Miracle密码算法开源库（七）分析 :mrbrick.c

2021SC@SDUSC 山东大学软件学院软件工程应用与实践

mrbrick.c的总体结构如下，，主要实现了brick_init()、 brick_end()、pow_brick()几个在miracl开源库中比较重要的函数，这一次的博客就是读一下这函数的功能。

BOOL brick_init(_MIPD_ brick *b,big g,big n,int window,int nb)
{ 

    int i,j,k,t,bp,len,bptr,is;
    big *table;

#ifdef MR_OS_THREADS
    miracl *mr_mip=get_mip();
#endif
    if (nb<2 || window<1 || window>nb || mr_mip->ERNUM) return FALSE;
    t=MR_ROUNDUP(nb,window);
    if (t<2) return FALSE;

    MR_IN(109)

#ifndef MR_ALWAYS_BINARY
    if (mr_mip->base != mr_mip->base2)
    {
        mr_berror(_MIPP_ MR_ERR_NOT_SUPPORTED);
        MR_OUT
        return FALSE;
    }
#endif

    b->window=window;
    b->max=nb;
    table=(big *)mr_alloc(_MIPP_ (1<n=mirvar(_MIPP_ 0);
    copy(n,b->n);
    prepare_monty(_MIPP_ n);
    nres(_MIPP_ g,mr_mip->w1);
    convert(_MIPP_ 1,mr_mip->w2);
    nres(_MIPP_ mr_mip->w2,mr_mip->w2);

    table[0]=mirvar(_MIPP_ 0);
    copy(mr_mip->w2,table[0]);
    table[1]=mirvar(_MIPP_ 0);
    copy(mr_mip->w1,table[1]);
    for (j=0;jw1,mr_mip->w1,mr_mip->w1);

    k=1;
    for (i=2;i<(1<w1,table[i]);
            
            for (j=0;jw1,mr_mip->w1,mr_mip->w1);
            continue;
        }
        bp=1;
        copy(mr_mip->w2,table[i]);
        for (j=0;jlen;
    bptr=0;
    b->table=(mr_small *)mr_alloc(_MIPP_ len*(1<table[bptr++]=table[i]->w[j];
        }
        mirkill(table[i]);
    }

    mr_free(table);
    
    MR_OUT
    return TRUE;
}

 brick_init()方法的主要作用就是用预计算初始化模块化指数化Comb方法实例。内部内存被分配为 20000个大数字，这些大数字将被预先计算和存储。*b是要被初始化的brick结构体指针，其他的输入数据都是为了完善*b的各种属性。该方法在函数内部使用蒙哥马利算法来初始化*b。输入数据g是指数运算的固定基数，输入数据n是固定模量，window确定了以位和为单位的窗口大小，对于更大的输入数据windows需要更多的空间来存储数据，输入数据nb是指数中的最大位数。

void brick_init(brick *b,const mr_small *table,big n,int window,int nb)
{
    b->table=table;
    b->n=n;
    b->window=window;
    b->max=nb;
}

#endif

 brick_init()方法还重载有另一种形式实现，该方法只是粗暴地将*b所需地各种属性用输入数据替代，而不是使用蒙哥马利算法来初始化*b。

void brick_end(brick *b)
{
    mirkill(b->n);
    mr_free(b->table);  
}

brick_end()方法的主要作用就是释放brick结构体指针*b所占用的内存空间。首先调用mirkill()方法将通过将n这个大数字归零并释放其内存，可以安全地杀死这个大数字。再调用mr_free()方法释放由calloc()方法动态分配给table的内存空间。

void pow_brick(_MIPD_ brick *b,big e,big w)
{
    int i,j,t,len,promptr,maxsize;

#ifdef MR_OS_THREADS
    miracl *mr_mip=get_mip();
#endif

    if (size(e)<0) mr_berror(_MIPP_ MR_ERR_NEG_POWER);
    t=MR_ROUNDUP(b->max,b->window);
    
    MR_IN(110)

#ifndef MR_ALWAYS_BINARY
    if (mr_mip->base != mr_mip->base2)
    {
        mr_berror(_MIPP_ MR_ERR_NOT_SUPPORTED);
        MR_OUT
        return;
    }
#endif

    if (logb2(_MIPP_ e) > b->max)
    {
        mr_berror(_MIPP_ MR_ERR_EXP_TOO_BIG);
        MR_OUT
        return;
    }

    prepare_monty(_MIPP_ b->n);
    j=recode(_MIPP_ e,t,b->window,t-1);

    len=b->n->len;
    maxsize=(1<window)*len;

    promptr=j*len;
    init_big_from_rom(mr_mip->w1,len,b->table,maxsize,&promptr);

    for (i=t-2;i>=0;i--)
    {
        j=recode(_MIPP_ e,t,b->window,i);
        nres_modmult(_MIPP_ mr_mip->w1,mr_mip->w1,mr_mip->w1);
        if (j>0)
        {
            promptr=j*len;
            init_big_from_rom(mr_mip->w2,len,b->table,maxsize,&promptr);
            nres_modmult(_MIPP_ mr_mip->w1,mr_mip->w2,mr_mip->w1);
        }
    }
    redc(_MIPP_ mr_mip->w1,w);
    MR_OUT
}

pow_brick()方法都在主要作用就是使用brick结构体*b中存储的预计算值进行模块化指数化。输入数据w是*b的window属性。首先读取*b的属性g、n，通过一系列复杂的计算得出g的e次方再对n取余数，，并且将这个值赋给w。在调用这个·方法之前一定要先调用上述的两种 brick_init()方法之一初始化brick结构体，否则会报错。