crypto/mpi/mpi-inv.c

   1 /* mpi-inv.c  -  MPI functions
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  19  */
  20
  21 #include "mpi-internal.h"
  22
  23
  24 /****************
  25  * Calculate the multiplicative inverse X of A mod N
  26  * That is: Find the solution x for
  27  *              1 = (a*x) mod n
  28  */
  29 int
  30 mpi_invm( MPI x, const MPI a, const MPI n )
  31 {
  32         /* Extended Euclid's algorithm (See TAOPC Vol II, 4.5.2, Alg X)
  33          * modified according to Michael Penk's solution for Exercice 35
  34          * with further enhancement */
  35         MPI u = NULL, v = NULL;
  36         MPI u1 = NULL, u2 = NULL, u3 = NULL;
  37         MPI v1 = NULL, v2 = NULL, v3 = NULL;
  38         MPI t1 = NULL, t2 = NULL, t3 = NULL;
  39         unsigned k;
  40         int sign;
  41         int odd = 0;
  42         int rc = -ENOMEM;
  43
  44         if (mpi_copy(&u, a) < 0) goto cleanup;
  45         if (mpi_copy(&v, n) < 0) goto cleanup;
  46
  47         for(k=0; !mpi_test_bit(u,0) && !mpi_test_bit(v,0); k++ ) {
  48                 if (mpi_rshift(u, u, 1) < 0) goto cleanup;
  49                 if (mpi_rshift(v, v, 1) < 0) goto cleanup;
  50         }
  51         odd = mpi_test_bit(v,0);
  52
  53         u1 = mpi_alloc_set_ui(1); if (!u1) goto cleanup;
  54         if( !odd ) {
  55                 u2 = mpi_alloc_set_ui(0);
  56                 if (!u2) goto cleanup;
  57         }
  58         if (mpi_copy(&u3, u) < 0) goto cleanup;
  59         if (mpi_copy(&v1, v) < 0) goto cleanup;
  60         if( !odd ) {
  61                 v2 = mpi_alloc( mpi_get_nlimbs(u) );  if (!v2) goto cleanup;
  62                 if (mpi_sub( v2, u1, u ) < 0) goto cleanup; /* U is used as const 1 */
  63         }
  64         if (mpi_copy(&v3, v) < 0) goto cleanup;
  65         if( mpi_test_bit(u, 0) ) { /* u is odd */
  66                 t1 = mpi_alloc_set_ui(0); if (!t1) goto cleanup;
  67                 if( !odd ) {
  68                         t2 = mpi_alloc_set_ui(1); if (!t2) goto cleanup;
  69                         t2->sign = 1;
  70                 }
  71                 if (mpi_copy(&t3, v) < 0) goto cleanup;
  72                 t3->sign = !t3->sign;
  73                 goto Y4;
  74         }
  75         else {
  76                 t1 = mpi_alloc_set_ui(1); if (!t1) goto cleanup;
  77                 if( !odd ) {
  78                         t2 = mpi_alloc_set_ui(0); if (!t2) goto cleanup;
  79                 }
  80                 if (mpi_copy(&t3, u) < 0) goto cleanup;
  81         }
  82         do {
  83                 do {
  84                         if( !odd ) {
  85                                 if( mpi_test_bit(t1, 0) || mpi_test_bit(t2, 0) ) { /* one is odd */
  86                                         if (mpi_add(t1, t1, v) < 0) goto cleanup;
  87                                         if (mpi_sub(t2, t2, u) < 0) goto cleanup;
  88                                 }
  89                                 if (mpi_rshift(t1, t1, 1) < 0) goto cleanup;
  90                                 if (mpi_rshift(t2, t2, 1) < 0) goto cleanup;
  91                                 if (mpi_rshift(t3, t3, 1) < 0) goto cleanup;
  92                         }
  93                         else {
  94                                 if( mpi_test_bit(t1, 0) )
  95                                         if (mpi_add(t1, t1, v) < 0) goto cleanup;
  96                                 if (mpi_rshift(t1, t1, 1) < 0) goto cleanup;
  97                                 if (mpi_rshift(t3, t3, 1) < 0) goto cleanup;
  98                         }
  99                 Y4:
 100                         ;
 101                 } while( !mpi_test_bit( t3, 0 ) ); /* while t3 is even */
 102
 103                 if( !t3->sign ) {
 104                         if (mpi_set(u1, t1) < 0) goto cleanup;
 105                         if( !odd )
 106                                 if (mpi_set(u2, t2) < 0) goto cleanup;
 107                         if (mpi_set(u3, t3) < 0) goto cleanup;
 108                 }
 109                 else {
 110                         if (mpi_sub(v1, v, t1) < 0) goto cleanup;
 111                         sign = u->sign; u->sign = !u->sign;
 112                         if( !odd )
 113                                 if (mpi_sub(v2, u, t2) < 0) goto cleanup;
 114                         u->sign = sign;
 115                         sign = t3->sign; t3->sign = !t3->sign;
 116                         if (mpi_set(v3, t3) < 0) goto cleanup;
 117                         t3->sign = sign;
 118                 }
 119                 if (mpi_sub(t1, u1, v1) < 0) goto cleanup;
 120                 if( !odd )
 121                         if (mpi_sub(t2, u2, v2) < 0) goto cleanup;
 122                 if (mpi_sub(t3, u3, v3) < 0) goto cleanup;
 123                 if( t1->sign ) {
 124                         if (mpi_add(t1, t1, v) < 0) goto cleanup;
 125                         if( !odd )
 126                                 if (mpi_sub(t2, t2, u) < 0) goto cleanup;
 127                 }
 128         } while( mpi_cmp_ui( t3, 0 ) ); /* while t3 != 0 */
 129         /* mpi_lshift( u3, k ); */
 130         rc = mpi_set(x, u1);
 131
 132  cleanup:
 133         mpi_free(u1);
 134         mpi_free(v1);
 135         mpi_free(t1);
 136         if( !odd ) {
 137                 mpi_free(u2);
 138                 mpi_free(v2);
 139                 mpi_free(t2);
 140         }
 141         mpi_free(u3);
 142         mpi_free(v3);
 143         mpi_free(t3);
 144
 145         mpi_free(u);
 146         mpi_free(v);
 147         return rc;
 148 }