xref: /openbmc/linux/lib/crypto/mpi/mpi-inv.c (revision c900529f3d9161bfde5cca0754f83b4d3c3e0220)
1*2a598d0bSHerbert Xu /* mpi-inv.c  -  MPI functions
2*2a598d0bSHerbert Xu  *	Copyright (C) 1998, 2001, 2002, 2003 Free Software Foundation, Inc.
3*2a598d0bSHerbert Xu  *
4*2a598d0bSHerbert Xu  * This file is part of Libgcrypt.
5*2a598d0bSHerbert Xu  *
6*2a598d0bSHerbert Xu  * Libgcrypt is free software; you can redistribute it and/or modify
7*2a598d0bSHerbert Xu  * it under the terms of the GNU Lesser General Public License as
8*2a598d0bSHerbert Xu  * published by the Free Software Foundation; either version 2.1 of
9*2a598d0bSHerbert Xu  * the License, or (at your option) any later version.
10*2a598d0bSHerbert Xu  *
11*2a598d0bSHerbert Xu  * Libgcrypt is distributed in the hope that it will be useful,
12*2a598d0bSHerbert Xu  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13*2a598d0bSHerbert Xu  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14*2a598d0bSHerbert Xu  * GNU Lesser General Public License for more details.
15*2a598d0bSHerbert Xu  *
16*2a598d0bSHerbert Xu  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17*2a598d0bSHerbert Xu  * License along with this program; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18*2a598d0bSHerbert Xu  */
19*2a598d0bSHerbert Xu 
20*2a598d0bSHerbert Xu #include "mpi-internal.h"
21*2a598d0bSHerbert Xu 
22*2a598d0bSHerbert Xu /****************
23*2a598d0bSHerbert Xu  * Calculate the multiplicative inverse X of A mod N
24*2a598d0bSHerbert Xu  * That is: Find the solution x for
25*2a598d0bSHerbert Xu  *		1 = (a*x) mod n
26*2a598d0bSHerbert Xu  */
mpi_invm(MPI x,MPI a,MPI n)27*2a598d0bSHerbert Xu int mpi_invm(MPI x, MPI a, MPI n)
28*2a598d0bSHerbert Xu {
29*2a598d0bSHerbert Xu 	/* Extended Euclid's algorithm (See TAOCP Vol II, 4.5.2, Alg X)
30*2a598d0bSHerbert Xu 	 * modified according to Michael Penk's solution for Exercise 35
31*2a598d0bSHerbert Xu 	 * with further enhancement
32*2a598d0bSHerbert Xu 	 */
33*2a598d0bSHerbert Xu 	MPI u, v, u1, u2 = NULL, u3, v1, v2 = NULL, v3, t1, t2 = NULL, t3;
34*2a598d0bSHerbert Xu 	unsigned int k;
35*2a598d0bSHerbert Xu 	int sign;
36*2a598d0bSHerbert Xu 	int odd;
37*2a598d0bSHerbert Xu 
38*2a598d0bSHerbert Xu 	if (!mpi_cmp_ui(a, 0))
39*2a598d0bSHerbert Xu 		return 0; /* Inverse does not exists.  */
40*2a598d0bSHerbert Xu 	if (!mpi_cmp_ui(n, 1))
41*2a598d0bSHerbert Xu 		return 0; /* Inverse does not exists.  */
42*2a598d0bSHerbert Xu 
43*2a598d0bSHerbert Xu 	u = mpi_copy(a);
44*2a598d0bSHerbert Xu 	v = mpi_copy(n);
45*2a598d0bSHerbert Xu 
46*2a598d0bSHerbert Xu 	for (k = 0; !mpi_test_bit(u, 0) && !mpi_test_bit(v, 0); k++) {
47*2a598d0bSHerbert Xu 		mpi_rshift(u, u, 1);
48*2a598d0bSHerbert Xu 		mpi_rshift(v, v, 1);
49*2a598d0bSHerbert Xu 	}
50*2a598d0bSHerbert Xu 	odd = mpi_test_bit(v, 0);
51*2a598d0bSHerbert Xu 
52*2a598d0bSHerbert Xu 	u1 = mpi_alloc_set_ui(1);
53*2a598d0bSHerbert Xu 	if (!odd)
54*2a598d0bSHerbert Xu 		u2 = mpi_alloc_set_ui(0);
55*2a598d0bSHerbert Xu 	u3 = mpi_copy(u);
56*2a598d0bSHerbert Xu 	v1 = mpi_copy(v);
57*2a598d0bSHerbert Xu 	if (!odd) {
58*2a598d0bSHerbert Xu 		v2 = mpi_alloc(mpi_get_nlimbs(u));
59*2a598d0bSHerbert Xu 		mpi_sub(v2, u1, u); /* U is used as const 1 */
60*2a598d0bSHerbert Xu 	}
61*2a598d0bSHerbert Xu 	v3 = mpi_copy(v);
62*2a598d0bSHerbert Xu 	if (mpi_test_bit(u, 0)) { /* u is odd */
63*2a598d0bSHerbert Xu 		t1 = mpi_alloc_set_ui(0);
