mm256_permute2x128_si256(e12,e28,0x31);
|
||||
x[r] = f0;
|
||||
x[r + 16] = f16;
|
||||
x[r + 1] = f8;
|
||||
x[r + 17] = f24;
|
||||
x[r + 2] = f4;
|
||||
x[r + 18] = f20;
|
||||
x[r + 3] = f12;
|
||||
x[r + 19] = f28;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 48*16*int16 f inputs between -2295 and 2295 */
|
||||
/* 24*32*int8 g inputs between -1 and 1 */
|
||||
/* 96*16*int16 h outputs between -2295 and 2295 */
|
||||
static void mult768_mix2_m256i(__m256i h[96],const __m256i f[48],const __m256i g[24])
|
||||
{
|
||||
__m256i hkara[24][16];
|
||||
__m256i gkara[3][32];
|
||||
#define fkara hkara
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 6;i-- > 0;) {
|
||||
__m256i f0, f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7;
|
||||
__m256i f01, f23, f45, f67;
|
||||
__m256i f02, f46, f04, f26, f0426;
|
||||
__m256i f13, f57, f15, f37, f1537;
|
||||
__m256i f0213, f4657, f04261537, f0415, f2637;
|
||||
|
||||
f0 = _mm256_loadu_si256(&f[i + 0]);
|
||||
f1 = _mm256_loadu_si256(&f[i + 6]);
|
||||
f2 = _mm256_loadu_si256(&f[i + 12]);
|
||||
f3 = _mm256_loadu_si256(&f[i + 18]);
|
||||
f4 = _mm256_loadu_si256(&f[i + 24]);
|
||||
f5 = _mm256_loadu_si256(&f[i + 30]);
|
||||
f6 = _mm256_loadu_si256(&f[i + 36]);
|
||||
f7 = _mm256_loadu_si256(&f[i + 42]);
|
||||
f01 = squeezeadd16(f0,f1); fkara[i][8] = f01;
|
||||
f23 = squeezeadd16(f2,f3); fkara[i][9] = f23;
|
||||
f45 = squeezeadd16(f4,f5); fkara[i][10] = f45;
|
||||
f67 = squeezeadd16(f6,f7); fkara[i][11] = f67;
|
||||
|
||||
fkara[i][0] = f0;
|
||||
fkara[i][2] = f2;
|
||||
fkara[i][4] = f4;
|
||||
fkara[i][6] = f6;
|
||||
|
||||
f02 = squeezeadd16(f0,f2); fkara[i + 6][0] = f02;
|
||||
f04 = squeezeadd16(f0,f4); fkara[i + 6][6] = f04;
|
||||
f46 = squeezeadd16(f4,f6); fkara[i + 6][3] = f46;
|
||||
f26 = squeezeadd16(f2,f6); fkara[i + 6][8] = f26;
|
||||
|
||||
fkara[i][1] = f1;
|
||||
fkara[i][3] = f3;
|
||||
fkara[i][5] = f5;
|
||||
fkara[i][7] = f7;
|
||||
|
||||
f13 = squeezeadd16(f1,f3); fkara[i + 6][1] = f13;
|
||||
f15 = squeezeadd16(f1,f5); fkara[i + 6][7] = f15;
|
||||
f57 = squeezeadd16(f5,f7); fkara[i + 6][4] = f57;
|
||||
f37 = squeezeadd16(f3,f7); fkara[i + 6][9] = f37;
|
||||
|
||||
f0426 = squeezeadd16(f04,f26); fkara[i + 6][12] = f0426;
|
||||
f1537 = squeezeadd16(f15,f37); fkara[i + 6][13] = f1537;
|
||||
f0213 = squeezeadd16(f02,f13); fkara[i + 6][2] = f0213;
|
||||
f4657 = squeezeadd16(f46,f57); fkara[i + 6][5] = f4657;
|
||||
f0415 = squeezeadd16(f04,f15); fkara[i + 6][10] = f0415;
|
||||
f2637 = squeezeadd16(f26,f37); fkara[i + 6][11] = f2637;
|
||||
f04261537 = squeezeadd16(f0426,f1537); fkara[i + 6][14] = f04261537;
|
||||
|
||||
fkara[i][12] = v0;
|
||||
fkara[i][13] = v0;
|
||||
fkara[i][14] = v0;
|
||||
fkara[i][15] = v0;
|
||||
fkara[i + 6][15] = v0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (i = 3;i-- > 0;) {
|
||||
__m256i g0, g1, g2, g3, g4, g5, g6, g7;
|
||||
__m256i g01, g23, g45, g67;
|
||||
__m256i g02, g46, g04, g26, g0426;
|
||||
__m256i g13, g57, g15, g37, g1537;
|
||||
__m256i g0213, g4657, g04261537, g0415, g2637;
|
||||
|
||||
g0 = _mm256_loadu_si256(&g[i + 0]);
|
||||
g1 = _mm256_loadu_si256(&g[i + 3]);
|
||||
g2 = _mm256_loadu_si256(&g[i + 6]);
|
||||
g3 = _mm256_loadu_si256(&g[i + 9]);
|
||||
g4 = _mm256_loadu_si256(&g[i + 12]);
|
||||
g5 = _mm256_loadu_si256(&g[i + 15]);
|
||||
g6 = _mm256_loadu_si256(&g[i + 18]);
|
||||
g7 = _mm256_loadu_si256(&g[i + 21]);
|
||||
g01 = _mm256_add_epi8(g0,g1); gkara[i][8] = g01;
|
||||
g23 = _mm256_add_epi8(g2,g3); gkara[i][9] = g23;
|
||||
g45 = _mm256_add_epi8(g4,g5); gkara[i][10] = g45;
|
||||
g67 = _mm256_add_epi8(g6,g7); gkara[i][11] = g67;
|
||||
|
||||
gkara[i][0] = g0;
|
||||
gkara[i][2] = g2;
|
||||
gkara[i][4] = g4;
|
||||
gkara[i][6] = g6;
|
||||
|
||||
g02 = _mm256_add_epi8(g0,g2); gkara[i][16] = g02;
|
||||
g04 = _mm256_add_epi8(g0,g4); gkara[i][22] = g04;
|
||||
g46 = _mm256_add_epi8(g4,g6); gkara[i][19] = g46;
|
||||
g26 = _mm256_add_epi8(g2,g6); gkara[i][24] = g26;
|
||||
|
||||
gkara[i][1] = g1;
|
||||
gkara[i][3] = g3;
|
||||
gkara[i][5] = g5;
|
||||
gkara[i][7] = g7;
|
||||
|
||||
g13 = _mm256_add_epi8(g1,g3); gkara[i][17] = g13;
|
||||
g15 = _mm256_add_epi8(g1,g5); gkara[i][23] = g15;
|
||||
g57 = _mm256_add_epi8(g5,g7); gkara[i][20] = g57;
|
||||
g37 = _mm256_add_epi8(g3,g7); gkara[i][25] = g37;
|
||||
|
||||
g0426 = _mm256_add_epi8(g04,g26); gkara[i][28] = g0426;
|
||||
g1537 = _mm256_add_epi8(g15,g37); gkara[i][29] = g1537;
|
||||
g0213 = _mm256_add_epi8(g02,g13); gkara[i][18] = g0213;
|
||||
g4657 = _mm256_add_epi8(g46,g57); gkara[i][21] = g4657;
|
||||
g0415 = _mm256_add_epi8(g04,g15); gkara[i][26] = g0415;
|
||||
g2637 = _mm256_add_epi8(g26,g37); gkara[i][27] = g2637;
|
||||
g04261537 = _mm256_add_epi8(g0426,g1537); gkara[i][30] = g04261537;
|
||||
|
||||
gkara[i][12] = v0;
|
||||
gkara[i][13] = v0;
|
||||
gkara[i][14] = v0;
|
||||
gkara[i][15] = v0;
|
||||
gkara[i][31] = v0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (i = 12;i-- > 0;)
|
||||
transpose16(fkara[i]);
|
||||
for (i = 3;i-- > 0;)
|
||||
transpose32(gkara[i]);
|
||||
|
||||
mult96x16(hkara[12],fkara[6],(__m256i *) (1 + (__m128i *) gkara));
|
||||
mult96x16(hkara[0],fkara[0],gkara[0]);
|
||||
|
||||
for (i = 24;i-- > 0;)
|
||||
transpose16(hkara[i]);
|
||||
|
||||
for (i = 6;i-- > 0;) {
|
||||
__m256i h0,h1,h2,h3,h4,h5,h6,h7,h8,h9;
|
||||
__m256i h10,h11,h12,h13,h14,h15,h16,h17,h18,h19;
|
||||
__m256i h20,h21,h22,h23;
|
||||
__m256i h32,h33,h34,h35,h36,h37,h38,h39;
|
||||
__m256i h40,h41,h42,h43,h44,h45,h46,h47,h48,h49;
|
||||
__m256i h50,h51,h52,h53,h54,h55,h56,h57,h58,h59;
|
||||
__m256i h60,h61;
|
||||
__m256i c;
|
||||
|
||||
#define COMBINE(h0,h1,h2,h3,x0,x1) \
|
||||
c = _mm256_sub_epi16(h1,h2); \
|
||||
h1 = _mm256_sub_epi16(_mm256_add_epi16(c,x0),h0); \
|
||||
h2 = _mm256_sub_epi16(x1,_mm256_add_epi16(c,h3)); \
|
||||
h1 = squeeze(h1); \
|
||||
h2 = squeeze(h2);
|
||||
|
||||
h56 = hkara[i + 12][12];
|
||||
h57 = hkara[i + 18][12];
|
||||
h58 = hkara[i + 12][13];
|
||||
h59 = hkara[i + 18][13];
|
||||
h60 = hkara[i + 12][14];
|
||||
h61 = hkara[i + 18][14];
|
||||
COMBINE(h56,h57,h58,h59,h60,h61)
|
||||
|
||||
h44 = hkara[i + 12][6];
|
||||
h45 = hkara[i + 18][6];
|
||||
h46 = hkara[i + 12][7];
|
||||
h47 = hkara[i + 18][7];
|
||||
h52 = hkara[i + 12][10];
|
||||
h53 = hkara[i + 18][10];
|
||||
COMBINE(h44,h45,h46,h47,h52,h53)
|
||||
|
||||
h48 = hkara[i + 12][8];
|
||||
h49 = hkara[i + 18][8];
|
||||
h50 = hkara[i + 12][9];
|
||||
h51 = hkara[i + 18][9];
|
||||
h54 = hkara[i + 12][11];
|
||||
h55 = hkara[i + 18][11];
|
||||
COMBINE(h48,h49,h50,h51,h54,h55)
|
||||
COMBINE(h44,h46,h48,h50,h56,h58)
|
||||
COMBINE(h45,h47,h49,h51,h57,h59)
|
||||
|
||||
h0 = hkara[i][0];
|
||||
h1 = hkara[i + 6][0];
|
||||
h2 = hkara[i][1];
|
||||
h3 = hkara[i + 6][1];
|
||||
h16 = hkara[i][8];
|
||||
h17 = hkara[i + 6][8];
|
||||
COMBINE(h0,h1,h2,h3,h16,h17)
|
||||
|
||||
h4 = hkara[i][2];
|
||||
h5 = hkara[i + 6][2];
|
||||
h6 = hkara[i][3];
|
||||
h7 = hkara[i + 6][3];
|
||||
h18 = hkara[i][9];
|
||||
h19 = hkara[i + 6][9];
|
||||
COMBINE(h4,h5,h6,h7,h18,h19)
|
||||
|
||||
h32 = hkara[i + 12][0];
|
||||
h33 = hkara[i + 18][0];
|
||||
h34 = hkara[i + 12][1];
|
||||
h35 = hkara[i + 18][1];
|
||||
h36 = hkara[i + 12][2];
|
||||
h37 = hkara[i + 18][2];
|
||||
COMBINE(h32,h33,h34,h35,h36,h37)
|
||||
COMBINE(h1,h3,h5,h7,h33,h35)
|
||||
COMBINE(h0,h2,h4,h6,h32,h34)
|
||||
|
||||
h8 = hkara[i][4];
|
||||
h9 = hkara[i + 6][4];
|
||||
h10 = hkara[i][5];
|
||||
h11 = hkara[i + 6][5];
|
||||
h20 = hkara[i][10];
|
||||
h21 = hkara[i + 6][10];
|
||||
COMBINE(h8,h9,h10,h11,h20,h21)
|
||||
|
||||
h12 = hkara[i][6];
|
||||
h13 = hkara[i + 6][6];
|
||||
h14 = hkara[i][7];
|
||||
h15 = hkara[i + 6][7];
|
||||
h22 = hkara[i][11];
|
||||
h23 = hkara[i + 6][11];
|
||||
COMBINE(h12,h13,h14,h15,h22,h23)
|
||||
|
||||
h38 = hkara[i + 12][3];
|
||||
h39 = hkara[i + 18][3];
|
||||
h40 = hkara[i + 12][4];
|
||||
h41 = hkara[i + 18][4];
|
||||
h42 = hkara[i + 12][5];
|
||||
h43 = hkara[i + 18][5];
|
||||
COMBINE(h38,h39,h40,h41,h42,h43)
|
||||
COMBINE(h8,h10,h12,h14,h38,h40)
|
||||
COMBINE(h9,h11,h13,h15,h39,h41)
|
||||
|
||||
COMBINE(h0,h4,h8,h12,h44,h48)
|
||||
h0 = freeze(h0);
|
||||
h4 = freeze(h4);
|
||||
h8 = freeze(h8);
|
||||
h12 = freeze(h12);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 0],h0);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 24],h4);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 48],h8);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 72],h12);
|
||||
|
||||
COMBINE(h1,h5,h9,h13,h45,h49)
|
||||
h1 = freeze(h1);
|
||||
h5 = freeze(h5);
|
||||
h9 = freeze(h9);
|
||||
h13 = freeze(h13);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 6],h1);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 30],h5);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 54],h9);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 78],h13);
|
||||
|
||||
COMBINE(h2,h6,h10,h14,h46,h50)
|
||||
h2 = freeze(h2);
|
||||
h6 = freeze(h6);
|
||||
h10 = freeze(h10);
|
||||
h14 = freeze(h14);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 12],h2);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 36],h6);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 60],h10);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 84],h14);
|
||||
|
||||
COMBINE(h3,h7,h11,h15,h47,h51)
|
||||
h3 = freeze(h3);
|
||||
h7 = freeze(h7);
|
||||
h11 = freeze(h11);
|
||||
h15 = freeze(h15);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 18],h3);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 42],h7);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 66],h11);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i + 90],h15);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
#define p 761
|
||||
|
||||
/* 761 f inputs between -2295 and 2295 */
|
||||
/* 761 g inputs between -1 and 1 */
|
||||
/* 761 h outputs between -2295 and 2295 */
|
||||
void rq_mult(modq *h,const modq *f,const small *g)
|
||||
{
|
||||
__m256i fgvec[96];
|
||||
