Factorize bignums using the Pollard Rho algorithm. The code comes
from NetBSD, altered to retain the FreeBSD -h feature and various stylistic improvements and avoid regressions. In the absence of OpenSSL (and therefore bignums) the old code is used. PR: 43831 Reviewed by: kris, markm, obrien Obtained from: NetBSD MFC after: 2 weeks
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parent
add448e4e7
commit
63f7eaa932
@ -4,6 +4,13 @@
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PROG= factor
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PROG= factor
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SRCS= factor.c pr_tbl.c
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SRCS= factor.c pr_tbl.c
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CFLAGS+=-I${.CURDIR}/../primes
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CFLAGS+=-I${.CURDIR}/../primes
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.if exists(${.CURDIR}/../../crypto) && !defined(NO_OPENSSL)
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CFLAGS+=-DHAVE_OPENSSL
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LDADD+= -lcrypto
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DPADD+= ${LIBCRYPTO}
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.endif
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MAN= factor.6
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MAN= factor.6
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MLINKS+=factor.6 primes.6
|
MLINKS+=factor.6 primes.6
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.PATH: ${.CURDIR}/../primes
|
.PATH: ${.CURDIR}/../primes
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@ -43,6 +43,7 @@ static const char copyright[] =
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#ifndef lint
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#ifndef lint
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#if 0
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#if 0
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static char sccsid[] = "@(#)factor.c 8.4 (Berkeley) 5/4/95";
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static char sccsid[] = "@(#)factor.c 8.4 (Berkeley) 5/4/95";
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__RCSID("$NetBSD: factor.c,v 1.13 2002/06/18 23:07:36 simonb Exp $");
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#endif
|
#endif
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||||||
static const char rcsid[] =
|
static const char rcsid[] =
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"$FreeBSD$";
|
"$FreeBSD$";
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||||||
@ -77,18 +78,54 @@ static const char rcsid[] =
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#include "primes.h"
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#include "primes.h"
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static int hflag;
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#ifdef HAVE_OPENSSL
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static void pr_fact(ubig); /* print factors of a value */
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#include <openssl/bn.h>
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#define PRIME_CHECKS 5
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static void pollard_pminus1(BIGNUM *); /* print factors for big numbers */
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#else
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typedef ubig BIGNUM;
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typedef u_long BN_ULONG;
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#define BN_CTX int
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#define BN_CTX_new() NULL
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#define BN_new() ((BIGNUM *)calloc(sizeof(BIGNUM), 1))
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#define BN_is_zero(v) (*(v) == 0)
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#define BN_is_one(v) (*(v) == 1)
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#define BN_mod_word(a, b) (*(a) % (b))
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static int BN_dec2bn(BIGNUM **a, const char *str);
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static int BN_hex2bn(BIGNUM **a, const char *str);
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static BN_ULONG BN_div_word(BIGNUM *, BN_ULONG);
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static void BN_print_fp(FILE *, const BIGNUM *);
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#endif
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static void BN_print_dec_fp(FILE *, const BIGNUM *);
