Generalize the tower extensions tests 1000+ lines saved
This commit is contained in:
Mamy André-Ratsimbazafy
Mamy Ratsimbazafy
parent
1559bda56c
commit
75557d88d8
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@ -26,3 +26,17 @@ macro staticFor*(idx: untyped{nkIdent}, start, stopEx: static int, body: untyped
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ident("unrolledIter_" & $idx & $i),
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ident("unrolledIter_" & $idx & $i),
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body.replaceNodes(idx, newLit i)
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body.replaceNodes(idx, newLit i)
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)
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)
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{.experimental: "dynamicBindSym".}
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macro staticFor*(ident: untyped{nkIdent}, choices: typed, body: untyped): untyped =
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## matches
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## staticFor(curve, TestCurves):
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## body
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## and unroll the body for each curve in TestCurves
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result = newStmtList()
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for choice in choices:
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result.add nnkBlockStmt.newTree(
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ident($ident & "_" & $choice.intVal),
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body.replaceNodes(ident, choice)
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)
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@ -7,535 +7,27 @@
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# at your option. This file may not be copied, modified, or distributed except according to those terms.
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# at your option. This file may not be copied, modified, or distributed except according to those terms.
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import
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import
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||||||
# Standard library
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unittest, times,
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# Internals
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# Internals
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../constantine/towers,
|
../constantine/towers,
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../constantine/config/[common, curves],
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../constantine/config/curves,
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../constantine/arithmetic,
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# Test utilities
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# Test utilities
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../helpers/prng_unsafe
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./test_fp_tower_template
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const Iters = 128
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const TestCurves = [
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# BN254_Nogami
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# Random seed for reproducibility
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BN254_Snarks,
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var rng: RngState
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BLS12_377,
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let seed = uint32(getTime().toUnix() and (1'i64 shl 32 - 1)) # unixTime mod 2^32
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BLS12_381,
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rng.seed(seed)
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# BN446
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echo "test_fp12 xoshiro512** seed: ", seed
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# FKM12_447
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# BLS12_461
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# Import: wrap in field element tests in small procedures
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# BN462
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# otherwise they will become globals,
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]
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# and will create binary size issues.
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# Also due to Nim stack scanning,
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runTowerTests(
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# having too many elements on the stack (a couple kB)
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ExtDegree = 12,
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# will significantly slow down testing (100x is possible)
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Iters = 128,
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TestCurves = TestCurves,
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suite "𝔽p12 = 𝔽p6[w] (irreducible polynomial w² - γ)":
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moduleName = "test_fp12",
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test "Comparison sanity checks":
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testSuiteDesc = "𝔽p12 = 𝔽p6[w] (irreducible polynomial w²-γ = 0) -> 𝔽p12 point (a, b) with coordinate a + bw and γ quadratic non-residue in 𝔽p6"
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proc test(C: static Curve) =
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)
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var z, o {.noInit.}: Fp12[C]
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z.setZero()
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o.setOne()
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check: not bool(z == o)
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test(BN254_Snarks)
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test(BLS12_381)
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test "Addition, substraction negation are consistent":
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proc test(C: static Curve) =
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# Try to exercise all code paths for in-place/out-of-place add/sum/sub/diff/double/neg
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# (1 - (-a) - b + (-a) - 2a) + (2a + 2b + (-b)) == 1
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||||||
var accum {.noInit.}, One {.noInit.}, a{.noInit.}, na{.noInit.}, b{.noInit.}, nb{.noInit.}, a2 {.noInit.}, b2 {.noInit.}: Fp12[C]
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||||||
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||||||
One.setOne()