modq *fg;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
mult768_mix2_m256i(fgvec,(__m256i *) f,(__m256i *) g);
|
||||
fg = (modq *) fgvec;
|
||||
|
||||
h[0] = modq_freeze(fg[0] + fg[p]);
|
||||
for (i = 1;i < 9;++i)
|
||||
h[i] = modq_freeze(fg[i] + fg[i + p - 1] + fg[i + p]);
|
||||
for (i = 9;i < 761;i += 16) {
|
||||
__m256i fgi = _mm256_loadu_si256((__m256i *) &fg[i]);
|
||||
__m256i fgip = _mm256_loadu_si256((__m256i *) &fg[i + p]);
|
||||
__m256i fgip1 = _mm256_loadu_si256((__m256i *) &fg[i + p - 1]);
|
||||
__m256i x = _mm256_add_epi16(fgi,_mm256_add_epi16(fgip,fgip1));
|
||||
x = freeze(squeeze(x));
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) &h[i],x);
|
||||
}
|
||||
for (i = 761;i < 768;++i)
|
||||
h[i] = 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void r3_mult(small *h,const small *f,const small *g)
|
||||
{
|
||||
__m256i fgvec[96];
|
||||
__m256i fvec[48];
|
||||
modq *fg;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
memset(fvec,0,sizeof fvec);
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 761;++i)
|
||||
i[(modq *) fvec] = f[i];
|
||||
|
||||
mult768_mix2_m256i(fgvec,fvec,(__m256i *) g);
|
||||
fg = (modq *) fgvec;
|
||||
|
||||
h[0] = mod3_freeze(fg[0] + fg[p]);
|
||||
for (i = 1;i < p;++i)
|
||||
h[i] = mod3_freeze(fg[i] + fg[i + p - 1] + fg[i + p]);
|
||||
for (i = p;i < 768;++i)
|
||||
h[i] = 0;
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,14 @@
|
||||
#ifndef params_h
|
||||
#define params_h
|
||||
|
||||
#define q 4591
|
||||
/* XXX: also built into modq in various ways */
|
||||
|
||||
#define qshift 2295
|
||||
#define p 761
|
||||
#define w 286
|
||||
|
||||
#define rq_encode_len 1218
|
||||
#define small_encode_len 191
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
@ -0,0 +1,15 @@
|
||||
#ifndef r3_h
|
||||
#define r3_h
|
||||
|
||||
#include "small.h"
|
||||
|
||||
#define r3_mult crypto_kem_sntrup4591761_avx_r3_mult
|
||||
extern void r3_mult(small *,const small *,const small *);
|
||||
|
||||
#define r3_recip crypto_kem_sntrup4591761_avx_r3_recip
|
||||
extern int r3_recip(small *,const small *);
|
||||
|
||||
#define r3_weightw_mask crypto_kem_sntrup4591761_avx_r3_weightw_mask
|
||||
extern int r3_weightw_mask(const small *);
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
@ -0,0 +1,192 @@
|
||||
#include <immintrin.h>
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "mod3.h"
|
||||
#include "swap.h"
|
||||
#include "r3.h"
|
||||
|
||||
/* caller must ensure that x-y does not overflow */
|
||||
static int smaller_mask(int x,int y)
|
||||
{
|
||||
return (x - y) >> 31;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void vectormod3_product(small *z,int len,const small *x,const small c)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
int minusmask = c;
|
||||
int plusmask = -c;
|
||||
__m256i minusvec, plusvec, zerovec;
|
||||
|
||||
minusmask >>= 31;
|
||||
plusmask >>= 31;
|
||||
minusvec = _mm256_set1_epi32(minusmask);
|
||||
plusvec = _mm256_set1_epi32(plusmask);
|
||||
zerovec = _mm256_set1_epi32(0);
|
||||
|
||||
while (len >= 32) {
|
||||
__m256i xi = _mm256_loadu_si256((__m256i *) x);
|
||||
xi = (xi & plusvec) | (_mm256_sub_epi8(zerovec,xi) & minusvec);
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) z,xi);
|
||||
x += 32;
|
||||
z += 32;
|
||||
len -= 32;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < len;++i) z[i] = mod3_product(x[i],c);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void vectormod3_minusproduct(small *z,int len,const small *x,const small *y,const small c)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
int minusmask = c;
|
||||
int plusmask = -c;
|
||||
__m256i minusvec, plusvec, zerovec, twovec, fourvec;
|
||||
|
||||
minusmask >>= 31;
|
||||
plusmask >>= 31;
|
||||
minusvec = _mm256_set1_epi32(minusmask);
|
||||
plusvec = _mm256_set1_epi32(plusmask);
|
||||
zerovec = _mm256_set1_epi32(0);
|
||||
twovec = _mm256_set1_epi32(0x02020202);
|
||||
fourvec = _mm256_set1_epi32(0x04040404);
|
||||
|
||||
while (len >= 32) {
|
||||
__m256i xi = _mm256_loadu_si256((__m256i *) x);
|
||||
__m256i yi = _mm256_loadu_si256((__m256i *) y);
|
||||
__m256i r;
|
||||
yi = (yi & plusvec) | (_mm256_sub_epi8(zerovec,yi) & minusvec);
|
||||
xi = _mm256_sub_epi8(xi,yi);
|
||||
|
||||
r = _mm256_add_epi8(xi,twovec);
|
||||
r &= fourvec;
|
||||
r = _mm256_srli_epi32(r,2);
|
||||
xi = _mm256_sub_epi8(xi,r);
|
||||
r = _mm256_add_epi8(r,r);
|
||||
xi = _mm256_sub_epi8(xi,r);
|
||||
|
||||
r = _mm256_sub_epi8(twovec,xi);
|
||||
r &= fourvec;
|
||||
r = _mm256_srli_epi32(r,2);
|
||||
xi = _mm256_add_epi8(xi,r);
|
||||
r = _mm256_add_epi8(r,r);
|
||||
xi = _mm256_add_epi8(xi,r);
|
||||
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) z,xi);
|
||||
x += 32;
|
||||
y += 32;
|
||||
z += 32;
|
||||
len -= 32;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < len;++i) z[i] = mod3_minusproduct(x[i],y[i],c);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void vectormod3_shift(small *z,int len)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
while (len >= 33) {
|
||||
__m256i zi = _mm256_loadu_si256((__m256i *) (z + len - 33));
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) (z + len - 32),zi);
|
||||
len -= 32;
|
||||
}
|
||||
for (i = len - 1;i > 0;--i) z[i] = z[i - 1];
|
||||
z[0] = 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
r = s^(-1) mod m, returning 0, if s is invertible mod m
|
||||
or returning -1 if s is not invertible mod m
|
||||
r,s are polys of degree <p
|
||||
m is x^p-x-1
|
||||
*/
|
||||
int r3_recip(small *r,const small *s)
|
||||
{
|
||||
const int loops = 2*p + 1;
|
||||
int loop;
|
||||
small f[768];
|
||||
small g[769];
|
||||
small u[1536];
|
||||
small v[1537];
|
||||
small c;
|
||||
int i;
|
||||
int d = p;
|
||||
int e = p;
|
||||
int swapmask;
|
||||
|
||||
for (i = 2;i < p;++i) f[i] = 0;
|
||||
f[0] = -1;
|
||||
f[1] = -1;
|
||||
f[p] = 1;
|
||||
/* generalization: can initialize f to any polynomial m */
|
||||
/* requirements: m has degree exactly p, nonzero constant coefficient */
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p;++i) g[i] = s[i];
|
||||
g[p] = 0;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i <= loops;++i) u[i] = 0;
|
||||
|
||||
v[0] = 1;
|
||||
for (i = 1;i <= loops;++i) v[i] = 0;
|
||||
|
||||
loop = 0;
|
||||
for (;;) {
|
||||
/* e == -1 or d + e + loop <= 2*p */
|
||||
|
||||
/* f has degree p: i.e., f[p]!=0 */
|
||||
/* f[i]==0 for i < p-d */
|
||||
|
||||
/* g has degree <=p (so it fits in p+1 coefficients) */
|
||||
/* g[i]==0 for i < p-e */
|
||||
|
||||
/* u has degree <=loop (so it fits in loop+1 coefficients) */
|
||||
/* u[i]==0 for i < p-d */
|
||||
/* if invertible: u[i]==0 for i < loop-p (so can look at just p+1 coefficients) */
|
||||
|
||||
/* v has degree <=loop (so it fits in loop+1 coefficients) */
|
||||
/* v[i]==0 for i < p-e */
|
||||
/* v[i]==0 for i < loop-p (so can look at just p+1 coefficients) */
|
||||
|
||||
if (loop >= loops) break;
|
||||
|
||||
c = mod3_quotient(g[p],f[p]);
|
||||
|
||||
vectormod3_minusproduct(g,768,g,f,c);
|
||||
vectormod3_shift(g,769);
|
||||
|
||||
#ifdef SIMPLER
|
||||
vectormod3_minusproduct(v,1536,v,u,c);
|
||||
vectormod3_shift(v,1537);
|
||||
#else
|
||||
if (loop < p) {
|
||||
vectormod3_minusproduct(v,loop + 1,v,u,c);
|
||||
vectormod3_shift(v,loop + 2);
|
||||
} else {
|
||||
vectormod3_minusproduct(v + loop - p,p + 1,v + loop - p,u + loop - p,c);
|
||||
vectormod3_shift(v + loop - p,p + 2);
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
e -= 1;
|
||||
|
||||
++loop;
|
||||
|
||||
swapmask = smaller_mask(e,d) & mod3_nonzero_mask(g[p]);
|
||||
swap(&e,&d,sizeof e,swapmask);
|
||||
swap(f,g,(p + 1) * sizeof(small),swapmask);
|
||||
|
||||
#ifdef SIMPLER
|
||||
swap(u,v,1536 * sizeof(small),swapmask);
|
||||
#else
|
||||
if (loop < p) {
|
||||
swap(u,v,(loop + 1) * sizeof(small),swapmask);
|
||||
} else {
|
||||
swap(u + loop - p,v + loop - p,(p + 1) * sizeof(small),swapmask);
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
}
|
||||
|
||||
c = mod3_reciprocal(f[p]);
|
||||
vectormod3_product(r,p,u + p,c);
|
||||
for (i = p;i < 768;++i) r[i] = 0;
|
||||
return smaller_mask(0,d);
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,17 @@
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "randombytes.h"
|
||||
#include "crypto_uint32.h"
|
||||
#include "small.h"
|
||||
|
||||
void small_random(small *g)
|
||||
{
|
||||
crypto_uint32 r[p];
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
randombytes((unsigned char *) r,sizeof r);
|
||||
for (i = 0;i < p;++i)
|
||||
g[i] = (small) (((r[i] & 1073741823) * 3) >> 30) - 1;
|
||||
/* bias is miniscule */
|
||||
for (i = p;i < 768;++i)
|
||||
g[i] = 0;
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,17 @@
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "randombytes.h"
|
||||
#include "int32_sort.h"
|
||||
#include "small.h"
|
||||
|
||||
void small_random_weightw(small *f)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 r[p];
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
randombytes((unsigned char *) r,sizeof r);
|
||||
for (i = 0;i < w;++i) r[i] &= -2;
|
||||
for (i = w;i < p;++i) r[i] = (r[i] & -3) | 1;
|
||||
int32_sort(r,p);
|
||||
for (i = 0;i < p;++i) f[i] = ((small) (r[i] & 3)) - 1;
|
||||
for (i = p;i < 768;++i) f[i] = 0;
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,158 @@
|
||||
#include <immintrin.h>
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "crypto_uint32.h"
|
||||
#include "crypto_int64.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
|
||||
#define v2295_16 _mm256_set1_epi16(2295)
|
||||
#define v2295_16_128 _mm_set1_epi16(2295)
|
||||
#define alpha_top _mm256_set1_epi32(0x43380000)
|
||||
#define alpha _mm256_set1_pd(6755399441055744.0)
|
||||
#define alpha_64 _mm256_set1_epi64(0x4338000000000000)
|
||||
|
||||
/* each reciprocal is rounded _up_ to nearest floating-point number */
|
||||
#define recip54 0.0185185185185185209599811884118025773204863071441650390625
|
||||
