See ChangeLog: Wed Jul 7 13:23:40 CEST 1999 Werner Koch
[gnupg.git] / cipher / primegen.c
index c7b5b75..9bf1085 100644 (file)
 
 static int no_of_small_prime_numbers;
 static MPI gen_prime( unsigned nbits, int mode, int randomlevel );
-static int check_prime( MPI prime );
+static int check_prime( MPI prime, MPI val_2 );
 static int is_prime( MPI n, int steps, int *count );
 static void m_out_of_n( char *array, int m, int n );
 
 
+static void
+progress( int c )
+{
+    fputc( c, stderr );
+}
+
+
 /****************
  * Generate a prime number (stored in secure memory)
  */
@@ -48,7 +55,7 @@ generate_secret_prime( unsigned  nbits )
     MPI prime;
 
     prime = gen_prime( nbits, 1, 2 );
-    fputc('\n', stderr);
+    progress('\n');
     return prime;
 }
 
@@ -58,7 +65,7 @@ generate_public_prime( unsigned  nbits )
     MPI prime;
 
     prime = gen_prime( nbits, 0, 2 );
-    fputc('\n', stderr);
+    progress('\n');
     return prime;
 }
 
@@ -89,6 +96,7 @@ generate_elg_prime( int mode, unsigned pbits, unsigned qbits,
     int count1, count2;
     unsigned nprime;
     unsigned req_qbits = qbits; /* the requested q bits size */
+    MPI val_2  = mpi_alloc_set_ui( 2 );
 
     /* find number of needed prime factors */
     for(n=1; (pbits - qbits - 1) / n  >= qbits; n++ )
@@ -151,7 +159,7 @@ generate_elg_prime( int mode, unsigned pbits, unsigned qbits,
                }
            if( i == n ) {
                m_free(perms); perms = NULL;
-               fputc('!', stderr);
+               progress('!');
                goto next_try;  /* allocate new primes */
            }
        }
@@ -168,7 +176,7 @@ generate_elg_prime( int mode, unsigned pbits, unsigned qbits,
            if( ++count1 > 20 ) {
                count1 = 0;
                qbits++;
-               fputc('>', stderr);
+               progress('>');
                q = gen_prime( qbits, 0, 1 );
                goto next_try;
            }
@@ -179,17 +187,17 @@ generate_elg_prime( int mode, unsigned pbits, unsigned qbits,
            if( ++count2 > 20 ) {
                count2 = 0;
                qbits--;
-               fputc('<', stderr);
+               progress('<');
                q = gen_prime( qbits, 0, 1 );
                goto next_try;
            }
        }
        else
            count2 = 0;
-    } while( !(nprime == pbits && check_prime( prime )) );
+    } while( !(nprime == pbits && check_prime( prime, val_2 )) );
 
     if( DBG_CIPHER ) {
-       putc('\n', stderr);
+       progress('\n');
        log_mpidump( "prime    : ", prime );
        log_mpidump( "factor  q: ", q );
        if( mode == 1 )
@@ -201,7 +209,7 @@ generate_elg_prime( int mode, unsigned pbits, unsigned qbits,
            fprintf(stderr, ", q0=%u", mpi_get_nbits(q_factor) );
        for(i=0; i < n; i++ )
            fprintf(stderr, ", p%d=%u", i, mpi_get_nbits(factors[i]) );
-       putc('\n', stderr);
+       progress('\n');
     }
 
     if( ret_factors ) { /* caller wants the factors */
@@ -236,7 +244,7 @@ generate_elg_prime( int mode, unsigned pbits, unsigned qbits,
                mpi_print( stderr, g, 1 );
            }
            else
-               fputc('^', stderr);
+               progress('^');
            for(i=0; i < n+2; i++ ) {
                /*fputc('~', stderr);*/
                mpi_fdiv_q(tmp, pmin1, factors[i] );
@@ -246,7 +254,7 @@ generate_elg_prime( int mode, unsigned pbits, unsigned qbits,
                    break;
            }
            if( DBG_CIPHER )
-               fputc('\n', stderr);
+               progress('\n');
        } while( i < n+2 );
        mpi_free(factors[n+1]);
        mpi_free(tmp);
@@ -254,13 +262,14 @@ generate_elg_prime( int mode, unsigned pbits, unsigned qbits,
        mpi_free(pmin1);
     }
     if( !DBG_CIPHER )
-       putc('\n', stderr);
+       progress('\n');
 
     m_free( factors ); /* (factors are shallow copies) */
     for(i=0; i < m; i++ )
        mpi_free( pool[i] );
     m_free( pool );
     m_free(perms);
+    mpi_free(val_2);
     return prime;
 }
 
@@ -270,7 +279,7 @@ static MPI
 gen_prime( unsigned  nbits, int secret, int randomlevel )
 {
     unsigned  nlimbs;
-    MPI prime, val_2, val_3, result;
+    MPI prime, ptest, pminus1, val_2, val_3, result;
     int i;
     unsigned x, step;
     unsigned count1, count2;
@@ -286,19 +295,17 @@ gen_prime( unsigned  nbits, int secret, int randomlevel )
     mods = m_alloc( no_of_small_prime_numbers * sizeof *mods );
     /* make nbits fit into MPI implementation */
     nlimbs = (nbits + BITS_PER_MPI_LIMB - 1) / BITS_PER_MPI_LIMB;
-    val_2  = mpi_alloc( nlimbs );
-    mpi_set_ui(val_2, 2);
-    val_3  = mpi_alloc( nlimbs );
-    mpi_set_ui(val_3, 3);
-    result = mpi_alloc( nlimbs );
+    val_2  = mpi_alloc_set_ui( 2 );
+    val_3 = mpi_alloc_set_ui( 3);
     prime  = secret? mpi_alloc_secure( nlimbs ): mpi_alloc( nlimbs );
+    result = mpi_alloc_like( prime );
+    pminus1= mpi_alloc_like( prime );
+    ptest  = mpi_alloc_like( prime );
     count1 = count2 = 0;
-    /* enter (endless) loop */
-    for(;;) {
+    for(;;) {  /* try forvever */
        int dotcount=0;
 