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a = rng.random_unsafe(Fp12[C])
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a2 = a
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a2.double()
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na.neg(a)
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b = rng.random_unsafe(Fp12[C])
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b2.double(b)
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nb.neg(b)
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||||||
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accum.diff(One, na)
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accum -= b
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||||||
accum += na
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||||||
accum -= a2
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||||||
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var t{.noInit.}: Fp12[C]
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||||||
t.sum(a2, b2)
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t += nb
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||||||
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accum += t
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check: bool accum.isOne()
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# test(BN254_Nogami)
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||||||
test(BN254_Snarks)
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||||||
test(BLS12_377)
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||||||
test(BLS12_381)
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||||||
# test(BN446)
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||||||
# test(FKM12_447)
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# test(BLS12_461)
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||||||
# test(BN462)
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||||||
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test "Squaring 1 returns 1":
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template test(C: static Curve) =
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block:
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proc testInstance() =
|
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||||||
let One = block:
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||||||
var O{.noInit.}: Fp12[C]
|
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||||||
O.setOne()
|
|
||||||
O
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
var r{.noinit.}: Fp12[C]
|
|
||||||
r.square(One)
|
|
||||||
check: bool(r == One)
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||||||
# block:
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||||||
# var r{.noinit.}: Fp12[C]
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||||||
# r.prod(One, One)
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||||||
# check: bool(r == One)
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||||||
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||||||
testInstance()
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||||||
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||||||
# test(BN254_Nogami)
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||||||
test(BN254_Snarks)
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||||||
test(BLS12_377)
|
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||||||
test(BLS12_381)
|
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||||||
# test(BN446)
|
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||||||
# test(FKM12_447)
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||||||
# test(BLS12_461)
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||||||
# test(BN462)
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||||||
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||||||
test "Squaring 2 returns 4":
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||||||
template test(C: static Curve) =
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||||||
block:
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||||||
proc testInstance() =
|
|
||||||
let One = block:
|
|
||||||
var O{.noInit.}: Fp12[C]
|
|
||||||
O.setOne()
|
|
||||||
O
|
|
||||||
|
|
||||||
var Two: Fp12[C]
|
|
||||||
Two.double(One)
|
|
||||||
|
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||||||
var Four: Fp12[C]
|
|
||||||
Four.double(Two)
|
|
||||||
|
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||||||
block:
|
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||||||
var r: Fp12[C]
|
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||||||
r.square(Two)
|
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||||||
|
|
||||||
check: bool(r == Four)
|
|
||||||
# block:
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||||||
# var r: Fp12[C]
|
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||||||
# r.prod(Two, Two)
|
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||||||
|
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||||||
# check: bool(r == Four)
|
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||||||
|
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||||||
testInstance()
|
|
||||||
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks)
|
|
||||||
test(BLS12_377)
|
|
||||||
test(BLS12_381)
|
|
||||||
# test(BN446)
|
|
||||||
# test(FKM12_447)
|
|
||||||
# test(BLS12_461)
|
|
||||||
# test(BN462)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Squaring 3 returns 9":
|
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||||||
template test(C: static Curve) =
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
proc testInstance() =
|
|
||||||
let One = block:
|
|
||||||
var O{.noInit.}: Fp12[C]
|
|
||||||
O.setOne()
|
|
||||||
O
|
|
||||||
|
|
||||||
var Three: Fp12[C]
|
|
||||||
for _ in 0 ..< 3:
|
|
||||||
Three += One
|
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||||||
|
|
||||||
var Nine: Fp12[C]
|
|
||||||
for _ in 0 ..< 9:
|
|
||||||
Nine += One
|
|
||||||
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
var u: Fp12[C]
|
|
||||||
u.square(Three)
|
|
||||||
|
|
||||||
check: bool(u == Nine)
|
|
||||||
# block:
|
|
||||||
# var u: Fp12[C]
|
|
||||||
# u.prod(Three, Three)
|
|
||||||
|
|
||||||
# check: bool(u == Nine)
|
|
||||||
|
|
||||||
testInstance()
|
|
||||||
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks)
|
|
||||||
test(BLS12_377)
|
|
||||||
test(BLS12_381)
|
|
||||||
# test(BN446)
|
|
||||||
# test(FKM12_447)
|
|
||||||
# test(BLS12_461)
|
|
||||||
# test(BN462)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Squaring -3 returns 9":
|
|
||||||
template test(C: static Curve) =
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
proc testInstance() =
|
|
||||||
let One = block:
|
|
||||||
var O{.noInit.}: Fp12[C]
|
|
||||||
O.setOne()
|
|
||||||
O
|
|
||||||
|
|
||||||
var MinusThree: Fp12[C]
|
|
||||||
for _ in 0 ..< 3:
|
|
||||||
MinusThree -= One
|
|
||||||
|
|
||||||
var Nine: Fp12[C]
|
|
||||||
for _ in 0 ..< 9:
|
|
||||||