#define recip4591 0.000217817468961010681817447309782664888189174234867095947265625
|
||||
#define recip6144 0.0001627604166666666847367028747584072334575466811656951904296875
|
||||
#define recip331776 0.00000301408179012345704632478034235010255770248477347195148468017578125
|
||||
#define recip37748736 0.000000026490953233506946282623583451172610825352649044361896812915802001953125
|
||||
|
||||
#define broadcast(r) _mm256_set1_pd(r)
|
||||
#define floor(x) _mm256_floor_pd(x)
|
||||
|
||||
void rq_encode(unsigned char *c,const modq *f)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 f0, f1, f2, f3, f4;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p/5;++i) {
|
||||
f0 = *f++ + qshift;
|
||||
f1 = *f++ + qshift;
|
||||
f2 = *f++ + qshift;
|
||||
f3 = *f++ + qshift;
|
||||
f4 = *f++ + qshift;
|
||||
/* now want f0 + 6144*f1 + ... as a 64-bit integer */
|
||||
f1 *= 3;
|
||||
f2 *= 9;
|
||||
f3 *= 27;
|
||||
f4 *= 81;
|
||||
/* now want f0 + f1<<11 + f2<<22 + f3<<33 + f4<<44 */
|
||||
f0 += f1 << 11;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
f0 += f2 << 6;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
f0 += f3 << 1;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
f0 += f4 << 4;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
*c++ = f0;
|
||||
}
|
||||
/* XXX: using p mod 5 = 1 */
|
||||
f0 = *f++ + qshift;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
*c++ = f0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void rq_decode(modq *f,const unsigned char *c)
|
||||
{
|
||||
crypto_uint32 c0, c1;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 152;i += 4) {
|
||||
__m256i abcd, ac, bd, abcd0, abcd1;
|
||||
__m256d x0, x1, f4, f3, f2, f1, f0;
|
||||
__m128i if4, if3, if2, if1, if0;
|
||||
__m128i x01, x23, x02, x13, xab, xcd;
|
||||
|
||||
/* f0 + f1*6144 + f2*6144^2 + f3*6144^3 + f4*6144^4 */
|
||||
/* = c0 + c1*256 + ... + c6*256^6 + c7*256^7 */
|
||||
/* with each f between 0 and 4590 */
|
||||
|
||||
/* could use _mm256_cvtepi32_pd instead; but beware uint32 */
|
||||
|
||||
abcd = _mm256_loadu_si256((__m256i *) c); /* a0 a1 b0 b1 c0 c1 d0 d1 */
|
||||
c += 32;
|
||||
|
||||
ac = _mm256_unpacklo_epi32(abcd,alpha_top); /* a0 a1 c0 c1 */
|
||||
bd = _mm256_unpackhi_epi32(abcd,alpha_top); /* b0 b1 d0 d1 */
|
||||
abcd1 = _mm256_unpackhi_epi64(ac,bd); /* a1 b1 c1 d1 */
|
||||
abcd0 = _mm256_unpacklo_epi64(ac,bd); /* a0 b0 c0 d0 */
|
||||
x1 = *(__m256d *) &abcd1;
|
||||
x0 = *(__m256d *) &abcd0;
|
||||
|
||||
x1 -= alpha;
|
||||
x0 -= alpha;
|
||||
|
||||
/* x1 is [0,41] + [0,4590]*54 + f4*331776 */
|
||||
f4 = broadcast(recip331776) * x1;
|
||||
f4 = floor(f4);
|
||||
x1 -= broadcast(331776.0) * f4;
|
||||
|
||||
/* x1 is [0,41] + f3*54 */
|
||||
f3 = broadcast(recip54) * x1;
|
||||
f3 = floor(f3);
|
||||
x1 -= broadcast(54.0) * f3;
|
||||
|
||||
x0 += broadcast(4294967296.0) * x1;
|
||||
|
||||
/* x0 is [0,4590] + [0,4590]*6144 + f2*6144^2 */
|
||||
f2 = broadcast(recip37748736) * x0;
|
||||
f2 = floor(f2);
|
||||
x0 -= broadcast(37748736.0) * f2;
|
||||
|
||||
/* x0 is [0,4590] + f1*6144 */
|
||||
f1 = broadcast(recip6144) * x0;
|
||||
f1 = floor(f1);
|
||||
x0 -= broadcast(6144.0) * f1;
|
||||
|
||||
f0 = x0;
|
||||
|
||||
f4 -= broadcast(4591.0) * floor(broadcast(recip4591) * f4);
|
||||
f3 -= broadcast(4591.0) * floor(broadcast(recip4591) * f3);
|
||||
f2 -= broadcast(4591.0) * floor(broadcast(recip4591) * f2);
|
||||
f1 -= broadcast(4591.0) * floor(broadcast(recip4591) * f1);
|
||||
f0 -= broadcast(4591.0) * floor(broadcast(recip4591) * f0);
|
||||
|
||||
if4 = _mm256_cvtpd_epi32(f4); /* a4 0 b4 0 c4 0 d4 0 */
|
||||
if3 = _mm256_cvtpd_epi32(f3); /* a3 0 b3 0 c3 0 d3 0 */
|
||||
if2 = _mm256_cvtpd_epi32(f2); /* a2 0 b2 0 c2 0 d2 0 */
|
||||
if1 = _mm256_cvtpd_epi32(f1); /* a1 0 b1 0 c1 0 d1 0 */
|
||||
if0 = _mm256_cvtpd_epi32(f0); /* a0 0 b0 0 c0 0 d0 0 */
|
||||
|
||||
if4 = _mm_sub_epi16(if4,v2295_16_128);
|
||||
f[4] = _mm_extract_epi32(if4,0);
|
||||
f[9] = _mm_extract_epi32(if4,1);
|
||||
f[14] = _mm_extract_epi32(if4,2);
|
||||
f[19] = _mm_extract_epi32(if4,3);
|
||||
|
||||
x23 = _mm_packs_epi32(if2,if3); /* a2 b2 c2 d2 a3 b3 c3 d3 */
|
||||
x01 = _mm_packs_epi32(if0,if1); /* a0 b0 c0 d0 a1 b1 c1 d1 */
|
||||
x02 = _mm_unpacklo_epi16(x01,x23); /* a0 a2 b0 b2 c0 c2 d0 d2 */
|
||||
x13 = _mm_unpackhi_epi16(x01,x23); /* a1 a3 b1 b3 c1 c3 d1 d3 */
|
||||
xab = _mm_unpacklo_epi16(x02,x13); /* a0 a1 a2 a3 b0 b1 b2 b3 */
|
||||
xcd = _mm_unpackhi_epi16(x02,x13); /* c0 c1 c2 c3 d0 d1 d2 d3 */
|
||||
xab = _mm_sub_epi16(xab,v2295_16_128);
|
||||
xcd = _mm_sub_epi16(xcd,v2295_16_128);
|
||||
|
||||
*(crypto_int64 *) (f + 0) = _mm_extract_epi64(xab,0);
|
||||
*(crypto_int64 *) (f + 5) = _mm_extract_epi64(xab,1);
|
||||
*(crypto_int64 *) (f + 10) = _mm_extract_epi64(xcd,0);
|
||||
*(crypto_int64 *) (f + 15) = _mm_extract_epi64(xcd,1);
|
||||
f += 20;
|
||||
}
|
||||
|
||||
c0 = *c++;
|
||||
c1 = *c++;
|
||||
c0 += c1 << 8;
|
||||
*f++ = modq_freeze(c0 + q - qshift);
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,31 @@
|
||||
#ifndef rq_h
|
||||
#define rq_h
|
||||
|
||||
#include "modq.h"
|
||||
#include "small.h"
|
||||
|
||||
#define rq_encode crypto_kem_sntrup4591761_avx_rq_encode
|
||||
extern void rq_encode(unsigned char *,const modq *);
|
||||
|
||||
#define rq_decode crypto_kem_sntrup4591761_avx_rq_decode
|
||||
extern void rq_decode(modq *,const unsigned char *);
|
||||
|
||||
#define rq_roundencode crypto_kem_sntrup4591761_avx_rq_roundencode
|
||||
extern void rq_roundencode(unsigned char *,const modq *);
|
||||
|
||||
#define rq_decoderounded crypto_kem_sntrup4591761_avx_rq_decoderounded
|
||||
extern void rq_decoderounded(modq *,const unsigned char *);
|
||||
|
||||
#define rq_round3 crypto_kem_sntrup4591761_avx_rq_round3
|
||||
extern void rq_round3(modq *,const modq *);
|
||||
|
||||
#define rq_mod3 crypto_kem_sntrup4591761_avx_rq_mod3
|
||||
extern void rq_mod3(small *,const modq *);
|
||||
|
||||
#define rq_mult crypto_kem_sntrup4591761_avx_rq_mult
|
||||
extern void rq_mult(modq *,const modq *,const small *);
|
||||
|
||||
#define rq_recip3 crypto_kem_sntrup4591761_avx_rq_recip3
|
||||
int rq_recip3(modq *,const small *);
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
@ -0,0 +1,49 @@
|
||||
#include <immintrin.h>
|
||||
#include "mod3.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
|
||||
#define v3 _mm256_set1_epi16(3)
|
||||
#define v7 _mm256_set1_epi16(7)
|
||||
#define v2296_16 _mm256_set1_epi16(2296)
|
||||
#define v4591_16 _mm256_set1_epi16(4591)
|
||||
#define v10923_16 _mm256_set1_epi16(10923)
|
||||
|
||||
static inline __m256i squeeze(__m256i x)
|
||||
{
|
||||
__m256i q = _mm256_mulhrs_epi16(x,v7);
|
||||
q = _mm256_mullo_epi16(q,v4591_16);
|
||||
return _mm256_sub_epi16(x,q);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline __m256i freeze(__m256i x)
|
||||
{
|
||||
__m256i mask, x2296, x4591;
|
||||
x4591 = _mm256_add_epi16(x,v4591_16);
|
||||
mask = _mm256_srai_epi16(x,15);
|
||||
x = _mm256_blendv_epi8(x,x4591,mask);
|
||||
x2296 = _mm256_sub_epi16(x,v2296_16);
|
||||
mask = _mm256_srai_epi16(x2296,15);
|
||||
x4591 = _mm256_sub_epi16(x,v4591_16);
|
||||
x = _mm256_blendv_epi8(x4591,x,mask);
|
||||
return x;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void rq_mod3(small *g,const modq *f)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 768;i += 16) {
|
||||
__m256i x = _mm256_loadu_si256((__m256i *) &f[i]);
|
||||
__m256i q;
|
||||
x = _mm256_mullo_epi16(x,v3);
|
||||
x = squeeze(x);
|
||||
x = freeze(x);
|
||||
q = _mm256_mulhrs_epi16(x,v10923_16);
|
||||
x = _mm256_sub_epi16(x,q);
|
||||
q = _mm256_add_epi16(q,q);
|
||||
x = _mm256_sub_epi16(x,q); /* g0 g1 ... g15 */
|
||||
x = _mm256_packs_epi16(x,x); /* g0 ... g7 g0 ... g7 g8 ... g15 g8 ... g15 */
|
||||
0[(long long *) &g[i]] = _mm_extract_epi64(_mm256_extracti128_si256(x,0),0);
|
||||
1[(long long *) &g[i]] = _mm_extract_epi64(_mm256_extracti128_si256(x,1),0);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,215 @@
|
||||
#include <immintrin.h>
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "swap.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
|
||||
#define v7 _mm256_set1_epi16(7)
|
||||
#define v1827_16 _mm256_set1_epi16(1827)
|
||||
#define v4591_16 _mm256_set1_epi16(4591)
|
||||
#define v29234_16 _mm256_set1_epi16(29234)
|
||||
|
||||
/* caller must ensure that x-y does not overflow */
|
||||
static int smaller_mask(int x,int y)
|
||||
{
|
||||
return (x - y) >> 31;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline __m256i product(__m256i x,__m256i y)
|
||||
{
|
||||
__m256i lo, hi, r0, r1, t0, t1, t, s0, s1;
|
||||
|
||||
lo = _mm256_mullo_epi16(x,y);
|
||||
hi = _mm256_mulhi_epi16(x,y);
|
||||
r0 = _mm256_unpacklo_epi16(lo,hi);
|
||||
r1 = _mm256_unpackhi_epi16(lo,hi);
|
||||
|
||||
t0 = _mm256_srai_epi32(r0,16);
|
||||
t1 = _mm256_srai_epi32(r1,16);
|
||||
t = _mm256_packs_epi32(t0,t1);
|
||||
t = _mm256_mulhrs_epi16(t,v29234_16);
|
||||
lo = _mm256_mullo_epi16(t,v4591_16);
|
||||
hi = _mm256_mulhi_epi16(t,v4591_16);
|
||||
s0 = _mm256_unpacklo_epi16(lo,hi);
|
||||
s1 = _mm256_unpackhi_epi16(lo,hi);
|
||||
s0 = _mm256_slli_epi32(s0,4);
|
||||
s1 = _mm256_slli_epi32(s1,4);
|
||||
r0 = _mm256_sub_epi32(r0,s0);
|
||||
r1 = _mm256_sub_epi32(r1,s1);
|
||||
|
||||
t0 = _mm256_srai_epi32(r0,8);
|
||||
t1 = _mm256_srai_epi32(r1,8);
|
||||
t = _mm256_packs_epi32(t0,t1);
|
||||
t = _mm256_mulhrs_epi16(t,v1827_16);
|
||||
lo = _mm256_mullo_epi16(t,v4591_16);
|
||||
hi = _mm256_mulhi_epi16(t,v4591_16);
|
||||
s0 = _mm256_unpacklo_epi16(lo,hi);
|
||||
s1 = _mm256_unpackhi_epi16(lo,hi);
|
||||
r0 = _mm256_sub_epi32(r0,s0);
|
||||
r1 = _mm256_sub_epi32(r1,s1);
|
||||
|
||||
x = _mm256_packs_epi32(r0,r1);
|
||||
return x;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline __m256i minusproduct(__m256i x,__m256i y,__m256i z)
|
||||
{
|
||||
__m256i t;
|
||||
|
||||
x = _mm256_sub_epi16(x,product(y,z));
|
||||
t = _mm256_mulhrs_epi16(x,v7);
|
||||
t = _mm256_mullo_epi16(t,v4591_16);
|
||||
x = _mm256_sub_epi16(x,t);
