second-round version of SQIsign
Co-authored-by: Marius A. Aardal <marius.andre.aardal@gmail.com> Co-authored-by: Gora Adj <gora.adj@tii.ae> Co-authored-by: Diego F. Aranha <dfaranha@cs.au.dk> Co-authored-by: Andrea Basso <sqisign@andreabasso.com> Co-authored-by: Isaac Andrés Canales Martínez <icanalesm0500@gmail.com> Co-authored-by: Jorge Chávez-Saab <jorgechavezsaab@gmail.com> Co-authored-by: Maria Corte-Real Santos <mariascrsantos98@gmail.com> Co-authored-by: Luca De Feo <github@defeo.lu> Co-authored-by: Max Duparc <max.duparc@epfl.ch> Co-authored-by: Jonathan Komada Eriksen <jonathan.eriksen97@gmail.com> Co-authored-by: Décio Luiz Gazzoni Filho <decio@decpp.net> Co-authored-by: Basil Hess <bhe@zurich.ibm.com> Co-authored-by: Antonin Leroux <antonin.leroux@polytechnique.org> Co-authored-by: Patrick Longa <plonga@microsoft.com> Co-authored-by: Luciano Maino <mainoluciano.96@gmail.com> Co-authored-by: Michael Meyer <michael@random-oracles.org> Co-authored-by: Hiroshi Onuki <onuki@mist.i.u-tokyo.ac.jp> Co-authored-by: Lorenz Panny <lorenz@yx7.cc> Co-authored-by: Giacomo Pope <giacomopope@gmail.com> Co-authored-by: Krijn Reijnders <reijnderskrijn@gmail.com> Co-authored-by: Damien Robert <damien.robert@inria.fr> Co-authored-by: Francisco Rodríguez-Henriquez <francisco.rodriguez@tii.ae> Co-authored-by: Sina Schaeffler <sschaeffle@student.ethz.ch> Co-authored-by: Benjamin Wesolowski <benjamin.wesolowski@ens-lyon.fr>
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460
src/gf/gfx/test/test_fp.c
Normal file
@@ -0,0 +1,460 @@
|
||||
#include <stdio.h>
|
||||
#include <string.h>
|
||||
#include <time.h>
|
||||
#include <inttypes.h>
|
||||
#include "test_utils.h"
|
||||
#include <rng.h>
|
||||
#include <bench_test_arguments.h>
|
||||
|
||||
bool
|
||||
fp_test(int iterations)
|
||||
{ // Tests for the field arithmetic
|
||||
bool OK = true;
|
||||
int n, passed;
|
||||
fp_t a, b, c, d, e, f;
|
||||
|
||||
printf("\n-------------------------------------------------------------------------------------"
|
||||
"-------------------\n\n");
|
||||
printf("Testing field arithmetic over GF(p): \n\n");
|
||||
|
||||
// Test equality
|
||||
passed = 1;
|
||||
for (n = 0; n < iterations; n++) {
|
||||
fp_random_test(&a);
|
||||
fp_add(&b, &a, (fp_t *)&ONE);
|
||||
fp_set_zero(&c);
|
||||
|
||||
if (fp_is_equal(&a, &a) == 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
if (fp_is_equal(&a, &b) != 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
if (fp_is_equal(&c, (fp_t *)&ZERO) == 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (fp_is_zero((fp_t *)&ZERO) == 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
if (fp_is_zero((fp_t *)&ONE) != 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if (passed == 1)
|
||||
printf(" GF(p) equality tests ............................................ PASSED");
|
||||
else {
|
||||
printf(" GF(p) equality tests... FAILED");
|
||||
printf("\n");
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
printf("\n");
|
||||
|
||||
// Test mul small
|
||||
passed = 1;
|
||||
for (n = 0; n < iterations; n++) {
|
||||
fp_random_test(&a);
|
||||
uint32_t val = rand();
|
||||
|
||||
// Multiply by small value
|
||||
fp_mul_small(&b, &a, val);
|
||||
|
||||
// Convert and use usual multiplication
|
||||
fp_set_small(&c, val);
|
||||
fp_mul(&d, &a, &c);
|
||||
|
||||
if (fp_is_equal(&b, &d) == 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if (passed == 1)
|
||||
printf(" GF(p) mul small test ............................................ PASSED");
|
||||
else {
|
||||
printf(" GF(p) mul small tests... FAILED");
|
||||
printf("\n");
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
printf("\n");
|
||||
|
||||
// Test half
|
||||
passed = 1;
|
||||
for (n = 0; n < iterations; n++) {
|
||||
fp_random_test(&a);
|
||||
|
||||
fp_add(&b, &a, &a);
|
||||
fp_half(&c, &b);
|
||||
if (fp_is_equal(&a, &c) == 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
fp_random_test(&a);
|
||||
|
||||
fp_half(&b, &a);
|
||||
fp_add(&c, &b, &b);
|
||||
if (fp_is_equal(&a, &c) == 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if (passed == 1)
|
||||
printf(" GF(p) half test ................................................. PASSED");
|
||||
else {
|
||||
printf(" GF(p) half tests... FAILED");
|
||||
printf("\n");
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
printf("\n");
|
