demo/.svn/text-base/arithdemo.C.svn-base

   1 /* Genus 2 arithmetic demo cgi */
   2
   3 #include <sys/timeb.h>
   4 #include <errno.h>
   5 #include <time.h>
   6 #include <g2hec_Genus2_ops.h>
   7 #include <g2hec_rand.h>
   8 #include <g2hec_nsdebug.h>
   9
  10 #undef MAX_STRING_LEN
  11 #define MAX_STRING_LEN 500
  12
  13 /* Global data */
  14 char p[MAX_STRING_LEN];
  15 char h2[MAX_STRING_LEN], h1[MAX_STRING_LEN], h0[MAX_STRING_LEN];
  16 char f5[MAX_STRING_LEN],f4[MAX_STRING_LEN],f3[MAX_STRING_LEN],
  17   f2[MAX_STRING_LEN],f1[MAX_STRING_LEN],f0[MAX_STRING_LEN];
  18 char u2[MAX_STRING_LEN], u1[MAX_STRING_LEN], u0[MAX_STRING_LEN];
  19 char v1[MAX_STRING_LEN], v0[MAX_STRING_LEN];
  20 size_t primesize;
  21 char n[MAX_STRING_LEN];
  22 char buttontype[MAX_STRING_LEN];
  23
  24 NS_G2_CLIENT
  25
  26 /* Subroutine to generate random prime, curve and divisor */
  27 static void generate_random()
  28 {
  29   ZZ prime, scalar;
  30
  31   /* PRNG seeding */
  32   SetSeed(g2hec_rand()); // Get random seed from /dev/urandom.
  33
  34   RandomPrime(prime, (long) primesize, 10);
  35   RandomBnd(scalar, prime);
  36
  37   field_t::init(prime);
  38
  39   poly_t f, h, u, v;
  40
  41   g2hcurve curve;
  42
  43   divisor div;
  44
  45   curve.random();
  46
  47   div.set_curve(curve);
  48
  49   div.random();
  50
  51   f = curve.get_f();
  52
  53   h = curve.get_h();
  54
  55   u = div.get_upoly();
  56
  57   v = div.get_vpoly();
  58
  59   /* Print web page */
  60
  61   cout << "<!-- Genus 2 arithmetic demo -->" << endl;
  62   cout << "<html>" << endl << endl
  63   << "<head>" << endl
  64   << "<meta http-equiv=\"Content-Type\" content=\"text/html; \
  65 charset=utf-8\" />" << endl
  66   << "<script language=\"javascript\" type=\"text/javascript\" src=\"tools.js\">" << endl
  67   << "</script>" << endl
  68
  69   << endl << "<!-- Workaround for IE7 prompt() blocking -->" << endl
  70   << "<script language=\"javascript\" type=\"text/javascript\" src=\"IEprompt.js\">" << endl
  71   << "</script>" << endl
  72
  73   << "<script language=\"javascript\" type=\"text/javascript\" src=\"promptcb.js\">" << endl
  74   << "</script>" << endl
  75
  76   << "<title> Genus 2 arithmetic demo </title>" << endl
  77   << "</head>" << endl
  78   << "<body>" << endl
  79   << "<form name=\"demoform\" method=\"POST\" action=\"arithdemo.cgi\">" << endl
  80   << "<div>" << endl
  81   << "<label><h4>libg2hec Demo: genus 2 curve C: y^2+h(x)y=f(x) over GF(p)\
  82 scalar multiplication</h4></label>" << endl
  83   << "</div>" << endl
  84   << "<hr />" << endl
  85
  86   <<"<div>" << endl
  87   << "<label> prime p = </label>" << endl
  88   << "<textarea name=\"p\" cols=\"60\" rows=\"3\" id=\"p\" wrap=\"virtual\">"
  89   << prime
  90   << "</textarea>" << endl
  91        << "</div>" << endl
  92
  93        << "<div>" << endl
  94
  95        << "<label>h(x) = </label>" << endl
  96
  97        << "<textarea name=\"h2\" cols=\"10\" rows=\"1\" id=\"h2\" wrap=\"virtual\">"
  98        << coeff(h, 2)
  99        << "</textarea> x^2 + <textarea name=\"h1\" cols=\"10\" rows=\"1\" id=\"h1\" wrap=\"virtual\">"
 100        << coeff(h, 1)
 101        << "</textarea> x + <textarea name=\"h0\" cols=\"10\" rows=\"1\" id=\"h0\" wrap=\"virtual\">"
 102        << coeff(h, 0) << "</textarea>" << endl;
 103
 104   cout << "</div>" << endl;
 105
 106   cout << "<div>" << endl;
 107
 108   cout << "<label>f(x) = </label>" << endl;
 109
 110   cout << "x^5 + "
 111        << "<textarea name=\"f4\" cols=\"10\" rows=\"1\" id=\"f4\" wrap=\"virtual\">"
 112        << coeff(f, 4) << "</textarea> x^4 + "
 113        << "<textarea name=\"f3\" cols=\"10\" rows=\"1\" id=\"f3\" wrap=\"virtual\">"