|
||||
return x;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void vectormodq_product(modq *z,int len,const modq *x,const modq c)
|
||||
{
|
||||
__m256i cvec = _mm256_set1_epi16(c);
|
||||
while (len >= 16) {
|
||||
__m256i xi = _mm256_loadu_si256((__m256i *) x);
|
||||
xi = product(xi,cvec);
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) z,xi);
|
||||
x += 16;
|
||||
z += 16;
|
||||
len -= 16;
|
||||
}
|
||||
while (len > 0) {
|
||||
*z = modq_product(*x,c);
|
||||
++x;
|
||||
++z;
|
||||
--len;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void vectormodq_minusproduct(modq *z,int len,const modq *x,const modq *y,const modq c)
|
||||
{
|
||||
__m256i cvec = _mm256_set1_epi16(c);
|
||||
while (len >= 16) {
|
||||
__m256i xi = _mm256_loadu_si256((__m256i *) x);
|
||||
__m256i yi = _mm256_loadu_si256((__m256i *) y);
|
||||
xi = minusproduct(xi,yi,cvec);
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) z,xi);
|
||||
x += 16;
|
||||
y += 16;
|
||||
z += 16;
|
||||
len -= 16;
|
||||
}
|
||||
while (len > 0) {
|
||||
*z = modq_minusproduct(*x,*y,c);
|
||||
++x;
|
||||
++y;
|
||||
++z;
|
||||
--len;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void vectormodq_shift(modq *z,int len)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
while (len >= 17) {
|
||||
__m256i zi = _mm256_loadu_si256((__m256i *) (z + len - 17));
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) (z + len - 16),zi);
|
||||
len -= 16;
|
||||
}
|
||||
for (i = len - 1;i > 0;--i) z[i] = z[i - 1];
|
||||
z[0] = 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
r = (3s)^(-1) mod m, returning 0, if s is invertible mod m
|
||||
or returning -1 if s is not invertible mod m
|
||||
r,s are polys of degree <p
|
||||
m is x^p-x-1
|
||||
*/
|
||||
int rq_recip3(modq *r,const small *s)
|
||||
{
|
||||
const int loops = 2*p + 1;
|
||||
int loop;
|
||||
modq f[768];
|
||||
modq g[769];
|
||||
modq u[1536];
|
||||
modq v[1537];
|
||||
modq c;
|
||||
int i;
|
||||
int d = p;
|
||||
int e = p;
|
||||
int swapmask;
|
||||
|
||||
for (i = 2;i < p;++i) f[i] = 0;
|
||||
f[0] = -1;
|
||||
f[1] = -1;
|
||||
f[p] = 1;
|
||||
/* generalization: can initialize f to any polynomial m */
|
||||
/* requirements: m has degree exactly p, nonzero constant coefficient */
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p;++i) g[i] = 3 * s[i];
|
||||
g[p] = 0;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i <= loops;++i) u[i] = 0;
|
||||
|
||||
v[0] = 1;
|
||||
for (i = 1;i <= loops;++i) v[i] = 0;
|
||||
|
||||
loop = 0;
|
||||
for (;;) {
|
||||
/* e == -1 or d + e + loop <= 2*p */
|
||||
|
||||
/* f has degree p: i.e., f[p]!=0 */
|
||||
/* f[i]==0 for i < p-d */
|
||||
|
||||
/* g has degree <=p (so it fits in p+1 coefficients) */
|
||||
/* g[i]==0 for i < p-e */
|
||||
|
||||
/* u has degree <=loop (so it fits in loop+1 coefficients) */
|
||||
/* u[i]==0 for i < p-d */
|
||||
/* if invertible: u[i]==0 for i < loop-p (so can look at just p+1 coefficients) */
|
||||
|
||||
/* v has degree <=loop (so it fits in loop+1 coefficients) */
|
||||
/* v[i]==0 for i < p-e */
|
||||
/* v[i]==0 for i < loop-p (so can look at just p+1 coefficients) */
|
||||
|
||||
if (loop >= loops) break;
|
||||
|
||||
c = modq_quotient(g[p],f[p]);
|
||||
|
||||
vectormodq_minusproduct(g,768,g,f,c);
|
||||
vectormodq_shift(g,769);
|
||||
|
||||
#ifdef SIMPLER
|
||||
vectormodq_minusproduct(v,1536,v,u,c);
|
||||
vectormodq_shift(v,1537);
|
||||
#else
|
||||
if (loop < p) {
|
||||
vectormodq_minusproduct(v,loop + 1,v,u,c);
|
||||
vectormodq_shift(v,loop + 2);
|
||||
} else {
|
||||
vectormodq_minusproduct(v + loop - p,p + 1,v + loop - p,u + loop - p,c);
|
||||
vectormodq_shift(v + loop - p,p + 2);
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
e -= 1;
|
||||
|
||||
++loop;
|
||||
|
||||
swapmask = smaller_mask(e,d) & modq_nonzero_mask(g[p]);
|
||||
swap(&e,&d,sizeof e,swapmask);
|
||||
swap(f,g,768 * sizeof(modq),swapmask);
|
||||
|
||||
#ifdef SIMPLER
|
||||
swap(u,v,1536 * sizeof(modq),swapmask);
|
||||
#else
|
||||
if (loop < p) {
|
||||
swap(u,v,(loop + 1) * sizeof(modq),swapmask);
|
||||
} else {
|
||||
swap(u + loop - p,v + loop - p,(p + 1) * sizeof(modq),swapmask);
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
}
|
||||
|
||||
c = modq_reciprocal(f[p]);
|
||||
vectormodq_product(r,p,u + p,c);
|
||||
for (i = 0;i < p;++i) r[i] = modq_freeze(r[i]);
|
||||
for (i = p;i < 768;++i) r[i] = 0;
|
||||
return smaller_mask(0,d);
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,20 @@
|
||||
#include <immintrin.h>
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
|
||||
#define v3_16 _mm256_set1_epi16(3)
|
||||
#define v10923_16 _mm256_set1_epi16(10923)
|
||||
|
||||
void rq_round3(modq *h,const modq *f)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 768;i += 16) {
|
||||
__m256i x = _mm256_loadu_si256((__m256i *) &f[i]);
|
||||
__m256i x2;
|
||||
x = _mm256_mulhrs_epi16(x,v10923_16);
|
||||
x2 = _mm256_add_epi16(x,x);
|
||||
x = _mm256_add_epi16(x,x2);
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) &h[i],x);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,260 @@
|
||||
#include <immintrin.h>
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "crypto_uint32.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
|
||||
#define alpha_top _mm256_set1_epi32(0x43380000)
|
||||
#define alpha _mm256_set1_pd(6755399441055744.0)
|
||||
#define v10923_16 _mm256_set1_epi16(10923)
|
||||
#define floor(x) _mm256_floor_pd(x)
|
||||
|
||||
void rq_roundencode(unsigned char *c,const modq *f)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
__m256i h[50];
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 208;i += 16) {
|
||||
__m256i a0, a1, a2, b0, b1, b2, c0, c1, c2, d0, d1, d2;
|
||||
__m256i e0, e1, f0, f1, g0, g1;
|
||||
a0 = _mm256_castsi128_si256(_mm_loadu_si128((__m128i *) &f[0]));
|
||||
a1 = _mm256_castsi128_si256(_mm_loadu_si128((__m128i *) &f[8]));
|
||||
a2 = _mm256_castsi128_si256(_mm_loadu_si128((__m128i *) &f[16]));
|
||||
a0 = _mm256_inserti128_si256(a0,_mm_loadu_si128((__m128i *) &f[24]),1);
|
||||
a1 = _mm256_inserti128_si256(a1,_mm_loadu_si128((__m128i *) &f[32]),1);
|
||||
a2 = _mm256_inserti128_si256(a2,_mm_loadu_si128((__m128i *) &f[40]),1);
|
||||
f += 48;
|
||||
|
||||
a0 = _mm256_mulhrs_epi16(a0,v10923_16);
|
||||
a1 = _mm256_mulhrs_epi16(a1,v10923_16);
|
||||
a2 = _mm256_mulhrs_epi16(a2,v10923_16);
|
||||
|
||||
/* a0: a0 a1 a2 b0 b1 b2 c0 c1 and similar second half */
|
||||
/* a1: c2 d0 d1 d2 e0 e1 e2 f0 */
|
||||
/* a2: f1 f2 g0 g1 g2 h0 h1 h2 */
|
||||
|
||||
b1 = _mm256_blend_epi16(a2,a0,0xf0);
|
||||
b1 = _mm256_shuffle_epi32(b1,0x4e);
|
||||
b0 = _mm256_blend_epi16(a0,a1,0xf0);
|
||||
b2 = _mm256_blend_epi16(a1,a2,0xf0);
|
||||
/* XXX: use shufps instead? */
|
||||
|
||||
/* b0: a0 a1 a2 b0 e0 e1 e2 f0 */
|
||||
/* b1: b1 b2 c0 c1 f1 f2 g0 g1 */
|
||||
/* b2: c2 d0 d1 d2 g2 h0 h1 h2 */
|
||||
|
||||
c1 = _mm256_blend_epi16(b2,b0,0xcc);
|
||||
c1 = _mm256_shuffle_epi32(c1,0xb1);
|
||||
c0 = _mm256_blend_epi16(b0,b1,0xcc);
|
||||
c2 = _mm256_blend_epi16(b1,b2,0xcc);
|
||||
|
||||
/* c0: a0 a1 c0 c1 e0 e1 g0 g1 */
|
||||
/* c1: a2 b0 c2 d0 e2 f0 g2 h0 */
|
||||
/* c2: b1 b2 d1 d2 f1 f2 h1 h2 */
|
||||
|
||||
d1 = _mm256_blend_epi16(c2,c0,0xaa);
|
||||
d1 = _mm256_shufflelo_epi16(d1,0xb1);
|
||||
d1 = _mm256_shufflehi_epi16(d1,0xb1);
|
||||
d0 = _mm256_blend_epi16(c0,c1,0xaa);
|
||||
d2 = _mm256_blend_epi16(c1,c2,0xaa);
|
||||
|
||||
/* d0: a0 b0 c0 d0 e0 f0 g0 h0 */
|
||||
/* d1: a1 b1 c1 d1 e1 f1 g1 h1 */
|
||||
/* d2: a2 b2 c2 d2 e2 f2 g2 h2 */
|
||||
|
||||
d0 = _mm256_add_epi16(d0,_mm256_set1_epi16(765));
|
||||
d1 = _mm256_add_epi16(d1,_mm256_set1_epi16(765));
|
||||
d2 = _mm256_add_epi16(d2,_mm256_set1_epi16(765));
|
||||
/* want bytes of d0 + 1536*d1 + 1536*1536*d2 */
|
||||
|
||||
e0 = d0 & _mm256_set1_epi16(0xff);
|
||||
d0 = _mm256_srli_epi16(d0,8);
|
||||
/* want e0, d0 + 6*d1 + 6*1536*d2 */
|
||||
|
||||
d1 = _mm256_mullo_epi16(d1,_mm256_set1_epi16(6));
|
||||
d0 = _mm256_add_epi16(d0,d1);
|
||||
/* want e0, d0 + 6*1536*d2 */
|
||||
|
||||
e1 = _mm256_slli_epi16(d0,8);
|
||||
e0 = _mm256_add_epi16(e0,e1);
|
||||
d0 = _mm256_srli_epi16(d0,8);
|
||||
/* want e0, d0 + 36*d2 */
|
||||
|
||||
d2 = _mm256_mullo_epi16(d2,_mm256_set1_epi16(36));
|
||||
e1 = _mm256_add_epi16(d0,d2);
|
||||
/* want e0, e1 */
|
||||
|
||||
/* e0: out0 out1 out4 out5 out8 out9 ... */
|
||||
/* e1: out2 out3 out6 out7 out10 out11 ... */
|
||||
|
||||
f0 = _mm256_unpacklo_epi16(e0,e1);
|
||||
f1 = _mm256_unpackhi_epi16(e0,e1);
|
||||
|
||||
g0 = _mm256_permute2x128_si256(f0,f1,0x20);
|
||||
g1 = _mm256_permute2x128_si256(f0,f1,0x31);
|
||||
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) c,g0);
|
||||
_mm256_storeu_si256((__m256i *) (c + 32),g1);
|
||||
c += 64;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 9;++i) {
|
||||
__m256i x = _mm256_loadu_si256((__m256i *) &f[16 * i]);
|
||||
_mm256_storeu_si256(&h[i],_mm256_mulhrs_epi16(x,v10923_16));
|
||||
}
|
||||
f = (const modq *) h;
|
||||
|
||||
for (i = 208;i < 253;++i) {
|
||||
crypto_int32 f0, f1, f2;
|
||||
f0 = *f++;
|
||||
f1 = *f++;
|
||||
f2 = *f++;
|
||||
f0 += 1806037245;
|
||||
f1 *= 3;
|
||||
f2 *= 9;
|
||||
f0 += f1 << 9;
|
||||
f0 += f2 << 18;
|
||||
*(crypto_int32 *) c = f0;
|
||||
c += 4;
|
||||
}
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 f0, f1;
|
||||
f0 = *f++;
|
||||
f1 = *f++;
|
||||
f0 += 1175805;
|
||||
f1 *= 3;
|
||||
f0 += f1 << 9;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
*c++ = f0;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
void rq_decoderounded(modq *f,const unsigned char *c)
|
||||
{
|
||||
crypto_uint32 c0, c1, c2, c3;
|
||||
crypto_uint32 f0, f1, f2;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 248;i += 8) {
|
||||
__m256i abcdefgh, todo[2];
|
||||
__m256d x, f2, f1, f0;
|
||||
__m128i if2, if1, if0;
|
||||
int j;
|
||||
|
||||
abcdefgh = _mm256_loadu_si256((__m256i *) c);
|
||||
c += 32;
|
||||
|
||||
todo[0] = _mm256_unpacklo_epi32(abcdefgh,alpha_top);