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static void pr_fact(BIGNUM *); /* print factors of a value */
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static void pr_print(BIGNUM *); /* print a prime */
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static void usage(void);
|
static void usage(void);
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||||||
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static BN_CTX *ctx; /* just use a global context */
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static int hflag;
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||||||
int
|
int
|
||||||
main(int argc, char *argv[])
|
main(int argc, char *argv[])
|
||||||
{
|
{
|
||||||
ubig val;
|
BIGNUM *val;
|
||||||
int ch;
|
int ch;
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||||||
char *p, buf[LINE_MAX]; /* > max number of digits. */
|
char *p, buf[LINE_MAX]; /* > max number of digits. */
|
||||||
|
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||||||
|
ctx = BN_CTX_new();
|
||||||
|
val = BN_new();
|
||||||
|
if (val == NULL)
|
||||||
|
errx(1, "can't initialise bignum");
|
||||||
|
|
||||||
while ((ch = getopt(argc, argv, "h")) != -1)
|
while ((ch = getopt(argc, argv, "h")) != -1)
|
||||||
switch (ch) {
|
switch (ch) {
|
||||||
case 'h':
|
case 'h':
|
||||||
@ -114,11 +151,8 @@ main(int argc, char *argv[])
|
|||||||
continue;
|
continue;
|
||||||
if (*p == '-')
|
if (*p == '-')
|
||||||
errx(1, "negative numbers aren't permitted.");
|
errx(1, "negative numbers aren't permitted.");
|
||||||
errno = 0;
|
if (BN_dec2bn(&val, buf) == 0 &&
|
||||||
val = strtoul(buf, &p, 0);
|
BN_hex2bn(&val, buf) == 0)
|
||||||
if (errno)
|
|
||||||
err(1, "%s", buf);
|
|
||||||
if (*p != '\n')
|
|
||||||
errx(1, "%s: illegal numeric format.", buf);
|
errx(1, "%s: illegal numeric format.", buf);
|
||||||
pr_fact(val);
|
pr_fact(val);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
@ -127,11 +161,8 @@ main(int argc, char *argv[])
|
|||||||
for (; *argv != NULL; ++argv) {
|
for (; *argv != NULL; ++argv) {
|
||||||
if (argv[0][0] == '-')
|
if (argv[0][0] == '-')
|
||||||
errx(1, "negative numbers aren't permitted.");
|
errx(1, "negative numbers aren't permitted.");
|
||||||
errno = 0;
|
if (BN_dec2bn(&val, argv[0]) == 0 &&
|
||||||
val = strtoul(argv[0], &p, 0);
|
BN_hex2bn(&val, argv[0]) == 0)
|
||||||
if (errno)
|
|
||||||
err(1, "%s", argv[0]);
|
|
||||||
if (*p != '\0')
|
|
||||||
errx(1, "%s: illegal numeric format.", argv[0]);
|
errx(1, "%s: illegal numeric format.", argv[0]);
|
||||||
pr_fact(val);
|
pr_fact(val);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
@ -148,38 +179,56 @@ main(int argc, char *argv[])
|
|||||||
* Factors are printed with leading tabs.
|
* Factors are printed with leading tabs.
|
||||||
*/
|
*/
|
||||||
static void
|
static void
|
||||||
pr_fact(ubig val)
|
pr_fact(BIGNUM *val)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
const ubig *fact; /* The factor found. */
|
const ubig *fact; /* The factor found. */
|
||||||
|
|
||||||
/* Firewall - catch 0 and 1. */
|
/* Firewall - catch 0 and 1. */
|
||||||
if (val == 0) /* Historical practice; 0 just exits. */
|
if (BN_is_zero(val)) /* Historical practice; 0 just exits. */
|
||||||
exit(0);
|
exit(0);
|
||||||
if (val == 1) {
|
if (BN_is_one(val)) {
|
||||||
printf("1: 1\n");
|
printf("1: 1\n");
|
||||||
return;
|
return;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
/* Factor value. */
|
/* Factor value. */
|
||||||
printf(hflag ? "0x%lx:" : "%lu:", val);
|
|
||||||
for (fact = &prime[0]; val > 1; ++fact) {
|
if (hflag) {
|
||||||
|
fputs("0x", stdout);
|
||||||
|
BN_print_fp(stdout, val);
|
||||||
|
} else
|
||||||
|
BN_print_dec_fp(stdout, val);
|
||||||
|
putchar(':');
|
||||||
|
for (fact = &prime[0]; !BN_is_one(val); ++fact) {
|
||||||
/* Look for the smallest factor. */
|
/* Look for the smallest factor. */
|
||||||
do {
|
do {
|
||||||
if (val % *fact == 0)
|
if (BN_mod_word(val, (BN_ULONG)*fact) == 0)
|
||||||
break;
|
break;
|
||||||
} while (++fact <= pr_limit);
|
} while (++fact <= pr_limit);
|
||||||
|
|
||||||
/* Watch for primes larger than the table. */
|
/* Watch for primes larger than the table. */
|
||||||
if (fact > pr_limit) {
|
if (fact > pr_limit) {
|
||||||
printf(hflag ? " 0x%lx" : " %lu", val);
|
#ifdef HAVE_OPENSSL
|
||||||
|
BIGNUM *bnfact;
|
||||||
|
|
||||||
|
bnfact = BN_new();
|
||||||
|
BN_set_word(bnfact, *(fact - 1));
|
||||||
|
BN_sqr(bnfact, bnfact, ctx);
|
||||||
|
if (BN_cmp(bnfact, val) > 0)
|
||||||
|
pr_print(val);
|
||||||
|
else
|
||||||
|
