OpenSSL密码库算法笔记——第2.3.3章 Montgomery模数与相关函数

为了便于使用Montgomery约化,专门定义了一个结构体,我们将它称作Montgomery模数,这点与Barrett模数类似。结构体的定义如下:

struct bn_mont_ctx_st

{

        int ri;

        BIGNUM RR;

        BIGNUM N;

        BIGNUM Ni;

        BN_ULONG n0;

        int flags;

};

typedef struct bn_mont_ctx_st BN_MONT_CTX;

其中:

  • ri                    模数N的长度,若记N的字长为len,则rilen×32
  • RR                  R2 mod N,在将大整数转化到Montgomery整数时用。R2riBlen
  • N                    模数;
  • Ni                   即上面算法中提到的
  • n0                   Ni的最低字。
  • flags                       Montgomery模数的属性,和大整数的属性类似。

为了方便对这种新的结构体进行操作与管理,定义了许多相关的基本函数来做实现一些基本的功能——初始化、新建、释放、设置模数、Montgomery模数和普通大整数之间的转换。

(1).    首先看看怎样新建和释放一个Montgomery模数。这一点与大整数的新建和释放(见§0.2.1)是非常相似的。同样是两种方法都可以新建一个Montgomery模数。

  1. 方法1:先定义再初始化:

BN_MONT_CTX mont;

BN_MONT_CTX_init (&mont);

  1. 方法2:新建一个指向Montgomery模数的指针,再调用新建函数。

BIGNUM * mont;

                       mont=BN_MONT_CTX_new();

Montgomery模数的释放也和大整数相同。

  1. 用方法1——BN_MONT_CTX_init新建的Montgomery数,无法人为地释放。只有当该大整数所在的函数执行完毕后,才能同别的数据类型一起被释放。
  2. 用方法2——BN_MONT_CTX_new新建的Montgomery数,可以人为地释放。调用专门的释放函数BN_free即可:

BN_MONT_CTX_free (mont);

 

下面简要介绍下上面涉及到的三个函数。方法1用到的初始化函数:

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void BN_MONT_CTX_init(BN_MONT_CTX *ctx)

功能:    初始化Montgomery模数,内部信息置零。    

输入:    ctx

输出:    -

返回:    -

出处:    bn_mont.c

备注:    内部信息(n0除外)置零。

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方法2用到的新建函数:

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BN_MONT_CTX *BN_MONT_CTX_new(void)

功能:    新建一个Montgomery模数,并将内部信息置零

输入:    -

输出:    -

返回:    新建的Montgomery模数地址

出处:    bn_mont.c

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释放Montgomery模数用到的函数:

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void BN_MONT_CTX_free(BN_MONT_CTX *mont)

功能:    释放Montgomery模数

输入:    mont

输出:    -

返回:    -

出处:    bn_mont.c

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(2).    设置Montgomery模数。初始化或者新建好一个Montgomery模数以后,该模数内部信息全部为零,所以需要设置内部信息。可以是用一个大整数来设置模数的内部信息,也可以直接从一个已有的Montgomey模数那里复制。

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int BN_MONT_CTX_set(BN_MONT_CTX *mont, const BIGNUM *mod)

功能:    利用给定大数设置Montgomery模数

输入:    mod【用来设置Montgomey模数的大整数】

输出:    mont【Montgomery模数】

返回:    1【正常】 or 0【出错】

出处:    bn_mont.c

备注:    利用给定大数mod设置好Montgomery模数中相关信息——ri,RR,N,Ni,n0。

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复制Montgomery模数如下:

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BN_MONT_CTX *BN_MONT_CTX_copy (BN_MONT_CTX *to, BN_MONT_CTX *from)

功能:    复制Montgomery模数

输入:    from【源模数】

输出:    to ← from

返回:    to【目标模数,正常】 or NULL【出错】

出处:    bn_mont.c

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