||||
|
||||
// Field division by 3
|
||||
passed = 1;
|
||||
for (n = 0; n < iterations; n++) {
|
||||
fp_random_test(&a);
|
||||
|
||||
fp_add(&b, &a, &a);
|
||||
fp_add(&b, &b, &a);
|
||||
fp_div3(&c, &b);
|
||||
|
||||
if (fp_is_equal(&a, &c) == 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
fp_set_zero(&a);
|
||||
fp_div3(&d, &a); // d = 0/3
|
||||
if (fp_is_zero(&d) == 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if (passed == 1)
|
||||
printf(" GF(p) div by 3 tests............................................. PASSED");
|
||||
else {
|
||||
printf(" GF(p) div by 3 tests... FAILED");
|
||||
printf("\n");
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
printf("\n");
|
||||
|
||||
// Test set small
|
||||
passed = 1;
|
||||
for (n = 0; n < iterations; n++) {
|
||||
fp_set_one(&a);
|
||||
fp_add(&b, &a, &a);
|
||||
fp_set_small(&c, (uint32_t)2);
|
||||
if (fp_is_equal(&b, &c) == 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
fp_set_one(&a);
|
||||
fp_add(&b, &a, &a);
|
||||
fp_add(&b, &b, &b);
|
||||
fp_set_small(&c, 4);
|
||||
if (fp_is_equal(&b, &c) == 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if (passed == 1)
|
||||
printf(" GF(p) set small test ............................................ PASSED");
|
||||
else {
|
||||
printf(" GF(p) set small... FAILED");
|
||||
printf("\n");
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
printf("\n");
|
||||
|
||||
// Field addition
|
||||
passed = 1;
|
||||
for (n = 0; n < iterations; n++) {
|
||||
fp_random_test(&a);
|
||||
fp_random_test(&b);
|
||||
fp_random_test(&c);
|
||||
fp_random_test(&d);
|
||||
|
||||
fp_add(&d, &a, &b);
|
||||
fp_add(&e, &d, &c); // e = (a+b)+c
|
||||
fp_add(&d, &b, &c);
|
||||
fp_add(&f, &d, &a); // f = a+(b+c)
|
||||
if (fp_is_equal(&e, &f) == 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
fp_add(&d, &a, &b); // d = a+b
|
||||
fp_add(&e, &b, &a); // e = b+a
|
||||
if (fp_is_equal(&d, &e) == 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
fp_set_zero(&b);
|
||||
fp_add(&d, &a, &b); // d = a+0
|
||||
if (fp_is_equal(&a, &d) == 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
fp_set_zero(&b);
|
||||
fp_neg(&d, &a);
|
||||
fp_add(&e, &a, &d); // e = a+(-a)
|
||||
if (fp_is_equal(&e, &b) == 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if (passed == 1)
|
||||
printf(" GF(p) addition tests ............................................ PASSED");
|
||||
else {
|
||||
printf(" GF(p) addition tests... FAILED");
|
||||
printf("\n");
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
printf("\n");
|
||||
|
||||
// Field subtraction
|
||||
passed = 1;
|
||||
for (n = 0; n < iterations; n++) {
|
||||
fp_random_test(&a);
|
||||
fp_random_test(&b);
|
||||
fp_random_test(&c);
|
||||
fp_random_test(&d);
|
||||
|
||||
fp_sub(&d, &a, &b);
|
||||
fp_sub(&e, &d, &c); // e = (a-b)-c
|
||||
fp_add(&d, &b, &c);
|
||||
fp_sub(&f, &a, &d); // f = a-(b+c)
|
||||
if (fp_is_equal(&e, &f) == 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
fp_sub(&d, &a, &b); // d = a-b
|
||||
fp_sub(&e, &b, &a);
|
||||
fp_neg(&e, &e); // e = -(b-a)
|
||||
if (fp_is_equal(&d, &e) == 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
fp_set_zero(&b);
|
||||
fp_sub(&d, &a, &b); // d = a-0
|
||||
if (fp_is_equal(&a, &d) == 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
fp_sub(&e, &a, &a); // e = a+(-a)
|
||||
if (fp_is_zero(&e) == 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if (passed == 1)
|
||||
printf(" GF(p) subtraction tests ......................................... PASSED");
|
||||
else {
|
||||
printf(" GF(p) subtraction tests... FAILED");
|
||||
printf("\n");
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
printf("\n");
|
||||
|
||||
// Field multiplication
|
||||
passed = 1;
|
||||
for (n = 0; n < iterations; n++) {
|
||||
fp_random_test(&a);
|
||||
fp_random_test(&b);
|
||||
fp_random_test(&c);
|
||||
fp_mul(&d, &a, &b);
|
||||
fp_mul(&e, &d, &c); // e = (a*b)*c
|
||||
fp_mul(&d, &b, &c);
|
||||
fp_mul(&f, &d, &a); // f = a*(b*c)
|
||||
if (fp_is_equal(&e, &f) == 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
fp_add(&d, &b, &c);
|
||||
fp_mul(&e, &a, &d); // e = a*(b+c)
|
||||
fp_mul(&d, &a, &b);
|
||||
fp_mul(&f, &a, &c);
|
||||
fp_add(&f, &d, &f); // f = a*b+a*c
|
||||
if (fp_is_equal(&e, &f) == 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