|
||||
todo[1] = _mm256_unpackhi_epi32(abcdefgh,alpha_top);
|
||||
|
||||
for (j = 0;j < 2;++j) {
|
||||
x = *(__m256d *) &todo[j];
|
||||
x -= alpha;
|
||||
|
||||
/* x is f0 + f1*1536 + f2*1536^2 */
|
||||
/* with each f between 0 and 1530 */
|
||||
|
||||
f2 = x * _mm256_set1_pd(0.00000042385525173611114052197733521876177320564238470979034900665283203125);
|
||||
f2 = floor(f2);
|
||||
x -= f2 * _mm256_set1_pd(2359296.0);
|
||||
|
||||
f1 = x * _mm256_set1_pd(0.00065104166666666673894681149903362893383018672466278076171875);
|
||||
f1 = floor(f1);
|
||||
x -= f1 * _mm256_set1_pd(1536.0);
|
||||
|
||||
f0 = x;
|
||||
|
||||
f2 -= _mm256_set1_pd(1531.0) * floor(f2 * _mm256_set1_pd(0.0006531678641410842804659875326933615724556148052215576171875));
|
||||
f1 -= _mm256_set1_pd(1531.0) * floor(f1 * _mm256_set1_pd(0.0006531678641410842804659875326933615724556148052215576171875));
|
||||
f0 -= _mm256_set1_pd(1531.0) * floor(f0 * _mm256_set1_pd(0.0006531678641410842804659875326933615724556148052215576171875));
|
||||
|
||||
f2 *= _mm256_set1_pd(3.0); f2 -= _mm256_set1_pd(2295.0);
|
||||
f1 *= _mm256_set1_pd(3.0); f1 -= _mm256_set1_pd(2295.0);
|
||||
f0 *= _mm256_set1_pd(3.0); f0 -= _mm256_set1_pd(2295.0);
|
||||
|
||||
if2 = _mm256_cvtpd_epi32(f2); /* a2 b2 e2 f2 */
|
||||
if1 = _mm256_cvtpd_epi32(f1); /* a1 b1 e1 f1 */
|
||||
if0 = _mm256_cvtpd_epi32(f0); /* a0 b0 e0 f0 */
|
||||
|
||||
f[6*j + 0] = _mm_extract_epi32(if0,0);
|
||||
f[6*j + 1] = _mm_extract_epi32(if1,0);
|
||||
f[6*j + 2] = _mm_extract_epi32(if2,0);
|
||||
f[6*j + 3] = _mm_extract_epi32(if0,1);
|
||||
f[6*j + 4] = _mm_extract_epi32(if1,1);
|
||||
f[6*j + 5] = _mm_extract_epi32(if2,1);
|
||||
|
||||
f[6*j + 12] = _mm_extract_epi32(if0,2);
|
||||
f[6*j + 13] = _mm_extract_epi32(if1,2);
|
||||
f[6*j + 14] = _mm_extract_epi32(if2,2);
|
||||
f[6*j + 15] = _mm_extract_epi32(if0,3);
|
||||
f[6*j + 16] = _mm_extract_epi32(if1,3);
|
||||
f[6*j + 17] = _mm_extract_epi32(if2,3);
|
||||
}
|
||||
|
||||
f += 24;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (i = 248;i < 253;++i) {
|
||||
c0 = *c++;
|
||||
c1 = *c++;
|
||||
c2 = *c++;
|
||||
c3 = *c++;
|
||||
|
||||
/* f0 + f1*1536 + f2*1536^2 */
|
||||
/* = c0 + c1*256 + c2*256^2 + c3*256^3 */
|
||||
/* with each f between 0 and 1530 */
|
||||
|
||||
/* f2 = (64/9)c3 + (1/36)c2 + (1/9216)c1 + (1/2359296)c0 - [0,0.99675] */
|
||||
/* claim: 2^21 f2 < x < 2^21(f2+1) */
|
||||
/* where x = 14913081*c3 + 58254*c2 + 228*(c1+2) */
|
||||
/* proof: x - 2^21 f2 = 456 - (8/9)c0 + (4/9)c1 - (2/9)c2 + (1/9)c3 + 2^21 [0,0.99675] */
|
||||
/* at least 456 - (8/9)255 - (2/9)255 > 0 */
|
||||
/* at most 456 + (4/9)255 + (1/9)255 + 2^21 0.99675 < 2^21 */
|
||||
f2 = (14913081*c3 + 58254*c2 + 228*(c1+2)) >> 21;
|
||||
|
||||
c2 += c3 << 8;
|
||||
c2 -= (f2 * 9) << 2;
|
||||
/* f0 + f1*1536 */
|
||||
/* = c0 + c1*256 + c2*256^2 */
|
||||
/* c2 <= 35 = floor((1530+1530*1536)/256^2) */
|
||||
/* f1 = (128/3)c2 + (1/6)c1 + (1/1536)c0 - (1/1536)f0 */
|
||||
/* claim: 2^21 f1 < x < 2^21(f1+1) */
|
||||
/* where x = 89478485*c2 + 349525*c1 + 1365*(c0+1) */
|
||||
/* proof: x - 2^21 f1 = 1365 - (1/3)c2 - (1/3)c1 - (1/3)c0 + (4096/3)f0 */
|
||||
/* at least 1365 - (1/3)35 - (1/3)255 - (1/3)255 > 0 */
|
||||
/* at most 1365 + (4096/3)1530 < 2^21 */
|
||||
f1 = (89478485*c2 + 349525*c1 + 1365*(c0+1)) >> 21;
|
||||
|
||||
c1 += c2 << 8;
|
||||
c1 -= (f1 * 3) << 1;
|
||||
|
||||
c0 += c1 << 8;
|
||||
f0 = c0;
|
||||
|
||||
*f++ = modq_freeze(f0 * 3 + q - qshift);
|
||||
*f++ = modq_freeze(f1 * 3 + q - qshift);
|
||||
*f++ = modq_freeze(f2 * 3 + q - qshift);
|
||||
}
|
||||
|
||||
c0 = *c++;
|
||||
c1 = *c++;
|
||||
c2 = *c++;
|
||||
|
||||
f1 = (89478485*c2 + 349525*c1 + 1365*(c0+1)) >> 21;
|
||||
|
||||
c1 += c2 << 8;
|
||||
c1 -= (f1 * 3) << 1;
|
||||
|
||||
c0 += c1 << 8;
|
||||
f0 = c0;
|
||||
|
||||
*f++ = modq_freeze(f0 * 3 + q - qshift);
|
||||
*f++ = modq_freeze(f1 * 3 + q - qshift);
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,45 @@
|
||||
#include <immintrin.h>
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "small.h"
|
||||
|
||||
/* XXX: these functions rely on p mod 4 = 1 */
|
||||
|
||||
/* all coefficients in -1, 0, 1 */
|
||||
void small_encode(unsigned char *c,const small *f)
|
||||
{
|
||||
small c0;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p/4;++i) {
|
||||
c0 = *f++ + 1;
|
||||
c0 += (*f++ + 1) << 2;
|
||||
c0 += (*f++ + 1) << 4;
|
||||
c0 += (*f++ + 1) << 6;
|
||||
*c++ = c0;
|
||||
}
|
||||
c0 = *f++ + 1;
|
||||
*c++ = c0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void small_decode(small *f,const unsigned char *c)
|
||||
{
|
||||
unsigned char c0;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p/4;++i) {
|
||||
c0 = *c++;
|
||||
*f++ = ((small) (c0 & 3)) - 1; c0 >>= 2;
|
||||
*f++ = ((small) (c0 & 3)) - 1; c0 >>= 2;
|
||||
*f++ = ((small) (c0 & 3)) - 1; c0 >>= 2;
|
||||
*f++ = ((small) (c0 & 3)) - 1;
|
||||
}
|
||||
c0 = *c++;
|
||||
*f++ = ((small) (c0 & 3)) - 1;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
*f++ = 0;
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,20 @@
|
||||
#ifndef small_h
|
||||
#define small_h
|
||||
|
||||
#include "crypto_int8.h"
|
||||
|
||||
typedef crypto_int8 small;
|
||||
|
||||
#define small_encode crypto_kem_sntrup4591761_avx_small_encode
|
||||
extern void small_encode(unsigned char *,const small *);
|
||||
|
||||
#define small_decode crypto_kem_sntrup4591761_avx_small_decode
|
||||
extern void small_decode(small *,const unsigned char *);
|
||||
|
||||
#define small_random crypto_kem_sntrup4591761_avx_small_random
|
||||
extern void small_random(small *);
|
||||
|
||||
#define small_random_weightw crypto_kem_sntrup4591761_avx_small_random_weightw
|
||||
extern void small_random_weightw(small *);
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
@ -0,0 +1,32 @@
|
||||
#include <immintrin.h>
|
||||
#include "swap.h"
|
||||
|
||||
void swap(void *x,void *y,int bytes,int mask)
|
||||
{
|
||||
char c = mask;
|
||||
__m256i maskvec = _mm256_set1_epi32(mask);
|
||||
|
||||
while (bytes >= 32) {
|
||||
__m256i xi = _mm256_loadu_si256(x);
|
||||
__m256i yi = _mm256_loadu_si256(y);
|
||||
__m256i xinew = _mm256_blendv_epi8(xi,yi,maskvec);
|
||||
__m256i yinew = _mm256_blendv_epi8(yi,xi,maskvec);
|
||||
_mm256_storeu_si256(x,xinew);
|
||||
_mm256_storeu_si256(y,yinew);
|
||||
x = 32 + (char *) x;
|
||||
y = 32 + (char *) y;
|
||||
bytes -= 32;
|
||||
}
|
||||
while (bytes > 0) {
|
||||
char xi = *(char *) x;
|
||||
char yi = *(char *) y;
|
||||
char t = c & (xi ^ yi);
|
||||
xi ^= t;
|
||||
yi ^= t;
|
||||
*(char *) x = xi;
|
||||
*(char *) y = yi;
|
||||
++x;
|
||||
++y;
|
||||
--bytes;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,7 @@
|
||||
#ifndef swap_h
|
||||
#define swap_h
|
||||
|
||||
#define swap crypto_kem_sntrup4591761_avx_swap
|
||||
extern void swap(void *,void *,int,int);
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
@ -0,0 +1,28 @@
|
||||
#include <immintrin.h>
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "r3.h"
|
||||
#include "crypto_uint16.h"
|
||||
#include "crypto_int32.h"
|
||||
|
||||
int r3_weightw_mask(const small *r)
|
||||
{
|
||||
int weight;
|
||||
int i;
|
||||
__m256i tally = _mm256_set1_epi32(0);
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 768;i += 16) {
|
||||
__m256i x = _mm256_cvtepi8_epi16(_mm_loadu_si128((__m128i *) &r[i]));
|
||||
x &= _mm256_set1_epi32(0x00010001);
|
||||
tally = _mm256_add_epi16(tally,x);
|
||||
}
|
||||
|
||||
tally = _mm256_hadd_epi16(tally,tally);
|
||||
tally = _mm256_hadd_epi16(tally,tally);
|
||||
tally = _mm256_hadd_epi16(tally,tally);
|
||||
|
||||
weight = _mm_extract_epi16(_mm256_extracti128_si256(tally,0),0) + _mm_extract_epi16(_mm256_extracti128_si256(tally,1),0);
|
||||
|
||||
weight -= w;
|
||||
|
||||
return (-(crypto_int32) (crypto_uint16) weight) >> 30;
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1 @@
|
||||
83705d49d3a8cb2e16028b86ea6bd44a969b51c2e5114ee02767cf2ddf1aac26
|
||||
@ -0,0 +1 @@
|
||||
336647fe0ed2f6e0d4b15d05e68faec67a81312d769ad3cbee8e0f2de83c2dde
|
||||
@ -0,0 +1 @@
|
||||
Streamlined NTRU Prime 4591^761
|
||||
@ -0,0 +1,5 @@
|
||||
Alphabetical order:
|
||||
Daniel J. Bernstein
|
||||
Chitchanok Chuengsatiansup
|
||||
Tanja Lange
|
||||
Christine van Vredendaal
|
||||
@ -0,0 +1,32 @@
|
||||
This is a reference implementation of Streamlined NTRU Prime 4591^761.
|
||||
This implementation is designed primarily for clarity, subject to the
|
||||
following constraints:
|
||||
|
||||
* The implementation is written in C. The Sage implementation in the
|
||||
NTRU Prime paper is considerably more concise (and compatible).
|
||||
|
||||
* The implementation avoids data-dependent branches and array
|
||||
indices. For example, conditional swaps are computed by arithmetic
|
||||
rather than by branches.
|
||||
|
||||
* The implementation avoids other C operations that often take
|
||||
variable time. For example, divisions by 3 are computed via
|
||||
multiplications and shifts.
|
||||
|
||||
This implementation does _not_ sacrifice clarity for speed.
|
||||
|
||||
This implementation has not yet been reviewed for correctness or for
|
||||
constant-time behavior. It does pass various tests and has no known
|
||||
bugs, but there are at least some platforms where multiplications take
|
||||
variable time, and fixing this requires platform-specific effort; see
|
||||
https://www.bearssl.org/ctmul.html and http://repository.tue.nl/800603.
|
||||
|
||||
This implementation allows "benign malleability" of ciphertexts, as
|
||||
defined in http://www.shoup.net/papers/iso-2_1.pdf. Specifically, each
|
||||
32-bit ciphertext word encodes three integers between 0 and 1530; if
|
||||
larger integers appear then they are silently reduced modulo 1531.
|
||||
Similar comments apply to public keys.
|
||||
|
||||
There is a separate "avx" implementation where similar comments apply,
|
||||
except that "avx" _does_ sacrifice clarity for speed on CPUs with AVX2
|
||||
instructions.