Nine += One
|
|
||||||
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
var u: Fp12[C]
|
|
||||||
u.square(MinusThree)
|
|
||||||
|
|
||||||
check: bool(u == Nine)
|
|
||||||
# block:
|
|
||||||
# var u: Fp12[C]
|
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||||||
# u.prod(MinusThree, MinusThree)
|
|
||||||
|
|
||||||
# check: bool(u == Nine)
|
|
||||||
|
|
||||||
testInstance()
|
|
||||||
|
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||||||
# test(BN254_Nogami)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks)
|
|
||||||
test(BLS12_377)
|
|
||||||
test(BLS12_381)
|
|
||||||
# test(BN446)
|
|
||||||
# test(FKM12_447)
|
|
||||||
# test(BLS12_461)
|
|
||||||
# test(BN462)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Multiplication by 0 and 1":
|
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||||||
template test(C: static Curve, body: untyped) =
|
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||||||
block:
|
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||||||
proc testInstance() =
|
|
||||||
let Zero {.inject, used.} = block:
|
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||||||
var Z{.noInit.}: Fp12[C]
|
|
||||||
Z.setZero()
|
|
||||||
Z
|
|
||||||
let One {.inject, used.} = block:
|
|
||||||
var O{.noInit.}: Fp12[C]
|
|
||||||
O.setOne()
|
|
||||||
O
|
|
||||||
|
|
||||||
for _ in 0 ..< Iters:
|
|
||||||
let x {.inject.} = rng.random_unsafe(Fp12[C])
|
|
||||||
var r{.noinit, inject.}: Fp12[C]
|
|
||||||
body
|
|
||||||
|
|
||||||
testInstance()
|
|
||||||
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami):
|
|
||||||
# r.prod(x, Zero)
|
|
||||||
# check: bool(r == Zero)
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami):
|
|
||||||
# r.prod(Zero, x)
|
|
||||||
# check: bool(r == Zero)
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami):
|
|
||||||
# r.prod(x, One)
|
|
||||||
# check: bool(r == x)
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami):
|
|
||||||
# r.prod(One, x)
|
|
||||||
# check: bool(r == x)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks):
|
|
||||||
r.prod(x, Zero)
|
|
||||||
check: bool(r == Zero)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks):
|
|
||||||
r.prod(Zero, x)
|
|
||||||
check: bool(r == Zero)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks):
|
|
||||||
r.prod(x, One)
|
|
||||||
check: bool(r == x)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks):
|
|
||||||
r.prod(One, x)
|
|
||||||
check: bool(r == x)
|
|
||||||
test(BLS12_381):
|
|
||||||
r.prod(x, Zero)
|
|
||||||
check: bool(r == Zero)
|
|
||||||
test(BLS12_381):
|
|
||||||
r.prod(Zero, x)
|
|
||||||
check: bool(r == Zero)
|
|
||||||
test(BLS12_381):
|
|
||||||
r.prod(x, One)
|
|
||||||
check: bool(r == x)
|
|
||||||
test(BLS12_381):
|
|
||||||
r.prod(One, x)
|
|
||||||
check: bool(r == x)
|
|
||||||
# test(BN462):
|
|
||||||
# r.prod(x, Zero)
|
|
||||||
# check: bool(r == Zero)
|
|
||||||
# test(BN462):
|
|
||||||
# r.prod(Zero, x)
|
|
||||||
# check: bool(r == Zero)
|
|
||||||
# test(BN462):
|
|
||||||
# r.prod(x, One)
|
|
||||||
# check: bool(r == x)
|
|
||||||
# test(BN462):
|
|
||||||
# r.prod(One, x)
|
|
||||||
# check: bool(r == x)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Multiplication and Squaring are consistent":
|
|
||||||
template test(C: static Curve) =
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
proc testInstance() =
|
|
||||||
for _ in 0 ..< Iters:
|
|
||||||
let a = rng.random_unsafe(Fp12[C])
|
|
||||||
var rMul{.noInit.}, rSqr{.noInit.}: Fp12[C]
|
|
||||||
|
|
||||||
rMul.prod(a, a)
|
|
||||||
rSqr.square(a)
|
|
||||||
|
|
||||||
check: bool(rMul == rSqr)
|
|
||||||
|
|
||||||
testInstance()
|
|
||||||
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks)
|
|
||||||
test(BLS12_377)
|
|
||||||
test(BLS12_381)
|
|
||||||
# test(BN446)
|
|
||||||
# test(FKM12_447)
|
|
||||||
# test(BLS12_461)
|
|
||||||
# test(BN462)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Squaring the opposite gives the same result":
|
|
||||||
template test(C: static Curve) =
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
proc testInstance() =
|
|
||||||
for _ in 0 ..< Iters:
|
|
||||||
let a = rng.random_unsafe(Fp12[C])
|
|
||||||
var na{.noInit.}: Fp12[C]
|
|
||||||
na.neg(a)
|
|
||||||
|
|
||||||
var rSqr{.noInit.}, rNegSqr{.noInit.}: Fp12[C]
|
|
||||||
|
|
||||||
rSqr.square(a)
|
|
||||||
rNegSqr.square(na)
|
|
||||||
|
|
||||||
check: bool(rSqr == rNegSqr)
|
|
||||||
|
|
||||||
testInstance()
|
|
||||||
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks)
|
|
||||||
test(BLS12_377)
|
|
||||||
test(BLS12_381)
|
|
||||||
# test(BN446)
|
|
||||||
# test(FKM12_447)
|
|
||||||
# test(BLS12_461)
|
|
||||||
# test(BN462)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Multiplication and Addition/Substraction are consistent":
|
|
||||||
template test(C: static Curve) =
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
proc testInstance() =
|
|
||||||
for _ in 0 ..< Iters:
|
|
||||||
let factor = rng.random_unsafe(-30..30)
|
|
||||||
|
|
||||||
let a = rng.random_unsafe(Fp12[C])
|
|
||||||
|
|
||||||
if factor == 0: continue
|
|
||||||
|
|
||||||
var sum{.noInit.}, one{.noInit.}, f{.noInit.}: Fp12[C]
|
|
||||||
one.setOne()
|
|
||||||
|
|
||||||
if factor < 0:
|
|
||||||
sum.neg(a)
|
|
||||||
f.neg(one)
|
|
||||||
for i in 1 ..< -factor:
|
|
||||||
sum -= a
|
|
||||||
f -= one
|
|
||||||
else:
|
|
||||||
sum = a
|
|
||||||
f = one
|
|
||||||
for i in 1 ..< factor:
|
|
||||||
sum += a
|
|
||||||
f += one
|
|
||||||
|
|
||||||
var r{.noInit.}: Fp12[C]
|
|
||||||
|
|
||||||
r.prod(a, f)
|
|
||||||
|
|
||||||
check: bool(r == sum)
|
|
||||||
|
|
||||||
testInstance()
|
|
||||||
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks)
|
|
||||||
test(BLS12_377)
|
|
||||||
test(BLS12_381)
|
|
||||||
# test(BN446)
|
|
||||||
# test(FKM12_447)
|
|
||||||
# test(BLS12_461)
|
|
||||||
# test(BN462)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Addition is associative and commutative":
|
|
||||||
proc abelianGroup(curve: static Curve) =
|
|
||||||
for _ in 0 ..< Iters:
|
|
||||||
let a = rng.random_unsafe(Fp12[curve])
|
|
||||||
let b = rng.random_unsafe(Fp12[curve])
|
|
||||||
let c = rng.random_unsafe(Fp12[curve])
|
|
||||||
|
|
||||||
var tmp1{.noInit.}, tmp2{.noInit.}: Fp12[curve]
|
|
||||||
|
|
||||||
# r0 = (a + b) + c
|
|
||||||
tmp1.sum(a, b)
|
|
||||||
tmp2.sum(tmp1, c)
|
|
||||||
let r0 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# r1 = a + (b + c)
|
|
||||||
tmp1.sum(b, c)
|
|
||||||
tmp2.sum(a, tmp1)
|
|
||||||
let r1 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# r2 = (a + c) + b
|
|
||||||
tmp1.sum(a, c)
|
|
||||||
tmp2.sum(tmp1, b)
|
|
||||||
let r2 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# r3 = a + (c + b)
|
|
||||||
tmp1.sum(c, b)
|
|
||||||
tmp2.sum(a, tmp1)
|
|
||||||
let r3 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# r4 = (c + a) + b
|
|
||||||
tmp1.sum(c, a)
|
|
||||||
tmp2.sum(tmp1, b)
|
|
||||||
let r4 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# ...