64*2a598d0bSHerbert Xu 		if (!odd) {
65*2a598d0bSHerbert Xu 			t2 = mpi_alloc_set_ui(1);
66*2a598d0bSHerbert Xu 			t2->sign = 1;
67*2a598d0bSHerbert Xu 		}
68*2a598d0bSHerbert Xu 		t3 = mpi_copy(v);
69*2a598d0bSHerbert Xu 		t3->sign = !t3->sign;
70*2a598d0bSHerbert Xu 		goto Y4;
71*2a598d0bSHerbert Xu 	} else {
72*2a598d0bSHerbert Xu 		t1 = mpi_alloc_set_ui(1);
73*2a598d0bSHerbert Xu 		if (!odd)
74*2a598d0bSHerbert Xu 			t2 = mpi_alloc_set_ui(0);
75*2a598d0bSHerbert Xu 		t3 = mpi_copy(u);
76*2a598d0bSHerbert Xu 	}
77*2a598d0bSHerbert Xu 
78*2a598d0bSHerbert Xu 	do {
79*2a598d0bSHerbert Xu 		do {
80*2a598d0bSHerbert Xu 			if (!odd) {
81*2a598d0bSHerbert Xu 				if (mpi_test_bit(t1, 0) || mpi_test_bit(t2, 0)) {
82*2a598d0bSHerbert Xu 					/* one is odd */
83*2a598d0bSHerbert Xu 					mpi_add(t1, t1, v);
84*2a598d0bSHerbert Xu 					mpi_sub(t2, t2, u);
85*2a598d0bSHerbert Xu 				}
86*2a598d0bSHerbert Xu 				mpi_rshift(t1, t1, 1);
87*2a598d0bSHerbert Xu 				mpi_rshift(t2, t2, 1);
88*2a598d0bSHerbert Xu 				mpi_rshift(t3, t3, 1);
89*2a598d0bSHerbert Xu 			} else {
90*2a598d0bSHerbert Xu 				if (mpi_test_bit(t1, 0))
91*2a598d0bSHerbert Xu 					mpi_add(t1, t1, v);
92*2a598d0bSHerbert Xu 				mpi_rshift(t1, t1, 1);
93*2a598d0bSHerbert Xu 				mpi_rshift(t3, t3, 1);
94*2a598d0bSHerbert Xu 			}
95*2a598d0bSHerbert Xu Y4:
96*2a598d0bSHerbert Xu 			;
97*2a598d0bSHerbert Xu 		} while (!mpi_test_bit(t3, 0)); /* while t3 is even */
98*2a598d0bSHerbert Xu 
99*2a598d0bSHerbert Xu 		if (!t3->sign) {
100*2a598d0bSHerbert Xu 			mpi_set(u1, t1);
101*2a598d0bSHerbert Xu 			if (!odd)
102*2a598d0bSHerbert Xu 				mpi_set(u2, t2);
103*2a598d0bSHerbert Xu 			mpi_set(u3, t3);
104*2a598d0bSHerbert Xu 		} else {
105*2a598d0bSHerbert Xu 			mpi_sub(v1, v, t1);
106*2a598d0bSHerbert Xu 			sign = u->sign; u->sign = !u->sign;
107*2a598d0bSHerbert Xu 			if (!odd)
108*2a598d0bSHerbert Xu 				mpi_sub(v2, u, t2);
109*2a598d0bSHerbert Xu 			u->sign = sign;
110*2a598d0bSHerbert Xu 			sign = t3->sign; t3->sign = !t3->sign;
111*2a598d0bSHerbert Xu 			mpi_set(v3, t3);
112*2a598d0bSHerbert Xu 			t3->sign = sign;
113*2a598d0bSHerbert Xu 		}
114*2a598d0bSHerbert Xu 		mpi_sub(t1, u1, v1);
115*2a598d0bSHerbert Xu 		if (!odd)
116*2a598d0bSHerbert Xu 			mpi_sub(t2, u2, v2);
117*2a598d0bSHerbert Xu 		mpi_sub(t3, u3, v3);
118*2a598d0bSHerbert Xu 		if (t1->sign) {
119*2a598d0bSHerbert Xu 			mpi_add(t1, t1, v);
120*2a598d0bSHerbert Xu 			if (!odd)
121*2a598d0bSHerbert Xu 				mpi_sub(t2, t2, u);
122*2a598d0bSHerbert Xu 		}
123*2a598d0bSHerbert Xu 	} while (mpi_cmp_ui(t3, 0)); /* while t3 != 0 */
124*2a598d0bSHerbert Xu 	/* mpi_lshift( u3, k ); */
125*2a598d0bSHerbert Xu 	mpi_set(x, u1);
126*2a598d0bSHerbert Xu 
127*2a598d0bSHerbert Xu 	mpi_free(u1);
128*2a598d0bSHerbert Xu 	mpi_free(v1);
129*2a598d0bSHerbert Xu 	mpi_free(t1);
130*2a598d0bSHerbert Xu 	if (!odd) {
131*2a598d0bSHerbert Xu 		mpi_free(u2);
132*2a598d0bSHerbert Xu 		mpi_free(v2);
133*2a598d0bSHerbert Xu 		mpi_free(t2);
134*2a598d0bSHerbert Xu 	}
135*2a598d0bSHerbert Xu 	mpi_free(u3);
136*2a598d0bSHerbert Xu 	mpi_free(v3);
137*2a598d0bSHerbert Xu 	mpi_free(t3);
138*2a598d0bSHerbert Xu 
139*2a598d0bSHerbert Xu 	mpi_free(u);
140*2a598d0bSHerbert Xu 	mpi_free(v);
141*2a598d0bSHerbert Xu 	return 1;
142*2a598d0bSHerbert Xu }
143*2a598d0bSHerbert Xu EXPORT_SYMBOL_GPL(mpi_invm);
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