|
||||
@ -0,0 +1,4 @@
|
||||
#define CRYPTO_SECRETKEYBYTES 1600
|
||||
#define CRYPTO_PUBLICKEYBYTES 1218
|
||||
#define CRYPTO_CIPHERTEXTBYTES 1047
|
||||
#define CRYPTO_BYTES 32
|
||||
@ -0,0 +1,71 @@
|
||||
#ifdef KAT
|
||||
#include <stdio.h>
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "small.h"
|
||||
#include "mod3.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
#include "r3.h"
|
||||
#include "crypto_hash_sha512.h"
|
||||
#include "crypto_verify_32.h"
|
||||
#include "crypto_kem.h"
|
||||
|
||||
int crypto_kem_dec(
|
||||
unsigned char *k,
|
||||
const unsigned char *cstr,
|
||||
const unsigned char *sk
|
||||
)
|
||||
{
|
||||
small f[p];
|
||||
modq h[p];
|
||||
small grecip[p];
|
||||
modq c[p];
|
||||
modq t[p];
|
||||
small t3[p];
|
||||
small r[p];
|
||||
modq hr[p];
|
||||
unsigned char rstr[small_encode_len];
|
||||
unsigned char hash[64];
|
||||
int i;
|
||||
int result = 0;
|
||||
int weight;
|
||||
|
||||
small_decode(f,sk);
|
||||
small_decode(grecip,sk + small_encode_len);
|
||||
rq_decode(h,sk + 2 * small_encode_len);
|
||||
|
||||
rq_decoderounded(c,cstr + 32);
|
||||
|
||||
rq_mult(t,c,f);
|
||||
for (i = 0;i < p;++i) t3[i] = mod3_freeze(modq_freeze(3*t[i]));
|
||||
|
||||
r3_mult(r,t3,grecip);
|
||||
|
||||
#ifdef KAT
|
||||
{
|
||||
int j;
|
||||
printf("decrypt r:");
|
||||
for (j = 0;j < p;++j)
|
||||
if (r[j] == 1) printf(" +%d",j);
|
||||
else if (r[j] == -1) printf(" -%d",j);
|
||||
printf("\n");
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
weight = 0;
|
||||
for (i = 0;i < p;++i) weight += (1 & r[i]);
|
||||
weight -= w;
|
||||
result |= modq_nonzero_mask(weight); /* XXX: puts limit on p */
|
||||
|
||||
rq_mult(hr,h,r);
|
||||
rq_round3(hr,hr);
|
||||
for (i = 0;i < p;++i) result |= modq_nonzero_mask(hr[i] - c[i]);
|
||||
|
||||
small_encode(rstr,r);
|
||||
crypto_hash_sha512(hash,rstr,sizeof rstr);
|
||||
result |= crypto_verify_32(hash,cstr);
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < 32;++i) k[i] = (hash[32 + i] & ~result);
|
||||
return result;
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,49 @@
|
||||
#ifdef KAT
|
||||
#include <stdio.h>
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#include <string.h>
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "small.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
#include "crypto_hash_sha512.h"
|
||||
#include "crypto_kem.h"
|
||||
|
||||
int crypto_kem_enc(
|
||||
unsigned char *cstr,
|
||||
unsigned char *k,
|
||||
const unsigned char *pk
|
||||
)
|
||||
{
|
||||
small r[p];
|
||||
modq h[p];
|
||||
modq c[p];
|
||||
unsigned char rstr[small_encode_len];
|
||||
unsigned char hash[64];
|
||||
|
||||
small_random_weightw(r);
|
||||
|
||||
#ifdef KAT
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
printf("encrypt r:");
|
||||
for (i = 0;i < p;++i)
|
||||
if (r[i] == 1) printf(" +%d",i);
|
||||
else if (r[i] == -1) printf(" -%d",i);
|
||||
printf("\n");
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
small_encode(rstr,r);
|
||||
crypto_hash_sha512(hash,rstr,sizeof rstr);
|
||||
|
||||
rq_decode(h,pk);
|
||||
rq_mult(c,h,r);
|
||||
rq_round3(c,c);
|
||||
|
||||
memcpy(k,hash + 32,32);
|
||||
memcpy(cstr,hash,32);
|
||||
rq_encoderounded(cstr + 32,c);
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,5 @@
|
||||
Alphabetical order:
|
||||
Daniel J. Bernstein
|
||||
Chitchanok Chuengsatiansup
|
||||
Tanja Lange
|
||||
Christine van Vredendaal
|
||||
@ -0,0 +1,35 @@
|
||||
#include "int32_sort.h"
|
||||
#include "crypto_uint32.h"
|
||||
|
||||
static void minmax(crypto_int32 *x,crypto_int32 *y)
|
||||
{
|
||||
crypto_uint32 xi = *x;
|
||||
crypto_uint32 yi = *y;
|
||||
crypto_uint32 xy = xi ^ yi;
|
||||
crypto_uint32 c = yi - xi;
|
||||
c ^= xy & (c ^ yi);
|
||||
c >>= 31;
|
||||
c = -c;
|
||||
c &= xy;
|
||||
*x = xi ^ c;
|
||||
*y = yi ^ c;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void int32_sort(crypto_int32 *x,int n)
|
||||
{
|
||||
int top,p,q,i;
|
||||
|
||||
if (n < 2) return;
|
||||
top = 1;
|
||||
while (top < n - top) top += top;
|
||||
|
||||
for (p = top;p > 0;p >>= 1) {
|
||||
for (i = 0;i < n - p;++i)
|
||||
if (!(i & p))
|
||||
minmax(x + i,x + i + p);
|
||||
for (q = top;q > p;q >>= 1)
|
||||
for (i = 0;i < n - q;++i)
|
||||
if (!(i & p))
|
||||
minmax(x + i + p,x + i + q);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,9 @@
|
||||
#ifndef int32_sort_h
|
||||
#define int32_sort_h
|
||||
|
||||
#include "crypto_int32.h"
|
||||
|
||||
#define int32_sort crypto_kem_sntrup4591761_ref_int32_sort
|
||||
extern void int32_sort(crypto_int32 *,int);
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
@ -0,0 +1,39 @@
|
||||
#include <string.h>
|
||||
#include "modq.h"
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "r3.h"
|
||||
#include "small.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
#include "crypto_kem.h"
|
||||
|
||||
#if crypto_kem_PUBLICKEYBYTES != rq_encode_len
|
||||
#error "crypto_kem_PUBLICKEYBYTES must match rq_encode_len"
|
||||
#endif
|
||||
#if crypto_kem_SECRETKEYBYTES != rq_encode_len + 2 * small_encode_len
|
||||
#error "crypto_kem_SECRETKEYBYTES must match rq_encode_len + 2 * small_encode_len"
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
int crypto_kem_keypair(unsigned char *pk,unsigned char *sk)
|
||||
{
|
||||
small g[p];
|
||||
small grecip[p];
|
||||
small f[p];
|
||||
modq f3recip[p];
|
||||
modq h[p];
|
||||
|
||||
do
|
||||
small_random(g);
|
||||
while (r3_recip(grecip,g) != 0);
|
||||
|
||||
small_random_weightw(f);
|
||||
rq_recip3(f3recip,f);
|
||||
|
||||
rq_mult(h,f3recip,g);
|
||||
|
||||
rq_encode(pk,h);
|
||||
small_encode(sk,f);
|
||||
small_encode(sk + small_encode_len,grecip);
|
||||
memcpy(sk + 2 * small_encode_len,pk,rq_encode_len);
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,60 @@
|
||||
#ifndef mod3_h
|
||||
#define mod3_h
|
||||
|
||||
#include "small.h"
|
||||
#include "crypto_int32.h"
|
||||
|
||||
/* -1 if x is nonzero, 0 otherwise */
|
||||
static inline int mod3_nonzero_mask(small x)
|
||||
{
|
||||
return -x*x;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* input between -100000 and 100000 */
|
||||
/* output between -1 and 1 */
|
||||
static inline small mod3_freeze(crypto_int32 a)
|
||||
{
|
||||
a -= 3 * ((10923 * a) >> 15);
|
||||
a -= 3 * ((89478485 * a + 134217728) >> 28);
|
||||
return a;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline small mod3_minusproduct(small a,small b,small c)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 A = a;
|
||||
crypto_int32 B = b;
|
||||
crypto_int32 C = c;
|
||||
return mod3_freeze(A - B * C);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline small mod3_plusproduct(small a,small b,small c)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 A = a;
|
||||
crypto_int32 B = b;
|
||||
crypto_int32 C = c;
|
||||
return mod3_freeze(A + B * C);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline small mod3_product(small a,small b)
|
||||
{
|
||||
return a * b;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline small mod3_sum(small a,small b)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 A = a;
|
||||
crypto_int32 B = b;
|
||||
return mod3_freeze(A + B);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline small mod3_reciprocal(small a1)
|
||||
{
|
||||
return a1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline small mod3_quotient(small num,small den)
|
||||
{
|
||||
return mod3_product(num,mod3_reciprocal(den));
|
||||
}
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
@ -0,0 +1,92 @@
|
||||
#ifndef modq_h
|
||||
#define modq_h
|
||||
|
||||
#include "crypto_int16.h"
|
||||
#include "crypto_int32.h"
|
||||
#include "crypto_uint16.h"
|
||||
#include "crypto_uint32.h"
|
||||
|
||||
typedef crypto_int16 modq;
|
||||
|
||||
/* -1 if x is nonzero, 0 otherwise */
|
||||
static inline int modq_nonzero_mask(modq x)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 r = (crypto_uint16) x;
|
||||
r = -r;
|
||||
r >>= 30;
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* input between -9000000 and 9000000 */
|
||||
/* output between -2295 and 2295 */
|
||||
static inline modq modq_freeze(crypto_int32 a)
|
||||
{
|
||||
a -= 4591 * ((228 * a) >> 20);
|
||||
a -= 4591 * ((58470 * a + 134217728) >> 28);
|
||||
return a;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline modq modq_minusproduct(modq a,modq b,modq c)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 A = a;
|
||||
crypto_int32 B = b;
|
||||
crypto_int32 C = c;
|
||||
return modq_freeze(A - B * C);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline modq modq_plusproduct(modq a,modq b,modq c)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 A = a;
|
||||
crypto_int32 B = b;
|
||||
crypto_int32 C = c;
|
||||
return modq_freeze(A + B * C);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline modq modq_product(modq a,modq b)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 A = a;
|
||||
crypto_int32 B = b;
|
||||
return modq_freeze(A * B);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline modq modq_square(modq a)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 A = a;
|
||||
return modq_freeze(A * A);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline modq modq_sum(modq a,modq b)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 A = a;
|
||||
crypto_int32 B = b;
|
||||
return modq_freeze(A + B);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline modq modq_reciprocal(modq a1)
|
||||
{
|
||||
modq a2 = modq_square(a1);
|
||||
modq a3 = modq_product(a2,a1);
|
||||
modq a4 = modq_square(a2);
|
||||
modq a8 = modq_square(a4);
|
||||
modq a16 = modq_square(a8);
|
||||
modq a32 = modq_square(a16);
|
||||
modq a35 = modq_product(a32,a3);
|
||||
modq a70 = modq_square(a35);
|
||||
modq a140 = modq_square(a70);
|
||||
modq a143 = modq_product(a140,a3);
|
||||
modq a286 = modq_square(a143);
|
||||
modq a572 = modq_square(a286);
|
||||
modq a1144 = modq_square(a572);
|
||||
modq a1147 = modq_product(a1144,a3);
|
||||
modq a2294 = modq_square(a1147);
|
||||
modq a4588 = modq_square(a2294);
|
||||
modq a4589 = modq_product(a4588,a1);
|
||||
return a4589;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline modq modq_quotient(modq num,modq den)
|
||||
{
|
||||
return modq_product(num,modq_reciprocal(den));
|
||||
}
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
@ -0,0 +1,14 @@
|
||||
#ifndef params_h
|
||||
#define params_h
|
||||
|
||||
#define q 4591
|
||||
/* XXX: also built into modq in various ways */
|
||||
|
||||
#define qshift 2295
|
||||
#define p 761
|
||||
#define w 286
|
||||
|
||||
#define rq_encode_len 1218
|
||||
#define small_encode_len 191
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
@ -0,0 +1,12 @@
|
||||
#ifndef r3_h
|
||||
#define r3_h
|
||||
|
||||
#include "small.h"
|
||||
|
||||
#define r3_mult crypto_kem_sntrup4591761_ref_r3_mult
|
||||
extern void r3_mult(small *,const small *,const small *);
|
||||
|
||||
#define r3_recip crypto_kem_sntrup4591761_ref_r3_recip
|
||||
extern int r3_recip(small *,const small *);
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
@ -0,0 +1,31 @@
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "mod3.h"
|
||||
#include "r3.h"
|
||||