pollard_pminus1(val);
|
||||||
|
#else
|
||||||
|
pr_print(val);
|
||||||
|
#endif
|
||||||
break;
|
break;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
/* Divide factor out until none are left. */
|
/* Divide factor out until none are left. */
|
||||||
do {
|
do {
|
||||||
printf(hflag ? " 0x%lx" : " %lu", *fact);
|
printf(hflag ? " 0x%lx" : " %lu", *fact);
|
||||||
val /= *fact;
|
BN_div_word(val, (BN_ULONG)*fact);
|
||||||
} while ((val % *fact) == 0);
|
} while (BN_mod_word(val, (BN_ULONG)*fact) == 0);
|
||||||
|
|
||||||
/* Let the user know we're doing something. */
|
/* Let the user know we're doing something. */
|
||||||
fflush(stdout);
|
fflush(stdout);
|
||||||
@ -187,9 +236,128 @@ pr_fact(ubig val)
|
|||||||
putchar('\n');
|
putchar('\n');
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static void
|
||||||
|
pr_print(BIGNUM *val)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (hflag) {
|
||||||
|
fputs(" 0x", stdout);
|
||||||
|
BN_print_fp(stdout, val);
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
putchar(' ');
|
||||||
|
BN_print_dec_fp(stdout, val);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
static void
|
static void
|
||||||
usage(void)
|
usage(void)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
fprintf(stderr, "usage: factor [-h] [value ...]\n");
|
fprintf(stderr, "usage: factor [-h] [value ...]\n");
|
||||||
exit(1);
|
exit(1);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
#ifdef HAVE_OPENSSL
|
||||||
|
|
||||||
|
/* pollard rho, algorithm from Jim Gillogly, May 2000 */
|
||||||
|
static void
|
||||||
|
pollard_pminus1(BIGNUM *val)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
BIGNUM *base, *num, *i, *x;
|
||||||
|
|
||||||
|
base = BN_new();
|
||||||
|
num = BN_new();
|
||||||
|
i = BN_new();
|
||||||
|
x = BN_new();
|
||||||
|
|
||||||
|
BN_set_word(i, 2);
|
||||||
|
BN_set_word(base, 2);
|
||||||
|
|
||||||
|
for (;;) {
|
||||||
|
BN_mod_exp(base, base, i, val, ctx);
|
||||||
|
|
||||||
|
BN_copy(x, base);
|
||||||
|
BN_sub_word(x, 1);
|
||||||
|
BN_gcd(x, x, val, ctx);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (!BN_is_one(x)) {
|
||||||
|
if (BN_is_prime(x, PRIME_CHECKS, NULL, NULL,
|
||||||
|
NULL) == 1)
|
||||||
|
pr_print(x);
|
||||||
|
else
|
||||||
|
pollard_pminus1(x);
|
||||||
|
fflush(stdout);
|
||||||
|
|
||||||
|
BN_div(num, NULL, val, x, ctx);
|
||||||
|
if (BN_is_one(num))
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
if (BN_is_prime(num, PRIME_CHECKS, NULL, NULL,
|
||||||
|
NULL) == 1) {
|
||||||
|
pr_print(num);
|
||||||
|
fflush(stdout);
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
BN_copy(val, num);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
BN_add_word(i, 1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/*
|
||||||
|
* Sigh.. No _decimal_ output to file functions in BN.
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
static void
|
||||||
|
BN_print_dec_fp(FILE *fp, const BIGNUM *num)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
char *buf;
|
||||||
|
|
||||||
|
buf = BN_bn2dec(num);
|
||||||
|
if (buf == NULL)
|
||||||
|
return; /* XXX do anything here? */
|
||||||
|
fprintf(fp, buf);
|
||||||
|
free(buf);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
#else
|
||||||
|
|
||||||
|
static void
|
||||||
|
BN_print_fp(FILE *fp, const BIGNUM *num)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
fprintf(fp, "%lx", (unsigned long)*num);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static void
|
||||||
|
BN_print_dec_fp(FILE *fp, const BIGNUM *num)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
fprintf(fp, "%lu", (unsigned long)*num);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static int
|
||||||
|
BN_dec2bn(BIGNUM **a, const char *str)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
char *p;
|
||||||
|
|
||||||
|
errno = 0;
|
||||||
|
**a = strtoul(str, &p, 10);
|
||||||
|
return (errno == 0 && (*p == '\n' || *p == '\0'));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static int
|
||||||
|
BN_hex2bn(BIGNUM **a, const char *str)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
char *p;
|
||||||
|
|
||||||
|
errno = 0;
|
||||||
|
**a = strtoul(str, &p, 16);
|
||||||
|
return (errno == 0 && (*p == '\n' || *p == '\0'));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static BN_ULONG
|
||||||
|
BN_div_word(BIGNUM *a, BN_ULONG b)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
BN_ULONG mod;
|
||||||
|
|
||||||
|
mod = *a % b;
|
||||||
|
*a /= b;
|
||||||
|
return mod;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
#endif
|
||||||
|
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