|
|
||||||
|
|
||||||
check:
|
|
||||||
bool(r0 == r1)
|
|
||||||
bool(r0 == r2)
|
|
||||||
bool(r0 == r3)
|
|
||||||
bool(r0 == r4)
|
|
||||||
|
|
||||||
# abelianGroup(BN254_Nogami)
|
|
||||||
abelianGroup(BN254_Snarks)
|
|
||||||
abelianGroup(BLS12_377)
|
|
||||||
abelianGroup(BLS12_381)
|
|
||||||
# abelianGroup(BN446)
|
|
||||||
# abelianGroup(FKM12_447)
|
|
||||||
# abelianGroup(BLS12_461)
|
|
||||||
# abelianGroup(BN462)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Multiplication is associative and commutative":
|
|
||||||
proc commutativeRing(curve: static Curve) =
|
|
||||||
for _ in 0 ..< Iters:
|
|
||||||
let a = rng.random_unsafe(Fp12[curve])
|
|
||||||
let b = rng.random_unsafe(Fp12[curve])
|
|
||||||
let c = rng.random_unsafe(Fp12[curve])
|
|
||||||
|
|
||||||
var tmp1{.noInit.}, tmp2{.noInit.}: Fp12[curve]
|
|
||||||
|
|
||||||
# r0 = (a * b) * c
|
|
||||||
tmp1.prod(a, b)
|
|
||||||
tmp2.prod(tmp1, c)
|
|
||||||
let r0 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# r1 = a * (b * c)
|
|
||||||
tmp1.prod(b, c)
|
|
||||||
tmp2.prod(a, tmp1)
|
|
||||||
let r1 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# r2 = (a * c) * b
|
|
||||||
tmp1.prod(a, c)
|
|
||||||
tmp2.prod(tmp1, b)
|
|
||||||
let r2 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# r3 = a * (c * b)
|
|
||||||
tmp1.prod(c, b)
|
|
||||||
tmp2.prod(a, tmp1)
|
|
||||||
let r3 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# r4 = (c * a) * b
|
|
||||||
tmp1.prod(c, a)
|
|
||||||
tmp2.prod(tmp1, b)
|
|
||||||
let r4 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# ...
|
|
||||||
|
|
||||||
check:
|
|
||||||
bool(r0 == r1)
|
|
||||||
bool(r0 == r2)
|
|
||||||
bool(r0 == r3)
|
|
||||||
bool(r0 == r4)
|
|
||||||
|
|
||||||
# commutativeRing(BN254_Nogami)
|
|
||||||
commutativeRing(BN254_Snarks)
|
|
||||||
commutativeRing(BLS12_377)
|
|
||||||
commutativeRing(BLS12_381)
|
|
||||||
# commutativeRing(BN446)
|
|
||||||
# commutativeRing(FKM12_447)
|
|
||||||
# commutativeRing(BLS12_461)
|
|
||||||
# commutativeRing(BN462)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Extension field multiplicative inverse":
|
|
||||||
proc mulInvOne(curve: static Curve) =
|
|
||||||
var one: Fp12[curve]
|
|
||||||
one.setOne()
|
|
||||||
|
|
||||||
block: # Inverse of 1 is 1
|
|
||||||
var r {.noInit.}: Fp12[curve]
|
|
||||||
r.inv(one)
|
|
||||||
check: bool(r == one)
|
|
||||||
|
|
||||||
var aInv, r{.noInit.}: Fp12[curve]
|
|
||||||
|
|
||||||
for _ in 0 ..< Iters:
|
|
||||||
let a = rng.random_unsafe(Fp12[curve])
|
|
||||||
|
|
||||||
aInv.inv(a)
|
|
||||||
r.prod(a, aInv)
|
|
||||||
check: bool(r == one)
|
|
||||||
|
|
||||||
r.prod(aInv, a)
|
|
||||||
check: bool(r == one)
|
|
||||||
|
|
||||||
# mulInvOne(BN254_Nogami)
|
|
||||||
mulInvOne(BN254_Snarks)
|
|
||||||
mulInvOne(BLS12_377)
|
|
||||||
mulInvOne(BLS12_381)
|
|
||||||
# mulInvOne(BN446)
|
|
||||||
# mulInvOne(FKM12_447)
|
|
||||||
# mulInvOne(BLS12_461)
|
|
||||||
# mulInvOne(BN462)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "0 does not have a multiplicative inverse and should return 0 for projective/jacobian => affine coordinates conversion":
|
|
||||||
proc test(curve: static Curve) =
|
|
||||||
var z: Fp12[curve]
|
|
||||||
z.setZero()
|
|
||||||
|
|
||||||
var zInv{.noInit.}: Fp12[curve]
|
|
||||||
|
|
||||||
zInv.inv(z)
|
|
||||||
check: bool zInv.isZero()
|
|
||||||
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks)
|
|
||||||
test(BLS12_377)
|
|
||||||
test(BLS12_381)