 114        << coeff(f, 3) <<"</textarea> x^3 + "
 115        << "<textarea name=\"f2\" cols=\"10\" rows=\"1\" id=\"f2\" wrap=\"virtual\">"
 116        << coeff(f, 2) <<"</textarea> x^2 + "
 117        << "<textarea name=\"f1\" cols=\"10\" rows=\"1\" id=\"f1\" wrap=\"virtual\">"
 118        << coeff(f, 1) << "</textarea> x + "
 119        << "<textarea name=\"f0\" cols=\"10\" rows=\"1\" id=\"f0\" wrap=\"virtual\">"
 120        << coeff(f, 0) << "</textarea>" << endl;
 121
 122   cout << "</div>" << endl;
 123
 124   cout << "<br />" << endl;
 125
 126   cout << "<div>" << endl;
 127
 128   cout << "divisor D = [u(x), v(x)]" << endl;
 129   cout << "</div>" << endl;
 130
 131   cout << "<div>" << endl;
 132
 133   cout << "<label> u(x) = </label>" << endl;
 134   cout << "<textarea name=\"u2\" cols=\"10\" rows=\"1\" id=\"u2\" wrap=\"virtual\">"
 135        << coeff(u, 2) << "</textarea> x^2 + "
 136        << "<textarea name=\"u1\" cols=\"10\" rows=\"1\" id=\"u1\" wrap=\"virtual\">"
 137        << coeff(u, 1) << "</textarea> x + "
 138        << "<textarea name=\"u0\" cols=\"10\" rows=\"1\" id=\"u0\" wrap=\"virtual\">"
 139        << coeff(u, 0) << "</textarea>" << endl;
 140   cout << "</div>" << endl;
 141
 142   cout << "<div>" << endl;
 143
 144   cout << "<label> v(x) = </label>" << endl;
 145   cout << "<textarea name=\"v1\" cols=\"10\" rows=\"1\" id=\"v1\" wrap=\"virtual\">"
 146        << coeff(v, 1) << "</textarea> x + "
 147        << "<textarea name=\"v0\" cols=\"10\" rows=\"1\" id=\"v0\" wrap=\"virtual\">"
 148        << coeff(v, 0) << "</textarea>" << endl;
 149   cout << "</div>" << endl;
 150
 151   cout << "<br />" << endl;
 152
 153   cout << "<div>" << endl;
 154
 155   cout << "<label> scalar n = </label>" << endl;
 156
 157   cout << "<textarea name=\"n\" cols=\"60\" rows=\"3\" id=\"n\" wrap=\"virtual\">"
 158        << scalar << "</textarea>" << endl;
 159
 160   cout << "<hr />" << endl << "<br />" << endl;
 161
 162   cout << "</div>" << endl;
 163
 164   cout << "<div>" << endl;
 165   cout << "<input type=\"hidden\" name=\"primesize\" value=\""
 166        << primesize << "\" />" << endl;
 167   cout << "<input type=\"hidden\" name=\"buttontype\" />" << endl;
 168
 169   cout << "<input type=\"button\" value=\"Choose random\" onClick=\'Choose_prime_size()\'/>" << endl;
 170
 171   cout << "<input type=\"button\" value=\"Reset\" onClick=\'self.location=\"demo.html\"\' />" << endl;
 172
 173   cout << "<input type=\"button\" value=\"Calculate [n]D\" onClick=\'Calculate()\' />" << endl;
 174   cout << "</div>" << endl;
 175   cout << "</form>" << endl;
 176
 177   cout << "</body>" << endl;
 178
 179    cout <<   " </html>" << endl;
 180
 181   /* End print web page */
 182
 183 }
 184
 185 /* Subroutine to do computation */
 186 static void calculate()
 187 {
 188     /* Primility test */
 189     if (! ProbPrime(to_ZZ(p)) ) {
 190       cout << "p = " << p << " is not prime";
 191       exit(1);
 192     }
 193
 194     struct timeb start, finish;
 195
 196     int rc_start, rc_finish;
 197
 198     field_t::init(to_ZZ(p));
 199
 200     poly_t f, h, u, v;
 201
 202     g2hcurve curve;
 203
 204     divisor div, div_out;
 205
 206     SetCoeff(f, 5, 1);
 207     SetCoeff(f, 4, to_ZZ_p(to_ZZ(f4)));
 208     SetCoeff(f, 3, to_ZZ_p(to_ZZ(f3)));
 209     SetCoeff(f, 2, to_ZZ_p(to_ZZ(f2)));
 210     SetCoeff(f, 1, to_ZZ_p(to_ZZ(f1)));
 211     SetCoeff(f, 0, to_ZZ_p(to_ZZ(f0)));
 212
 213     SetCoeff(h, 2, to_ZZ_p(to_ZZ(h2)));
 214     SetCoeff(h, 1, to_ZZ_p(to_ZZ(h1)));
 215     SetCoeff(h, 0, to_ZZ_p(to_ZZ(h0)));
 216
 217     SetCoeff(u, 2, to_ZZ_p(to_ZZ(u2)));
 218     SetCoeff(u, 1, to_ZZ_p(to_ZZ(u1)));
 219     SetCoeff(u, 0, to_ZZ_p(to_ZZ(u0)));
 220
 221     SetCoeff(v, 1, to_ZZ_p(to_ZZ(v1)));
