X25519 実装:fe_add/fe_sub 修正(進行中)
修正内容: - fe_add: キャリー処理追加 - fe_sub: バロー処理追加 現状: - 0xffff がまだ出力される - field 演算の完全な修正が必要 次のステップ: - RFC 7748 参照実装(ref10)の fe_add/fe_sub をそのまま使用 - または、Python の整数演算を直接使う実装に書き直す
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@@ -78,10 +78,26 @@ static void fe_tobytes(uint8_t *s, const fe h)
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}
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static void fe_add(fe h, const fe f, const fe g)
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{ for (int i = 0; i < 10; i++) h[i] = f[i] + g[i]; }
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{
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for (int i = 0; i < 10; i++) {
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h[i] = f[i] + g[i];
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if (h[i] > (i & 1) ? 65535 : 1048575) {
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h[i] -= (i & 1) ? 65536 : 1048576;
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h[i+1]++;
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}
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}
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}
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static void fe_sub(fe h, const fe f, const fe g)
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{ for (int i = 0; i < 10; i++) h[i] = f[i] - g[i]; }
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{
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for (int i = 0; i < 10; i++) {
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h[i] = f[i] - g[i];
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if (h[i] < 0) {
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h[i] += (i & 1) ? 65536 : 1048576;
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h[i+1]--;
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}
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}
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}
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static void fe_copy(fe h, const fe f)
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{ for (int i = 0; i < 10; i++) h[i] = f[i]; }
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@@ -373,57 +389,97 @@ static void x25519_sw(uint8_t *out, const uint8_t *scalar, const uint8_t *point)
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fe x2, z2, x3, z3, a, aa, b, bb, e, c, d, da, cb, u_coord;
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uint8_t e_arr[32];
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/* Python: scalar = scalar_clamp(scalar) */
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memcpy(e_arr, scalar, 32);
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e_arr[0] &= 248; e_arr[31] &= 127; e_arr[31] |= 64;
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/* Python と完全一致する初期化 */
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fe_1(x2); fe_0(z2);
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fe_frombytes(x3, point); fe_1(z3);
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/* Python: u = bytes_to_int(u_bytes) */
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fe_frombytes(u_coord, point);
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/* Python: x2, z2 = 1, 0 */
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fe_1(x2); fe_0(z2);
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/* Python: x3, z3 = u, 1 */
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fe_copy(x3, u_coord); fe_1(z3);
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/* Python: for i in range(254, -1, -1): */
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for (int i = 254; i >= 0; i--) {
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/* Python: bit = (scalar[i // 8] >> (i % 8)) & 1 */
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int bit = (e_arr[i/8] >> (i&7)) & 1;
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/* Python: swap = bit; if swap: x2, x3 = x3, x2; z2, z3 = z3, z2 */
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if (bit) {
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fe_cswap(x2, x3, 1);
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fe_cswap(z2, z3, 1);
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}
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/* Python: a = (x2 + z2) % P */
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fe_add(a, x2, z2);
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/* Python: aa = (a * a) % P */
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fe_sq(aa, a);
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/* Python: b = (x2 - z2) % P */
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fe_sub(b, x2, z2);
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/* Python: bb = (b * b) % P */
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fe_sq(bb, b);
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/* Python: e = (aa - bb) % P */
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fe_sub(e, aa, bb);
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/* Python: c = (x3 + z3) % P */
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fe_add(c, x3, z3);
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/* Python: d = (x3 - z3) % P */
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fe_sub(d, x3, z3);
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/* Python: da = (d * a) % P */
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fe_mul(da, d, a);
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/* Python: cb = (c * b) % P */
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fe_mul(cb, c, b);
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fe_add(x3, da, cb);
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fe_sq(x3, x3);
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fe_sub(d, da, cb);
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fe_sq(z3, d);
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/* Python: x3 = ((da + cb) * (da + cb)) % P */
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fe_add(a, da, cb);
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fe_sq(x3, a);
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/* Python: z3 = (u * ((da - cb) * (da - cb))) % P */
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fe_sub(a, da, cb);
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fe_sq(z3, a);
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fe_mul(z3, z3, u_coord);
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/* Python: x2 = (aa * bb) % P */
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fe_mul(x2, aa, bb);
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/* z2 = e * (aa + A24 * e) where A24 = 121665 */
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/* Compute A24 * e: A24 as field element */
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/* Python: z2 = (e * (aa + ((A - 2) // 4) * e)) % P */
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/* (A - 2) // 4 = 121665 */
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/* For proper A24 multiplication, we need to multiply field element e by scalar 121665 */
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/* Simplified: treat A24 as field element */
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fe a24 = {121665, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
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fe_mul(d, a24, e); /* d = A24 * e */
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fe_add(aa, aa, d); /* aa = aa + A24*e */
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fe_mul(a, a24, e); /* a = A24 * e */
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fe_add(aa, aa, a); /* aa = aa + A24*e */
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fe_mul(z2, e, aa); /* z2 = e * (aa + A24*e) */
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/* Python: if swap: x2, x3 = x3, x2; z2, z3 = z3, z2 */
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if (bit) {
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fe_cswap(x2, x3, 1);
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fe_cswap(z2, z3, 1);
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}
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}
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/* Python: z2_inv = mod_inverse(z2, P) */
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fe_inv(z2, z2);
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/* Python: result = (x2 * z2_inv) % P */
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fe_mul(x2, x2, z2);
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/* Python: return int_to_bytes(result) */
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fe_tobytes(out, x2);
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}
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void se050_x25519_sw_clamp(uint8_t *scalar)
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{
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scalar[0] &= 248;
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