|
|
||||||
# test(BN446)
|
|
||||||
# test(FKM12_447)
|
|
||||||
# test(BLS12_461)
|
|
||||||
# test(BN462)
|
|
||||||
|
|
|
||||||
|
|
@ -7,425 +7,27 @@
|
||||||
# at your option. This file may not be copied, modified, or distributed except according to those terms.
|
# at your option. This file may not be copied, modified, or distributed except according to those terms.
|
||||||
|
|
||||||
import
|
import
|
||||||
# Standard library
|
|
||||||
unittest, times,
|
|
||||||
# Internals
|
# Internals
|
||||||
../constantine/towers,
|
../constantine/towers,
|
||||||
../constantine/config/[common, curves],
|
../constantine/config/curves,
|
||||||
../constantine/arithmetic,
|
|
||||||
# Test utilities
|
# Test utilities
|
||||||
../helpers/prng_unsafe
|
./test_fp_tower_template
|
||||||
|
|
||||||
const Iters = 128
|
const TestCurves = [
|
||||||
|
# BN254_Nogami
|
||||||
# Random seed for reproducibility
|
BN254_Snarks,
|
||||||
var rng: RngState
|
BLS12_377,
|
||||||
let seed = uint32(getTime().toUnix() and (1'i64 shl 32 - 1)) # unixTime mod 2^32
|
BLS12_381,
|
||||||
rng.seed(seed)
|
# BN446
|
||||||
echo "test_fp2 xoshiro512** seed: ", seed
|
# FKM12_447
|
||||||
|
# BLS12_461
|
||||||
# Import: wrap in field element tests in small procedures
|
# BN462
|
||||||
# otherwise they will become globals,
|
]
|
||||||
# and will create binary size issues.
|
|
||||||
# Also due to Nim stack scanning,
|
runTowerTests(
|
||||||
# having too many elements on the stack (a couple kB)
|
ExtDegree = 2,
|
||||||
# will significantly slow down testing (100x is possible)
|
Iters = 128,
|
||||||
|
TestCurves = TestCurves,
|
||||||
suite "𝔽p2 = 𝔽p[µ] (irreducible polynomial x²+µ)":
|
moduleName = "test_fp2",
|
||||||
test "Comparison sanity checks":
|
testSuiteDesc = "𝔽p2 = 𝔽p[u] (irreducible polynomial u²-β = 0) -> 𝔽p2 point (a, b) with coordinate a + bu and β quadratic non-residue in 𝔽p"
|
||||||
proc test(C: static Curve) =
|
)
|
||||||
var z, o {.noInit.}: Fp2[C]
|
|
||||||
|
|
||||||
z.setZero()
|
|
||||||
o.setOne()
|
|
||||||
|
|
||||||
check: not bool(z == o)
|
|
||||||
|
|
||||||
test(BN254_Snarks)
|
|
||||||
test(BLS12_381)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Fp2 '1' coordinates in canonical domain":
|
|
||||||
template test(C: static Curve) =
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
proc testInstance() =
|
|
||||||
let oneFp2 = block:
|
|
||||||
var O{.noInit.}: Fp2[C]
|
|
||||||
O.setOne()
|
|
||||||
O
|
|
||||||
let oneBig = block:
|
|
||||||
var O{.noInit.}: typeof(C.Mod)
|
|
||||||
O.setOne()
|
|
||||||
O
|
|
||||||
|
|
||||||
var r: typeof(C.Mod)
|
|
||||||
r.redc(oneFp2.c0.mres, C.Mod, C.getNegInvModWord(), canUseNoCarryMontyMul = false)
|
|
||||||
|
|
||||||
check:
|
|
||||||
bool(r == oneBig)
|
|
||||||
bool(oneFp2.c1.mres.isZero())
|
|
||||||
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks)
|
|
||||||
test(BLS12_381)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Addition, substraction negation are consistent":
|
|
||||||
proc test(C: static Curve) =
|
|
||||||
# Try to exercise all code paths for in-place/out-of-place add/sum/sub/diff/double/neg
|
|
||||||
# (1 - (-a) - b + (-a) - 2a) + (2a + 2b + (-b)) == 1
|
|
||||||
var accum {.noInit.}, One {.noInit.}, a{.noInit.}, na{.noInit.}, b{.noInit.}, nb{.noInit.}, a2 {.noInit.}, b2 {.noInit.}: Fp2[C]
|
|
||||||
|
|
||||||
One.setOne()
|
|
||||||
a = rng.random_unsafe(Fp2[C])
|
|
||||||
a2 = a
|
|
||||||
a2.double()
|
|
||||||
na.neg(a)
|
|
||||||
|
|
||||||
b = rng.random_unsafe(Fp2[C])
|
|
||||||
b2.double(b)
|
|
||||||
nb.neg(b)
|
|
||||||
|
|
||||||
accum.diff(One, na)
|
|
||||||
accum -= b
|
|
||||||
accum += na
|
|
||||||
accum -= a2
|
|
||||||
|
|
||||||
var t{.noInit.}: Fp2[C]
|
|
||||||
t.sum(a2, b2)
|
|
||||||
t += nb
|
|
||||||
|
|
||||||
accum += t
|
|
||||||
check: bool accum.isOne()
|
|
||||||
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks)
|
|
||||||
test(BLS12_377)
|
|
||||||
test(BLS12_381)
|
|
||||||
# test(BN446)
|
|
||||||
# test(FKM12_447)
|
|
||||||
# test(BLS12_461)
|
|
||||||