fp_mul(&d, &a, &b); // d = a*b
|
||||
fp_mul(&e, &b, &a); // e = b*a
|
||||
if (fp_is_equal(&d, &e) == 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
fp_set_one(&b);
|
||||
fp_mul(&d, &a, &b); // d = a*1
|
||||
if (fp_is_equal(&a, &d) == 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
fp_set_zero(&b);
|
||||
fp_mul(&d, &a, &b); // d = a*0
|
||||
if (fp_is_equal(&b, &d) == 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if (passed == 1)
|
||||
printf(" GF(p) multiplication tests ...................................... PASSED");
|
||||
else {
|
||||
printf(" GF(p) multiplication tests... FAILED");
|
||||
printf("\n");
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
printf("\n");
|
||||
|
||||
// Field squaring
|
||||
passed = 1;
|
||||
for (n = 0; n < iterations; n++) {
|
||||
fp_random_test(&a);
|
||||
|
||||
fp_sqr(&b, &a); // b = a^2
|
||||
fp_mul(&c, &a, &a); // c = a*a
|
||||
if (fp_is_equal(&b, &c) == 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
fp_set_zero(&a);
|
||||
fp_sqr(&d, &a); // d = 0^2
|
||||
if (fp_is_zero(&d) == 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if (passed == 1)
|
||||
printf(" GF(p) squaring tests............................................. PASSED");
|
||||
else {
|
||||
printf(" GF(p) squaring tests... FAILED");
|
||||
printf("\n");
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
printf("\n");
|
||||
|
||||
// Field inversion
|
||||
passed = 1;
|
||||
for (n = 0; n < iterations; n++) {
|
||||
fp_random_test(&a);
|
||||
|
||||
fp_copy(&b, &a);
|
||||
fp_inv(&b);
|
||||
fp_mul(&c, &a, &b); // c = a*a^-1
|
||||
if (fp_is_equal(&c, (fp_t *)&ONE) == 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
fp_set_zero(&a);
|
||||
fp_inv(&a); // c = 0^-1
|
||||
if (fp_is_equal(&a, (fp_t *)&ZERO) == 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if (passed == 1)
|
||||
printf(" GF(p) inversion tests............................................ PASSED");
|
||||
else {
|
||||
printf(" GF(p) inversion tests... FAILED");
|
||||
printf("\n");
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
printf("\n");
|
||||
|
||||
// Square root and square detection
|
||||
passed = 1;
|
||||
for (n = 0; n < iterations; n++) {
|
||||
fp_random_test(&a);
|
||||
|
||||
fp_sqr(&c, &a); // c = a^2
|
||||
if (fp_is_square(&c) == 0) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
fp_sqrt(&c); // c, d = ±sqrt(c)
|
||||
fp_neg(&d, &c);
|
||||
if ((fp_is_equal(&a, &c) == 0) && (fp_is_equal(&a, &d) == 0)) {
|
||||
passed = 0;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if (passed == 1)
|
||||
printf(" Square root, square tests........................................ PASSED");
|
||||
else {
|
||||
printf(" Square root, square tests... FAILED");
|
||||
printf("\n");
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
printf("\n");
|
||||
|
||||
return OK;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int
|
||||
main(int argc, char *argv[])
|
||||
{
|
||||
uint32_t seed[12] = { 0 };
|
||||
int iterations = 1000 * SQISIGN_TEST_REPS;
|
||||
int help = 0;
|
||||
int seed_set = 0;
|
||||
|
||||
for (int i = 1; i < argc; i++) {
|
||||
if (!help && strcmp(argv[i], "--help") == 0) {
|
||||
help = 1;
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (!seed_set && !parse_seed(argv[i], seed)) {
|
||||
seed_set = 1;
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (sscanf(argv[i], "--iterations=%d", &iterations) == 1) {
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (help || iterations <= 0) {
|
||||
printf("Usage: %s [--iterations=<iterations>] [--seed=<seed>]\n", argv[0]);
|
||||
printf("Where <iterations> is the number of iterations used for testing; if not "
|
||||
"present, uses the default: %d)\n",
|
||||
iterations);
|
||||
printf("Where <seed> is the random seed to be used; if not present, a random seed is "
|
||||
"generated\n");
|
||||
return 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (!seed_set) {
|
||||
randombytes_select((unsigned char *)seed, sizeof(seed));
|
||||
}
|
||||
|
||||
print_seed(seed);
|
||||
|
||||
#if defined(TARGET_BIG_ENDIAN)
|
||||
for (int i = 0; i < 12; i++) {
|
||||
seed[i] = BSWAP32(seed[i]);
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
randombytes_init((unsigned char *)seed, NULL, 256);
|
||||
|
||||
return !fp_test(iterations);
|
||||
}
|
||||
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