|
||||
void r3_mult(small *h,const small *f,const small *g)
|
||||
{
|
||||
small fg[p + p - 1];
|
||||
small result;
|
||||
int i, j;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p;++i) {
|
||||
result = 0;
|
||||
for (j = 0;j <= i;++j)
|
||||
result = mod3_plusproduct(result,f[j],g[i - j]);
|
||||
fg[i] = result;
|
||||
}
|
||||
for (i = p;i < p + p - 1;++i) {
|
||||
result = 0;
|
||||
for (j = i - p + 1;j < p;++j)
|
||||
result = mod3_plusproduct(result,f[j],g[i - j]);
|
||||
fg[i] = result;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (i = p + p - 2;i >= p;--i) {
|
||||
fg[i - p] = mod3_sum(fg[i - p],fg[i]);
|
||||
fg[i - p + 1] = mod3_sum(fg[i - p + 1],fg[i]);
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p;++i)
|
||||
h[i] = fg[i];
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,126 @@
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "mod3.h"
|
||||
#include "swap.h"
|
||||
#include "r3.h"
|
||||
|
||||
/* caller must ensure that x-y does not overflow */
|
||||
static int smaller_mask(int x,int y)
|
||||
{
|
||||
return (x - y) >> 31;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void vectormod3_product(small *z,int len,const small *x,const small c)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
for (i = 0;i < len;++i) z[i] = mod3_product(x[i],c);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void vectormod3_minusproduct(small *z,int len,const small *x,const small *y,const small c)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
for (i = 0;i < len;++i) z[i] = mod3_minusproduct(x[i],y[i],c);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void vectormod3_shift(small *z,int len)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
for (i = len - 1;i > 0;--i) z[i] = z[i - 1];
|
||||
z[0] = 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
r = s^(-1) mod m, returning 0, if s is invertible mod m
|
||||
or returning -1 if s is not invertible mod m
|
||||
r,s are polys of degree <p
|
||||
m is x^p-x-1
|
||||
*/
|
||||
int r3_recip(small *r,const small *s)
|
||||
{
|
||||
const int loops = 2*p + 1;
|
||||
int loop;
|
||||
small f[p + 1];
|
||||
small g[p + 1];
|
||||
small u[loops + 1];
|
||||
small v[loops + 1];
|
||||
small c;
|
||||
int i;
|
||||
int d = p;
|
||||
int e = p;
|
||||
int swapmask;
|
||||
|
||||
for (i = 2;i < p;++i) f[i] = 0;
|
||||
f[0] = -1;
|
||||
f[1] = -1;
|
||||
f[p] = 1;
|
||||
/* generalization: can initialize f to any polynomial m */
|
||||
/* requirements: m has degree exactly p, nonzero constant coefficient */
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p;++i) g[i] = s[i];
|
||||
g[p] = 0;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i <= loops;++i) u[i] = 0;
|
||||
|
||||
v[0] = 1;
|
||||
for (i = 1;i <= loops;++i) v[i] = 0;
|
||||
|
||||
loop = 0;
|
||||
for (;;) {
|
||||
/* e == -1 or d + e + loop <= 2*p */
|
||||
|
||||
/* f has degree p: i.e., f[p]!=0 */
|
||||
/* f[i]==0 for i < p-d */
|
||||
|
||||
/* g has degree <=p (so it fits in p+1 coefficients) */
|
||||
/* g[i]==0 for i < p-e */
|
||||
|
||||
/* u has degree <=loop (so it fits in loop+1 coefficients) */
|
||||
/* u[i]==0 for i < p-d */
|
||||
/* if invertible: u[i]==0 for i < loop-p (so can look at just p+1 coefficients) */
|
||||
|
||||
/* v has degree <=loop (so it fits in loop+1 coefficients) */
|
||||
/* v[i]==0 for i < p-e */
|
||||
/* v[i]==0 for i < loop-p (so can look at just p+1 coefficients) */
|
||||
|
||||
if (loop >= loops) break;
|
||||
|
||||
c = mod3_quotient(g[p],f[p]);
|
||||
|
||||
vectormod3_minusproduct(g,p + 1,g,f,c);
|
||||
vectormod3_shift(g,p + 1);
|
||||
|
||||
#ifdef SIMPLER
|
||||
vectormod3_minusproduct(v,loops + 1,v,u,c);
|
||||
vectormod3_shift(v,loops + 1);
|
||||
#else
|
||||
if (loop < p) {
|
||||
vectormod3_minusproduct(v,loop + 1,v,u,c);
|
||||
vectormod3_shift(v,loop + 2);
|
||||
} else {
|
||||
vectormod3_minusproduct(v + loop - p,p + 1,v + loop - p,u + loop - p,c);
|
||||
vectormod3_shift(v + loop - p,p + 2);
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
e -= 1;
|
||||
|
||||
++loop;
|
||||
|
||||
swapmask = smaller_mask(e,d) & mod3_nonzero_mask(g[p]);
|
||||
swap(&e,&d,sizeof e,swapmask);
|
||||
swap(f,g,(p + 1) * sizeof(small),swapmask);
|
||||
|
||||
#ifdef SIMPLER
|
||||
swap(u,v,(loops + 1) * sizeof(small),swapmask);
|
||||
#else
|
||||
if (loop < p) {
|
||||
swap(u,v,(loop + 1) * sizeof(small),swapmask);
|
||||
} else {
|
||||
swap(u + loop - p,v + loop - p,(p + 1) * sizeof(small),swapmask);
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
}
|
||||
|
||||
c = mod3_reciprocal(f[p]);
|
||||
vectormod3_product(r,p,u + p,c);
|
||||
return smaller_mask(0,d);
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,24 @@
|
||||
#include "randombytes.h"
|
||||
#include "small.h"
|
||||
|
||||
#ifdef KAT
|
||||
/* NIST KAT generator fails to provide chunk-independence */
|
||||
static unsigned char x[4*761];
|
||||
static long long pos = 4*761;
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
crypto_int32 small_random32(void)
|
||||
{
|
||||
#ifdef KAT
|
||||
if (pos == 4*761) {
|
||||
randombytes(x,sizeof x);
|
||||
pos = 0;
|
||||
}
|
||||
pos += 4;
|
||||
return x[pos - 4] + (x[pos - 3] << 8) + (x[pos - 2] << 16) + (x[pos - 1] << 24);
|
||||
#else
|
||||
unsigned char x[4];
|
||||
randombytes(x,4);
|
||||
return x[0] + (x[1] << 8) + (x[2] << 16) + (x[3] << 24);
|
||||
#endif
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,14 @@
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "randombytes.h"
|
||||
#include "crypto_uint32.h"
|
||||
#include "small.h"
|
||||
|
||||
void small_random(small *g)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p;++i) {
|
||||
crypto_uint32 r = small_random32();
|
||||
g[i] = (small) (((1073741823 & r) * 3) >> 30) - 1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,16 @@
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "randombytes.h"
|
||||
#include "int32_sort.h"
|
||||
#include "small.h"
|
||||
|
||||
void small_random_weightw(small *f)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 r[p];
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p;++i) r[i] = small_random32();
|
||||
for (i = 0;i < w;++i) r[i] &= -2;
|
||||
for (i = w;i < p;++i) r[i] = (r[i] & -3) | 1;
|
||||
int32_sort(r,p);
|
||||
for (i = 0;i < p;++i) f[i] = ((small) (r[i] & 3)) - 1;
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,128 @@
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "crypto_uint32.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
|
||||
void rq_encode(unsigned char *c,const modq *f)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 f0, f1, f2, f3, f4;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p/5;++i) {
|
||||
f0 = *f++ + qshift;
|
||||
f1 = *f++ + qshift;
|
||||
f2 = *f++ + qshift;
|
||||
f3 = *f++ + qshift;
|
||||
f4 = *f++ + qshift;
|
||||
/* now want f0 + 6144*f1 + ... as a 64-bit integer */
|
||||
f1 *= 3;
|
||||
f2 *= 9;
|
||||
f3 *= 27;
|
||||
f4 *= 81;
|
||||
/* now want f0 + f1<<11 + f2<<22 + f3<<33 + f4<<44 */
|
||||
f0 += f1 << 11;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
f0 += f2 << 6;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
f0 += f3 << 1;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
f0 += f4 << 4;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
*c++ = f0;
|
||||
}
|
||||
/* XXX: using p mod 5 = 1 */
|
||||
f0 = *f++ + qshift;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
*c++ = f0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void rq_decode(modq *f,const unsigned char *c)
|
||||
{
|
||||
crypto_uint32 c0, c1, c2, c3, c4, c5, c6, c7;
|
||||
crypto_uint32 f0, f1, f2, f3, f4;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p/5;++i) {
|
||||
c0 = *c++;
|
||||
c1 = *c++;
|
||||
c2 = *c++;
|
||||
c3 = *c++;
|
||||
c4 = *c++;
|
||||
c5 = *c++;
|
||||
c6 = *c++;
|
||||
c7 = *c++;
|
||||
|
||||
/* f0 + f1*6144 + f2*6144^2 + f3*6144^3 + f4*6144^4 */
|
||||
/* = c0 + c1*256 + ... + c6*256^6 + c7*256^7 */
|
||||
/* with each f between 0 and 4590 */
|
||||
|
||||
c6 += c7 << 8;
|
||||
/* c6 <= 23241 = floor(4591*6144^4/2^48) */
|
||||
/* f4 = (16/81)c6 + (1/1296)(c5+[0,1]) - [0,0.75] */
|
||||
/* claim: 2^19 f4 < x < 2^19(f4+1) */
|
||||
/* where x = 103564 c6 + 405(c5+1) */
|
||||
/* proof: x - 2^19 f4 = (76/81)c6 + (37/81)c5 + 405 - (32768/81)[0,1] + 2^19[0,0.75] */
|
||||
/* at least 405 - 32768/81 > 0 */
|
||||
/* at most (76/81)23241 + (37/81)255 + 405 + 2^19 0.75 < 2^19 */
|
||||
f4 = (103564*c6 + 405*(c5+1)) >> 19;
|
||||
|
||||
c5 += c6 << 8;
|
||||
c5 -= (f4 * 81) << 4;
|
||||
c4 += c5 << 8;
|
||||
|
||||
/* f0 + f1*6144 + f2*6144^2 + f3*6144^3 */
|
||||
/* = c0 + c1*256 + c2*256^2 + c3*256^3 + c4*256^4 */
|
||||
/* c4 <= 247914 = floor(4591*6144^3/2^32) */
|
||||
/* f3 = (1/54)(c4+[0,1]) - [0,0.75] */
|
||||
/* claim: 2^19 f3 < x < 2^19(f3+1) */
|
||||
/* where x = 9709(c4+2) */
|
||||
/* proof: x - 2^19 f3 = 19418 - (1/27)c4 - (262144/27)[0,1] + 2^19[0,0.75] */
|
||||
/* at least 19418 - 247914/27 - 262144/27 > 0 */
|
||||
/* at most 19418 + 2^19 0.75 < 2^19 */
|
||||
f3 = (9709*(c4+2)) >> 19;
|
||||
|
||||
c4 -= (f3 * 27) << 1;
|
||||
c3 += c4 << 8;
|
||||
/* f0 + f1*6144 + f2*6144^2 */
|
||||
/* = c0 + c1*256 + c2*256^2 + c3*256^3 */
|
||||
/* c3 <= 10329 = floor(4591*6144^2/2^24) */
|
||||
/* f2 = (4/9)c3 + (1/576)c2 + (1/147456)c1 + (1/37748736)c0 - [0,0.75] */
|
||||
/* claim: 2^19 f2 < x < 2^19(f2+1) */
|
||||
/* where x = 233017 c3 + 910(c2+2) */
|
||||
/* proof: x - 2^19 f2 = 1820 + (1/9)c3 - (2/9)c2 - (32/9)c1 - (1/72)c0 + 2^19[0,0.75] */
|
||||
/* at least 1820 - (2/9)255 - (32/9)255 - (1/72)255 > 0 */
|
||||
/* at most 1820 + (1/9)10329 + 2^19 0.75 < 2^19 */
|
||||
f2 = (233017*c3 + 910*(c2+2)) >> 19;
|
||||
|
||||
c2 += c3 << 8;
|
||||
c2 -= (f2 * 9) << 6;
|
||||
c1 += c2 << 8;
|
||||
/* f0 + f1*6144 */
|
||||
/* = c0 + c1*256 */
|
||||
/* c1 <= 110184 = floor(4591*6144/2^8) */
|
||||
/* f1 = (1/24)c1 + (1/6144)c0 - (1/6144)f0 */
|
||||
/* claim: 2^19 f1 < x < 2^19(f1+1) */
|
||||
/* where x = 21845(c1+2) + 85 c0 */
|
||||
/* proof: x - 2^19 f1 = 43690 - (1/3)c1 - (1/3)c0 + 2^19 [0,0.75] */
|
||||
/* at least 43690 - (1/3)110184 - (1/3)255 > 0 */
|
||||
/* at most 43690 + 2^19 0.75 < 2^19 */
|
||||
f1 = (21845*(c1+2) + 85*c0) >> 19;
|
||||
|
||||
c1 -= (f1 * 3) << 3;
|
||||
c0 += c1 << 8;
|
||||
f0 = c0;
|
||||
|
||||
*f++ = modq_freeze(f0 + q - qshift);
|
||||
*f++ = modq_freeze(f1 + q - qshift);
|
||||
*f++ = modq_freeze(f2 + q - qshift);
|
||||
*f++ = modq_freeze(f3 + q - qshift);
|
||||
*f++ = modq_freeze(f4 + q - qshift);
|
||||
}
|
||||
|
||||
c0 = *c++;
|
||||
c1 = *c++;
|
||||
c0 += c1 << 8;
|
||||
*f++ = modq_freeze(c0 + q - qshift);
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,28 @@
|
||||
#ifndef rq_h
|
||||
#define rq_h
|
||||
|
||||
#include "modq.h"
|
||||
#include "small.h"
|
||||
|
||||
#define rq_encode crypto_kem_sntrup4591761_ref_rq_encode
|
||||
extern void rq_encode(unsigned char *,const modq *);
|
||||
|
||||
#define rq_decode crypto_kem_sntrup4591761_ref_rq_decode
|
||||
extern void rq_decode(modq *,const unsigned char *);
|
||||
|
||||
#define rq_encoderounded crypto_kem_sntrup4591761_ref_rq_encoderounded
|
||||
extern void rq_encoderounded(unsigned char *,const modq *);