# test(BN462)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Squaring 1 returns 1":
|
|
||||||
template test(C: static Curve) =
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
proc testInstance() =
|
|
||||||
let One = block:
|
|
||||||
var O{.noInit.}: Fp2[C]
|
|
||||||
O.setOne()
|
|
||||||
O
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
var r{.noinit.}: Fp2[C]
|
|
||||||
r.square(One)
|
|
||||||
check: bool(r == One)
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
var r{.noinit.}: Fp2[C]
|
|
||||||
r.prod(One, One)
|
|
||||||
check: bool(r == One)
|
|
||||||
|
|
||||||
testInstance()
|
|
||||||
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks)
|
|
||||||
test(BLS12_377)
|
|
||||||
test(BLS12_381)
|
|
||||||
# test(BN446)
|
|
||||||
# test(FKM12_447)
|
|
||||||
# test(BLS12_461)
|
|
||||||
# test(BN462)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Multiplication by 0 and 1":
|
|
||||||
template test(C: static Curve, body: untyped) =
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
proc testInstance() =
|
|
||||||
let Zero {.inject.} = block:
|
|
||||||
var Z{.noInit.}: Fp2[C]
|
|
||||||
Z.setZero()
|
|
||||||
Z
|
|
||||||
let One {.inject.} = block:
|
|
||||||
var O{.noInit.}: Fp2[C]
|
|
||||||
O.setOne()
|
|
||||||
O
|
|
||||||
|
|
||||||
for _ in 0 ..< Iters:
|
|
||||||
let x {.inject.} = rng.random_unsafe(Fp2[C])
|
|
||||||
var r{.noinit, inject.}: Fp2[C]
|
|
||||||
body
|
|
||||||
|
|
||||||
testInstance()
|
|
||||||
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami):
|
|
||||||
# r.prod(x, Zero)
|
|
||||||
# check: bool(r == Zero)
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami):
|
|
||||||
# r.prod(Zero, x)
|
|
||||||
# check: bool(r == Zero)
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami):
|
|
||||||
# r.prod(x, One)
|
|
||||||
# check: bool(r == x)
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami):
|
|
||||||
# r.prod(One, x)
|
|
||||||
# check: bool(r == x)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks):
|
|
||||||
r.prod(x, Zero)
|
|
||||||
check: bool(r == Zero)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks):
|
|
||||||
r.prod(Zero, x)
|
|
||||||
check: bool(r == Zero)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks):
|
|
||||||
r.prod(x, One)
|
|
||||||
check: bool(r == x)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks):
|
|
||||||
r.prod(One, x)
|
|
||||||
check: bool(r == x)
|
|
||||||
test(BLS12_381):
|
|
||||||
r.prod(x, Zero)
|
|
||||||
check: bool(r == Zero)
|
|
||||||
test(BLS12_381):
|
|
||||||
r.prod(Zero, x)
|
|
||||||
check: bool(r == Zero)
|
|
||||||
test(BLS12_381):
|
|
||||||
r.prod(x, One)
|
|
||||||
check: bool(r == x)
|
|
||||||
test(BLS12_381):
|
|
||||||
r.prod(One, x)
|
|
||||||
check: bool(r == x)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Multiplication and Squaring are consistent":
|
|
||||||
template test(C: static Curve) =
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
proc testInstance() =
|
|
||||||
for _ in 0 ..< Iters:
|
|
||||||
let a = rng.random_unsafe(Fp2[C])
|
|
||||||
var rMul{.noInit.}, rSqr{.noInit.}: Fp2[C]
|
|
||||||
|
|
||||||
rMul.prod(a, a)
|
|
||||||
rSqr.square(a)
|
|
||||||
|
|
||||||
check: bool(rMul == rSqr)
|
|
||||||
|
|
||||||
testInstance()
|
|
||||||
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks)
|
|
||||||
test(BLS12_377)
|
|
||||||
test(BLS12_381)
|
|
||||||
# test(BN446)
|
|
||||||
# test(FKM12_447)
|
|
||||||
# test(BLS12_461)
|
|
||||||
# test(BN462)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Squaring the opposite gives the same result":
|
|
||||||
template test(C: static Curve) =
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
proc testInstance() =
|
|
||||||
for _ in 0 ..< Iters:
|
|
||||||
let a = rng.random_unsafe(Fp2[C])
|
|
||||||
var na{.noInit.}: Fp2[C]
|
|
||||||
na.neg(a)
|
|
||||||
|
|
||||||
var rSqr{.noInit.}, rNegSqr{.noInit.}: Fp2[C]
|
|
||||||
|
|
||||||
rSqr.square(a)
|
|
||||||
rNegSqr.square(na)
|
|
||||||
|
|
||||||
check: bool(rSqr == rNegSqr)
|
|
||||||
|
|
||||||
testInstance()
|
|
||||||
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks)