 222     SetCoeff(v, 0, to_ZZ_p(to_ZZ(v0)));
 223
 224     curve.set_h(h);
 225     curve.set_f(f);
 226     curve.update();
 227
 228     if (!curve.is_valid_curve()) {
 229       cout << "<p>Curve is not valid</p>" << endl;
 230       exit(1);
 231     }
 232
 233     div.set_curve(curve);
 234     div.set_upoly(u);
 235     div.set_vpoly(v);
 236     div.update();
 237
 238     if (!div.is_valid_divisor()) {
 239       cout << "<p>Divisor D is not valid</p>" << endl;
 240       cout << div << endl;
 241       exit(1);
 242     }
 243
 244     ZZ nn = to_ZZ(n);
 245
 246     /* scalar multiplication: NAF */
 247     rc_start = ftime(&start);
 248
 249     if (rc_start) {
 250       printf("ftime() failed, errno = %d\n",
 251              errno);
 252       exit(1);
 253     }
 254
 255     /* Actuall computation */
 256     scalar_mul(div_out, div, nn, NAF);
 257     /* End of computation */
 258
 259     rc_finish = ftime(&finish);
 260
 261     if (rc_finish) {
 262       printf("ftime() failed, errno = %d\n",
 263              errno);
 264       exit(1);
 265     }
 266
 267     /* Time in seconds */
 268     double time = finish.time-start.time;
 269     time *= 1000;
 270     time += finish.millitm-start.millitm;
 271     time /= 1000;
 272
 273     /* print html page */
 274     cout << "<!-- Scalar multiplication result -->" << endl
 275          << "<html>" << endl << endl
 276          << "<head>" << endl
 277          << "<title>Scalar multiplication result</title>" << endl
 278          << "</head>" << endl << endl
 279
 280          << "<body>" << endl
 281
 282          << "<h4>Scalar multiplication result</h4>" << endl
 283          << "<div>Genus 2 curve C: y^2+h(x)y=f(x) over GF(p)</div>" << endl
 284          << "<div>" << primesize << "-bit prime p = " << p << endl
 285          << "<hr />" << endl
 286
 287          << "<pre>" << endl
 288
 289          << "input divisor D: " << endl
 290          << "<pre>" << endl
 291          << div << endl
 292          << "input scalar n = " << n << endl
 293          << "<hr />" << endl
 294
 295          << "output divisor [n]D: " << endl
 296          << div_out << endl
 297          << "Computation took " << time << " sec " << endl
 298          << "<hr />" << endl
 299          << "</pre>" << endl
 300       /* "Back button" */
 301          << "<form><input type=\"button\" value=\" &lt;-- Back \" onClick=\"history.go(-1);return false;\" /></form>" << endl
 302
 303          << "</body>" << endl
 304          << "</html>" << endl;
 305
 306     /* end print html page*/
 307 }
 308
 309
 310 int main()
 311 { /* The following must be the first line of output */
 312   printf("%s%c%c\n\n", "Content-Type:text/html; charset=utf-8", 13, 10);
 313
 314   if (!getenv("CONTENT_LENGTH")) {
 315     cout << "Error reading data" << endl;
 316     exit(1);
 317   }
 318
 319   char data[MAX_STRING_LEN*20];
 320   int datalen = atoi( getenv("CONTENT_LENGTH") );
 321   fread(data, datalen, 1, stdin);
 322
 323   /* for GET method */
 324   /* data = getenv("QUERY_STRING"); */
 325
 326   if (!data) cout << "<p>Error reading data</p>" << endl;
 327   else if (sscanf(data, "p=%[0-9]&h2=%[0-9]&h1=%[0-9]&h0=%[0-9]&f4=%[0-9]&\
 328 f3=%[0-9]&f2=%[0-9]&f1=%[0-9]&f0=%[0-9]&u2=%[0-9]&u1=%[0-9]&u0=%[0-9]&\
 329 v1=%[0-9]&v0=%[0-9]&n=%[0-9-]&primesize=%u&buttontype=%s", p, h2, h1, h0, \
 330 f4, f3, f2, f1, f0, u2, u1, u0, v1, v0, n, &primesize, buttontype) != 17) \
 331                                 cout << "<p>Invalid input data. </p>" << endl;
 332
 333   else {
 334     if ( !strcmp(buttontype, "Random") ) generate_random();
 335
 336     if (!strcmp(buttontype, "Calculate") ) calculate();
 337   }
 338
 339   return 0;
 340 }