        /* generate a random number */
-       /*mpi_set_bytes( prime, nbits, get_random_byte, randomlevel );*/
        {   char *p = get_random_bits( nbits, randomlevel, secret );
            mpi_set_buffer( prime, p, (nbits+7)/8, 0 );
            m_free(p);
@@ -312,6 +319,7 @@ gen_prime( unsigned  nbits, int secret, int randomlevel )
        for(i=0; (x = small_prime_numbers[i]); i++ )
            mods[i] = mpi_fdiv_r_ui(NULL, prime, x);
 
+       /* now try some primes starting with prime */
        for(step=0; step < 20000; step += 2 ) {
            /* check against all the small primes we have in mods */
            count1++;
@@ -322,47 +330,38 @@ gen_prime( unsigned  nbits, int secret, int randomlevel )
                    break;
            }
            if( x )
-               continue;   /* found a multiple of a already known prime */
+               continue;   /* found a multiple of an already known prime */
 
-           mpi_add_ui( prime, prime, step );
+           mpi_add_ui( ptest, prime, step );
 
-          #if 0
-           /* do a Fermat test */
+           /* do a faster Fermat test */
            count2++;
-           mpi_powm( result, val_2, prime, prime );
-           if( mpi_cmp_ui(result, 2) )
-               continue;  /* stepping (fermat test failed) */
-           fputc('+', stderr);
-          #endif
-
-           /* perform stronger tests */
-           if( is_prime(prime, 5, &count2 ) ) {
-               if( !mpi_test_bit( prime, nbits-1 ) ) {
-                   if( 0 && DBG_CIPHER ) {
-                       fputc('\n', stderr);
+           mpi_sub_ui( pminus1, ptest, 1);
+           mpi_powm( result, val_2, pminus1, ptest );
+           if( !mpi_cmp_ui( result, 1 ) ) { /* not composite */
+               /* perform stronger tests */
+               if( is_prime(ptest, 5, &count2 ) ) {
+                   if( !mpi_test_bit( ptest, nbits-1 ) ) {
+                       progress('\n');
                        log_debug("overflow in prime generation\n");
-                       break; /* step loop, cont with a new prime */
+                       break; /* step loop, continue with a new prime */
                    }
-               }
 
-               if( 0 && DBG_CIPHER ) {
-                   log_debug("performed %u simple and %u stronger tests\n",
-                                       count1, count2 );
-                   log_mpidump("found prime: ", prime );
+                   mpi_free(val_2);
+                   mpi_free(val_3);
+                   mpi_free(result);
+                   mpi_free(pminus1);
+                   mpi_free(prime);
+                   m_free(mods);
+                   return ptest;
                }
-
-               mpi_free(val_2);
-               mpi_free(val_3);
-               mpi_free(result);
-               m_free(mods);
-               return prime;
            }
            if( ++dotcount == 10 ) {
-               fputc('.', stderr);
+               progress('.');
                dotcount = 0;
            }
        }
-       fputc(':', stderr); /* restart with a new random value */
+       progress(':'); /* restart with a new random value */
     }
 }
 
@@ -370,7 +369,7 @@ gen_prime( unsigned  nbits, int secret, int randomlevel )
  * Returns: true if this may be a prime
  */
 static int
-check_prime( MPI prime )
+check_prime( MPI prime, MPI val_2 )
 {
     int i;
     unsigned x;
@@ -382,24 +381,25 @@ check_prime( MPI prime )
            return 0;
     }
 
-  #if 0
-    result = mpi_alloc( mpi_get_nlimbs(prime) );
-    val_2  = mpi_alloc_set_ui( 2 );
-    mpi_powm( result, val_2, prime, prime );
-    if( mpi_cmp_ui(result, 2) ) {
-       mpi_free(result);
-       mpi_free(val_2);
-       return 0;
+    /* a quick fermat test */
+    {
+       MPI result = mpi_alloc_like( prime );
+       MPI pminus1 = mpi_alloc_like( prime );
+       mpi_sub_ui( pminus1, prime, 1);
+       mpi_powm( result, val_2, pminus1, prime );
+       mpi_free( pminus1 );
+       if( mpi_cmp_ui( result, 1 ) ) { /* if composite */
+           mpi_free( result );
+           progress('.');
+           return 0;
+       }
+       mpi_free( result );
     }
-    mpi_free(result);
-    mpi_free(val_2);
-    fputc('+', stderr);
-  #endif
 
     /* perform stronger tests */
     if( is_prime(prime, 5, &count ) )
        return 1; /* is probably a prime */
-    fputc('.', stderr);
+    progress('.');
     return 0;
 }
 
@@ -459,7 +459,7 @@ is_prime( MPI n, int steps, int *count )
            if( mpi_cmp( y, nminus1 ) )
                goto leave; /* not a prime */
        }
-       fputc('+', stderr);
+       progress('+');
     }
     rc = 1; /* may be a prime */