|
|
||||||
test(BLS12_377)
|
|
||||||
test(BLS12_381)
|
|
||||||
# test(BN446)
|
|
||||||
# test(FKM12_447)
|
|
||||||
# test(BLS12_461)
|
|
||||||
# test(BN462)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Multiplication and Addition/Substraction are consistent":
|
|
||||||
template test(C: static Curve) =
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
proc testInstance() =
|
|
||||||
for _ in 0 ..< Iters:
|
|
||||||
let factor = rng.random_unsafe(-30..30)
|
|
||||||
|
|
||||||
let a = rng.random_unsafe(Fp2[C])
|
|
||||||
|
|
||||||
if factor == 0: continue
|
|
||||||
|
|
||||||
var sum{.noInit.}, one{.noInit.}, f{.noInit.}: Fp2[C]
|
|
||||||
one.setOne()
|
|
||||||
|
|
||||||
if factor < 0:
|
|
||||||
sum.neg(a)
|
|
||||||
f.neg(one)
|
|
||||||
for i in 1 ..< -factor:
|
|
||||||
sum -= a
|
|
||||||
f -= one
|
|
||||||
else:
|
|
||||||
sum = a
|
|
||||||
f = one
|
|
||||||
for i in 1 ..< factor:
|
|
||||||
sum += a
|
|
||||||
f += one
|
|
||||||
|
|
||||||
var r{.noInit.}: Fp2[C]
|
|
||||||
|
|
||||||
r.prod(a, f)
|
|
||||||
|
|
||||||
check: bool(r == sum)
|
|
||||||
|
|
||||||
testInstance()
|
|
||||||
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks)
|
|
||||||
test(BLS12_377)
|
|
||||||
test(BLS12_381)
|
|
||||||
# test(BN446)
|
|
||||||
# test(FKM12_447)
|
|
||||||
# test(BLS12_461)
|
|
||||||
# test(BN462)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Addition is associative and commutative":
|
|
||||||
proc abelianGroup(curve: static Curve) =
|
|
||||||
for _ in 0 ..< Iters:
|
|
||||||
let a = rng.random_unsafe(Fp2[curve])
|
|
||||||
let b = rng.random_unsafe(Fp2[curve])
|
|
||||||
let c = rng.random_unsafe(Fp2[curve])
|
|
||||||
|
|
||||||
var tmp1{.noInit.}, tmp2{.noInit.}: Fp2[curve]
|
|
||||||
|
|
||||||
# r0 = (a + b) + c
|
|
||||||
tmp1.sum(a, b)
|
|
||||||
tmp2.sum(tmp1, c)
|
|
||||||
let r0 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# r1 = a + (b + c)
|
|
||||||
tmp1.sum(b, c)
|
|
||||||
tmp2.sum(a, tmp1)
|
|
||||||
let r1 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# r2 = (a + c) + b
|
|
||||||
tmp1.sum(a, c)
|
|
||||||
tmp2.sum(tmp1, b)
|
|
||||||
let r2 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# r3 = a + (c + b)
|
|
||||||
tmp1.sum(c, b)
|
|
||||||
tmp2.sum(a, tmp1)
|
|
||||||
let r3 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# r4 = (c + a) + b
|
|
||||||
tmp1.sum(c, a)
|
|
||||||
tmp2.sum(tmp1, b)
|
|
||||||
let r4 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# ...
|
|
||||||
|
|
||||||
check:
|
|
||||||
bool(r0 == r1)
|
|
||||||
bool(r0 == r2)
|
|
||||||
bool(r0 == r3)
|
|
||||||
bool(r0 == r4)
|
|
||||||
|
|
||||||
# abelianGroup(BN254_Nogami)
|
|
||||||
abelianGroup(BN254_Snarks)
|
|
||||||
abelianGroup(BLS12_377)
|
|
||||||
abelianGroup(BLS12_381)
|
|
||||||
# abelianGroup(BN446)
|
|
||||||
# abelianGroup(FKM12_447)
|
|
||||||
# abelianGroup(BLS12_461)
|
|
||||||
# abelianGroup(BN462)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Multiplication is associative and commutative":
|
|
||||||
proc commutativeRing(curve: static Curve) =
|
|
||||||
for _ in 0 ..< Iters:
|
|
||||||
let a = rng.random_unsafe(Fp2[curve])
|
|
||||||
let b = rng.random_unsafe(Fp2[curve])
|
|
||||||
let c = rng.random_unsafe(Fp2[curve])
|
|
||||||
|
|
||||||
var tmp1{.noInit.}, tmp2{.noInit.}: Fp2[curve]
|
|
||||||
|
|
||||||
# r0 = (a * b) * c
|
|
||||||
tmp1.prod(a, b)
|
|
||||||
tmp2.prod(tmp1, c)
|
|
||||||
let r0 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# r1 = a * (b * c)
|
|
||||||
tmp1.prod(b, c)
|
|
||||||
tmp2.prod(a, tmp1)
|
|
||||||
let r1 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# r2 = (a * c) * b
|
|
||||||
tmp1.prod(a, c)
|
|
||||||
tmp2.prod(tmp1, b)
|
|
||||||
let r2 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# r3 = a * (c * b)
|
|
||||||
tmp1.prod(c, b)
|
|
||||||
tmp2.prod(a, tmp1)
|
|
||||||
let r3 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# r4 = (c * a) * b
|
|
||||||
tmp1.prod(c, a)
|
|
||||||
tmp2.prod(tmp1, b)
|
|
||||||
let r4 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# ...