|
||||
|
||||
#define rq_decoderounded crypto_kem_sntrup4591761_ref_rq_decoderounded
|
||||
extern void rq_decoderounded(modq *,const unsigned char *);
|
||||
|
||||
#define rq_round3 crypto_kem_sntrup4591761_ref_rq_round
|
||||
extern void rq_round3(modq *,const modq *);
|
||||
|
||||
#define rq_mult crypto_kem_sntrup4591761_ref_rq_mult
|
||||
extern void rq_mult(modq *,const modq *,const small *);
|
||||
|
||||
#define rq_recip3 crypto_kem_sntrup4591761_ref_rq_recip3
|
||||
int rq_recip3(modq *,const small *);
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
@ -0,0 +1,30 @@
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
|
||||
void rq_mult(modq *h,const modq *f,const small *g)
|
||||
{
|
||||
modq fg[p + p - 1];
|
||||
modq result;
|
||||
int i, j;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p;++i) {
|
||||
result = 0;
|
||||
for (j = 0;j <= i;++j)
|
||||
result = modq_plusproduct(result,f[j],g[i - j]);
|
||||
fg[i] = result;
|
||||
}
|
||||
for (i = p;i < p + p - 1;++i) {
|
||||
result = 0;
|
||||
for (j = i - p + 1;j < p;++j)
|
||||
result = modq_plusproduct(result,f[j],g[i - j]);
|
||||
fg[i] = result;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (i = p + p - 2;i >= p;--i) {
|
||||
fg[i - p] = modq_sum(fg[i - p],fg[i]);
|
||||
fg[i - p + 1] = modq_sum(fg[i - p + 1],fg[i]);
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p;++i)
|
||||
h[i] = fg[i];
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,125 @@
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "swap.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
|
||||
/* caller must ensure that x-y does not overflow */
|
||||
static int smaller_mask(int x,int y)
|
||||
{
|
||||
return (x - y) >> 31;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void vectormodq_product(modq *z,int len,const modq *x,const modq c)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
for (i = 0;i < len;++i) z[i] = modq_product(x[i],c);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void vectormodq_minusproduct(modq *z,int len,const modq *x,const modq *y,const modq c)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
for (i = 0;i < len;++i) z[i] = modq_minusproduct(x[i],y[i],c);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void vectormodq_shift(modq *z,int len)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
for (i = len - 1;i > 0;--i) z[i] = z[i - 1];
|
||||
z[0] = 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
r = (3s)^(-1) mod m, returning 0, if s is invertible mod m
|
||||
or returning -1 if s is not invertible mod m
|
||||
r,s are polys of degree <p
|
||||
m is x^p-x-1
|
||||
*/
|
||||
int rq_recip3(modq *r,const small *s)
|
||||
{
|
||||
const int loops = 2*p + 1;
|
||||
int loop;
|
||||
modq f[p + 1];
|
||||
modq g[p + 1];
|
||||
modq u[loops + 1];
|
||||
modq v[loops + 1];
|
||||
modq c;
|
||||
int i;
|
||||
int d = p;
|
||||
int e = p;
|
||||
int swapmask;
|
||||
|
||||
for (i = 2;i < p;++i) f[i] = 0;
|
||||
f[0] = -1;
|
||||
f[1] = -1;
|
||||
f[p] = 1;
|
||||
/* generalization: can initialize f to any polynomial m */
|
||||
/* requirements: m has degree exactly p, nonzero constant coefficient */
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p;++i) g[i] = 3 * s[i];
|
||||
g[p] = 0;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i <= loops;++i) u[i] = 0;
|
||||
|
||||
v[0] = 1;
|
||||
for (i = 1;i <= loops;++i) v[i] = 0;
|
||||
|
||||
loop = 0;
|
||||
for (;;) {
|
||||
/* e == -1 or d + e + loop <= 2*p */
|
||||
|
||||
/* f has degree p: i.e., f[p]!=0 */
|
||||
/* f[i]==0 for i < p-d */
|
||||
|
||||
/* g has degree <=p (so it fits in p+1 coefficients) */
|
||||
/* g[i]==0 for i < p-e */
|
||||
|
||||
/* u has degree <=loop (so it fits in loop+1 coefficients) */
|
||||
/* u[i]==0 for i < p-d */
|
||||
/* if invertible: u[i]==0 for i < loop-p (so can look at just p+1 coefficients) */
|
||||
|
||||
/* v has degree <=loop (so it fits in loop+1 coefficients) */
|
||||
/* v[i]==0 for i < p-e */
|
||||
/* v[i]==0 for i < loop-p (so can look at just p+1 coefficients) */
|
||||
|
||||
if (loop >= loops) break;
|
||||
|
||||
c = modq_quotient(g[p],f[p]);
|
||||
|
||||
vectormodq_minusproduct(g,p + 1,g,f,c);
|
||||
vectormodq_shift(g,p + 1);
|
||||
|
||||
#ifdef SIMPLER
|
||||
vectormodq_minusproduct(v,loops + 1,v,u,c);
|
||||
vectormodq_shift(v,loops + 1);
|
||||
#else
|
||||
if (loop < p) {
|
||||
vectormodq_minusproduct(v,loop + 1,v,u,c);
|
||||
vectormodq_shift(v,loop + 2);
|
||||
} else {
|
||||
vectormodq_minusproduct(v + loop - p,p + 1,v + loop - p,u + loop - p,c);
|
||||
vectormodq_shift(v + loop - p,p + 2);
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
e -= 1;
|
||||
|
||||
++loop;
|
||||
|
||||
swapmask = smaller_mask(e,d) & modq_nonzero_mask(g[p]);
|
||||
swap(&e,&d,sizeof e,swapmask);
|
||||
swap(f,g,(p + 1) * sizeof(modq),swapmask);
|
||||
|
||||
#ifdef SIMPLER
|
||||
swap(u,v,(loops + 1) * sizeof(modq),swapmask);
|
||||
#else
|
||||
if (loop < p) {
|
||||
swap(u,v,(loop + 1) * sizeof(modq),swapmask);
|
||||
} else {
|
||||
swap(u + loop - p,v + loop - p,(p + 1) * sizeof(modq),swapmask);
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
}
|
||||
|
||||
c = modq_reciprocal(f[p]);
|
||||
vectormodq_product(r,p,u + p,c);
|
||||
return smaller_mask(0,d);
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,10 @@
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
|
||||
void rq_round3(modq *h,const modq *f)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p;++i)
|
||||
h[i] = ((21846 * (f[i] + 2295) + 32768) >> 16) * 3 - 2295;
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,101 @@
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "crypto_uint32.h"
|
||||
#include "rq.h"
|
||||
|
||||
void rq_encoderounded(unsigned char *c,const modq *f)
|
||||
{
|
||||
crypto_int32 f0, f1, f2;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p/3;++i) {
|
||||
f0 = *f++ + qshift;
|
||||
f1 = *f++ + qshift;
|
||||
f2 = *f++ + qshift;
|
||||
f0 = (21846 * f0) >> 16;
|
||||
f1 = (21846 * f1) >> 16;
|
||||
f2 = (21846 * f2) >> 16;
|
||||
/* now want f0 + f1*1536 + f2*1536^2 as a 32-bit integer */
|
||||
f2 *= 3;
|
||||
f1 += f2 << 9;
|
||||
f1 *= 3;
|
||||
f0 += f1 << 9;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
*c++ = f0;
|
||||
}
|
||||
/* XXX: using p mod 3 = 2 */
|
||||
f0 = *f++ + qshift;
|
||||
f1 = *f++ + qshift;
|
||||
f0 = (21846 * f0) >> 16;
|
||||
f1 = (21846 * f1) >> 16;
|
||||
f1 *= 3;
|
||||
f0 += f1 << 9;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
*c++ = f0; f0 >>= 8;
|
||||
*c++ = f0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void rq_decoderounded(modq *f,const unsigned char *c)
|
||||
{
|
||||
crypto_uint32 c0, c1, c2, c3;
|
||||
crypto_uint32 f0, f1, f2;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p/3;++i) {
|
||||
c0 = *c++;
|
||||
c1 = *c++;
|
||||
c2 = *c++;
|
||||
c3 = *c++;
|
||||
|
||||
/* f0 + f1*1536 + f2*1536^2 */
|
||||
/* = c0 + c1*256 + c2*256^2 + c3*256^3 */
|
||||
/* with each f between 0 and 1530 */
|
||||
|
||||
/* f2 = (64/9)c3 + (1/36)c2 + (1/9216)c1 + (1/2359296)c0 - [0,0.99675] */
|
||||
/* claim: 2^21 f2 < x < 2^21(f2+1) */
|
||||
/* where x = 14913081*c3 + 58254*c2 + 228*(c1+2) */
|
||||
/* proof: x - 2^21 f2 = 456 - (8/9)c0 + (4/9)c1 - (2/9)c2 + (1/9)c3 + 2^21 [0,0.99675] */
|
||||
/* at least 456 - (8/9)255 - (2/9)255 > 0 */
|
||||
/* at most 456 + (4/9)255 + (1/9)255 + 2^21 0.99675 < 2^21 */
|
||||
f2 = (14913081*c3 + 58254*c2 + 228*(c1+2)) >> 21;
|
||||
|
||||
c2 += c3 << 8;
|
||||
c2 -= (f2 * 9) << 2;
|
||||
/* f0 + f1*1536 */
|
||||
/* = c0 + c1*256 + c2*256^2 */
|
||||
/* c2 <= 35 = floor((1530+1530*1536)/256^2) */
|
||||
/* f1 = (128/3)c2 + (1/6)c1 + (1/1536)c0 - (1/1536)f0 */
|
||||
/* claim: 2^21 f1 < x < 2^21(f1+1) */
|
||||
/* where x = 89478485*c2 + 349525*c1 + 1365*(c0+1) */
|
||||
/* proof: x - 2^21 f1 = 1365 - (1/3)c2 - (1/3)c1 - (1/3)c0 + (4096/3)f0 */
|
||||
/* at least 1365 - (1/3)35 - (1/3)255 - (1/3)255 > 0 */
|
||||
/* at most 1365 + (4096/3)1530 < 2^21 */
|
||||
f1 = (89478485*c2 + 349525*c1 + 1365*(c0+1)) >> 21;
|
||||
|
||||
c1 += c2 << 8;
|
||||
c1 -= (f1 * 3) << 1;
|
||||
|
||||
c0 += c1 << 8;
|
||||
f0 = c0;
|
||||
|
||||
*f++ = modq_freeze(f0 * 3 + q - qshift);
|
||||
*f++ = modq_freeze(f1 * 3 + q - qshift);
|
||||
*f++ = modq_freeze(f2 * 3 + q - qshift);
|
||||
}
|
||||
|
||||
c0 = *c++;
|
||||
c1 = *c++;
|
||||
c2 = *c++;
|
||||
|
||||
f1 = (89478485*c2 + 349525*c1 + 1365*(c0+1)) >> 21;
|
||||
|
||||
c1 += c2 << 8;
|
||||
c1 -= (f1 * 3) << 1;
|
||||
|
||||
c0 += c1 << 8;
|
||||
f0 = c0;
|
||||
|
||||
*f++ = modq_freeze(f0 * 3 + q - qshift);
|
||||
*f++ = modq_freeze(f1 * 3 + q - qshift);
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,37 @@
|
||||
#include "params.h"
|
||||
#include "small.h"
|
||||
|
||||
/* XXX: these functions rely on p mod 4 = 1 */
|
||||
|
||||
/* all coefficients in -1, 0, 1 */
|
||||
void small_encode(unsigned char *c,const small *f)
|
||||
{
|
||||
small c0;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p/4;++i) {
|
||||
c0 = *f++ + 1;
|
||||
c0 += (*f++ + 1) << 2;
|
||||
c0 += (*f++ + 1) << 4;
|
||||
c0 += (*f++ + 1) << 6;
|
||||
*c++ = c0;
|
||||
}
|
||||
c0 = *f++ + 1;
|
||||
*c++ = c0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void small_decode(small *f,const unsigned char *c)
|
||||
{
|
||||
unsigned char c0;
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < p/4;++i) {
|
||||
c0 = *c++;
|
||||
*f++ = ((small) (c0 & 3)) - 1; c0 >>= 2;
|
||||
*f++ = ((small) (c0 & 3)) - 1; c0 >>= 2;
|
||||
*f++ = ((small) (c0 & 3)) - 1; c0 >>= 2;
|
||||
*f++ = ((small) (c0 & 3)) - 1;
|
||||
}
|
||||
c0 = *c++;
|
||||
*f++ = ((small) (c0 & 3)) - 1;
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,24 @@
|
||||
#ifndef small_h
|
||||
#define small_h
|
||||
|
||||
#include "crypto_int8.h"
|
||||
#include "crypto_int32.h"
|
||||
|
||||
typedef crypto_int8 small;
|
||||
|
||||
#define small_encode crypto_kem_sntrup4591761_ref_small_encode
|
||||
extern void small_encode(unsigned char *,const small *);
|
||||
|
||||
#define small_decode crypto_kem_sntrup4591761_ref_small_decode
|
||||
extern void small_decode(small *,const unsigned char *);
|
||||
|
||||
#define small_random32 crypto_kem_sntrup4591761_ref_small_random32
|
||||
extern crypto_int32 small_random32(void);
|
||||
|
||||
#define small_random crypto_kem_sntrup4591761_ref_small_random
|
||||
extern void small_random(small *);
|
||||
|
||||
#define small_random_weightw crypto_kem_sntrup4591761_ref_small_random_weightw
|
||||
extern void small_random_weightw(small *);
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
@ -0,0 +1,19 @@
|
||||
#include "swap.h"
|
||||
|
||||
void swap(void *x,void *y,int bytes,int mask)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
char xi, yi, c, t;
|
||||
|
||||
c = mask;
|
||||
|
||||
for (i = 0;i < bytes;++i) {
|
||||
xi = i[(char *) x];
|
||||
yi = i[(char *) y];
|
||||
t = c & (xi ^ yi);
|
||||
xi ^= t;
|
||||
yi ^= t;
|
||||
i[(char *) x] = xi;
|
||||
i[(char *) y] = yi;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
Some files were not shown because too many files have changed in this diff Show More
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