1 package org.bouncycastle.math.ec.custom.sec;
2 
3 import java.math.BigInteger;
4 
5 import org.bouncycastle.math.raw.Nat;
6 import org.bouncycastle.math.raw.Nat512;
7 
8 public class SecP521R1Field
9 {
10     // 2^521 - 1
11     static final int[] P = new int[]{ 0xFFFFFFFF, 0xFFFFFFFF, 0xFFFFFFFF, 0xFFFFFFFF, 0xFFFFFFFF, 0xFFFFFFFF, 0xFFFFFFFF,
12         0xFFFFFFFF, 0xFFFFFFFF, 0xFFFFFFFF, 0xFFFFFFFF, 0xFFFFFFFF, 0xFFFFFFFF, 0xFFFFFFFF, 0xFFFFFFFF, 0xFFFFFFFF, 0x1FF };
13     private static final int P16 = 0x1FF;
14 
add(int[] x, int[] y, int[] z)15     public static void add(int[] x, int[] y, int[] z)
16     {
17         int c = Nat.add(16, x, y, z) + x[16] + y[16];
18         if (c > P16 || (c == P16 && Nat.eq(16, z, P)))
19         {
20             c += Nat.inc(16, z);
21             c &= P16;
22         }
23         z[16] = c;
24     }
25 
addOne(int[] x, int[] z)26     public static void addOne(int[] x, int[] z)
27     {
28         int c = Nat.inc(16, x, z) + x[16];
29         if (c > P16 || (c == P16 && Nat.eq(16, z, P)))
30         {
31             c += Nat.inc(16, z);
32             c &= P16;
33         }
34         z[16] = c;
35     }
36 
fromBigInteger(BigInteger x)37     public static int[] fromBigInteger(BigInteger x)
38     {
39         int[] z = Nat.fromBigInteger(521, x);
40         if (Nat.eq(17, z, P))
41         {
42             Nat.zero(17, z);
43         }
44         return z;
45     }
46 
half(int[] x, int[] z)47     public static void half(int[] x, int[] z)
48     {
49         int x16 = x[16];
50         int c = Nat.shiftDownBit(16, x, x16, z);
51         z[16] = (x16 >>> 1) | (c >>> 23);
52     }
53 
multiply(int[] x, int[] y, int[] z)54     public static void multiply(int[] x, int[] y, int[] z)
55     {
56         int[] tt = Nat.create(33);
57         implMultiply(x, y, tt);
58         reduce(tt, z);
59     }
60 
negate(int[] x, int[] z)61     public static void negate(int[] x, int[] z)
62     {
63         if (Nat.isZero(17, x))
64         {
65             Nat.zero(17, z);
66         }
67         else
68         {
69             Nat.sub(17, P, x, z);
70         }
71     }
72 
reduce(int[] xx, int[] z)73     public static void reduce(int[] xx, int[] z)
74     {
75 //        assert xx[32] >>> 18 == 0;
76 
77         int xx32 = xx[32];
78         int c = Nat.shiftDownBits(16, xx, 16, 9, xx32, z, 0) >>> 23;
79         c += xx32 >>> 9;
80         c += Nat.addTo(16, xx, z);
81         if (c > P16 || (c == P16 && Nat.eq(16, z, P)))
82         {
83             c += Nat.inc(16, z);
84             c &= P16;
85         }
86         z[16] = c;
87     }
88 
reduce23(int[] z)89     public static void reduce23(int[] z)
90     {
91         int z16 = z[16];
92         int c = Nat.addWordTo(16, z16 >>> 9, z) + (z16 & P16);
93         if (c > P16 || (c == P16 && Nat.eq(16, z, P)))
94         {
95             c += Nat.inc(16, z);
96             c &= P16;
97         }
98         z[16] = c;
99     }
100 
square(int[] x, int[] z)101     public static void square(int[] x, int[] z)
102     {
103         int[] tt = Nat.create(33);
104         implSquare(x, tt);
105         reduce(tt, z);
106     }
107 
squareN(int[] x, int n, int[] z)108     public static void squareN(int[] x, int n, int[] z)
109     {
110 //        assert n > 0;
111 
112         int[] tt = Nat.create(33);
113         implSquare(x, tt);
114         reduce(tt, z);
115 
116         while (--n > 0)
117         {
118             implSquare(z, tt);
119             reduce(tt, z);
120         }
121     }
122 
subtract(int[] x, int[] y, int[] z)123     public static void subtract(int[] x, int[] y, int[] z)
124     {
125         int c = Nat.sub(16, x, y, z) + x[16] - y[16];
126         if (c < 0)
127         {
128             c += Nat.dec(16, z);
129             c &= P16;
130         }
131         z[16] = c;
132     }
133 
twice(int[] x, int[] z)134     public static void twice(int[] x, int[] z)
135     {
136         int x16 = x[16];
137         int c = Nat.shiftUpBit(16, x, x16 << 23, z) | (x16 << 1);
138         z[16] = c & P16;
139     }
140 
implMultiply(int[] x, int[] y, int[] zz)141     protected static void implMultiply(int[] x, int[] y, int[] zz)
142     {
143         Nat512.mul(x, y, zz);
144 
145         int x16 = x[16], y16 = y[16];
146         zz[32] = Nat.mul31BothAdd(16, x16, y, y16, x, zz, 16) + (x16 * y16);
147     }
148 
implSquare(int[] x, int[] zz)149     protected static void implSquare(int[] x, int[] zz)
150     {
151         Nat512.square(x, zz);
152 
153         int x16 = x[16];
154         zz[32] = Nat.mulWordAddTo(16, x16 << 1, x, 0, zz, 16) + (x16 * x16);
155     }
156 }
157