|
|
||||||
|
|
||||||
check:
|
|
||||||
bool(r0 == r1)
|
|
||||||
bool(r0 == r2)
|
|
||||||
bool(r0 == r3)
|
|
||||||
bool(r0 == r4)
|
|
||||||
|
|
||||||
# commutativeRing(BN254_Nogami)
|
|
||||||
commutativeRing(BN254_Snarks)
|
|
||||||
commutativeRing(BLS12_377)
|
|
||||||
commutativeRing(BLS12_381)
|
|
||||||
# commutativeRing(BN446)
|
|
||||||
# commutativeRing(FKM12_447)
|
|
||||||
# commutativeRing(BLS12_461)
|
|
||||||
# commutativeRing(BN462)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Extension field multiplicative inverse":
|
|
||||||
proc mulInvOne(curve: static Curve) =
|
|
||||||
var one: Fp2[curve]
|
|
||||||
one.setOne()
|
|
||||||
|
|
||||||
var aInv, r{.noInit.}: Fp2[curve]
|
|
||||||
|
|
||||||
for _ in 0 ..< Iters:
|
|
||||||
let a = rng.random_unsafe(Fp2[curve])
|
|
||||||
aInv.inv(a)
|
|
||||||
r.prod(a, aInv)
|
|
||||||
check: bool(r == one)
|
|
||||||
r.prod(aInv, a)
|
|
||||||
check: bool(r == one)
|
|
||||||
|
|
||||||
# mulInvOne(BN254_Nogami)
|
|
||||||
mulInvOne(BN254_Snarks)
|
|
||||||
mulInvOne(BLS12_377)
|
|
||||||
mulInvOne(BLS12_381)
|
|
||||||
# mulInvOne(BN446)
|
|
||||||
# mulInvOne(FKM12_447)
|
|
||||||
# mulInvOne(BLS12_461)
|
|
||||||
# mulInvOne(BN462)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "0 does not have a multiplicative inverse and should return 0 for projective/jacobian => affine coordinates conversion":
|
|
||||||
proc test(curve: static Curve) =
|
|
||||||
var z: Fp2[curve]
|
|
||||||
z.setZero()
|
|
||||||
|
|
||||||
var zInv{.noInit.}: Fp2[curve]
|
|
||||||
|
|
||||||
zInv.inv(z)
|
|
||||||
check: bool zInv.isZero()
|
|
||||||
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks)
|
|
||||||
test(BLS12_377)
|
|
||||||
test(BLS12_381)
|
|
||||||
# test(BN446)
|
|
||||||
# test(FKM12_447)
|
|
||||||
# test(BLS12_461)
|
|
||||||
# test(BN462)
|
|
||||||
|
|
|
||||||
|
|
@ -7,535 +7,27 @@
|
||||||
# at your option. This file may not be copied, modified, or distributed except according to those terms.
|
# at your option. This file may not be copied, modified, or distributed except according to those terms.
|
||||||
|
|
||||||
import
|
import
|
||||||
# Standard library
|
|
||||||
unittest, times,
|
|
||||||
# Internals
|
# Internals
|
||||||
../constantine/towers,
|
../constantine/towers,
|
||||||
../constantine/config/[common, curves],
|
../constantine/config/curves,
|
||||||
../constantine/arithmetic,
|
|
||||||
# Test utilities
|
# Test utilities
|
||||||
../helpers/prng_unsafe
|
./test_fp_tower_template
|
||||||
|
|
||||||
const Iters = 128
|
const TestCurves = [
|
||||||
|
# BN254_Nogami
|
||||||
# Random seed for reproducibility
|
BN254_Snarks,
|
||||||
var rng: RngState
|
BLS12_377,
|
||||||
let seed = uint32(getTime().toUnix() and (1'i64 shl 32 - 1)) # unixTime mod 2^32
|
BLS12_381,
|
||||||
rng.seed(seed)
|
# BN446
|
||||||
echo "test_fp6 xoshiro512** seed: ", seed
|
# FKM12_447
|
||||||
|
# BLS12_461
|
||||||
# Import: wrap in field element tests in small procedures
|
# BN462
|
||||||
# otherwise they will become globals,
|
]
|
||||||
# and will create binary size issues.
|
|
||||||
# Also due to Nim stack scanning,
|
runTowerTests(
|
||||||
# having too many elements on the stack (a couple kB)
|
ExtDegree = 6,
|
||||||
# will significantly slow down testing (100x is possible)
|
Iters = 128,
|
||||||
|
TestCurves = TestCurves,
|
||||||
suite "𝔽p6 = 𝔽p2[v] (irreducible polynomial v³ - ξ)":
|
moduleName = "test_fp6",
|
||||||
test "Comparison sanity checks":
|
testSuiteDesc = "𝔽p6 = 𝔽p2[v] (irreducible polynomial v³-ξ = 0) -> 𝔽p6 point (a, b, c) with coordinate a + bv + cv² and ξ cubic non-residue in 𝔽p2"
|
||||||
proc test(C: static Curve) =
|
)
|
||||||
var z, o {.noInit.}: Fp6[C]
|
|
||||||
|
|
||||||
z.setZero()
|
|
||||||
o.setOne()
|
|
||||||
|
|
||||||
check: not bool(z == o)
|
|
||||||
|
|
||||||
test(BN254_Snarks)
|
|
||||||
test(BLS12_381)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Addition, substraction negation are consistent":
|
|
||||||
proc test(C: static Curve) =
|
|
||||||
# Try to exercise all code paths for in-place/out-of-place add/sum/sub/diff/double/neg
|
|
||||||
# (1 - (-a) - b + (-a) - 2a) + (2a + 2b + (-b)) == 1
|
|
||||||
var accum {.noInit.}, One {.noInit.}, a{.noInit.}, na{.noInit.}, b{.noInit.}, nb{.noInit.}, a2 {.noInit.}, b2 {.noInit.}: Fp6[C]
|
|
||||||
|
|
||||||
One.setOne()
|
|
||||||
a = rng.random_unsafe(Fp6[C])
|
|
||||||
a2 = a
|
|
||||||
a2.double()
|
|
||||||
na.neg(a)
|
|
||||||
|
|
||||||
b = rng.random_unsafe(Fp6[C])
|
|
||||||
b2.double(b)
|
|
||||||
nb.neg(b)
|
|
||||||
|
|
||||||
accum.diff(One, na)
|
|
||||||
accum -= b
|
|
||||||
accum += na
|
|
||||||
accum -= a2
|
|
||||||
|
|
||||||
var t{.noInit.}: Fp6[C]
|
|
||||||
t.sum(a2, b2)
|
|
||||||
t += nb
|
|
||||||
|
|
||||||
accum += t
|
|
||||||
check: bool accum.isOne()
|
|
||||||
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks)
|
|
||||||
test(BLS12_377)
|
|
||||||
test(BLS12_381)
|
|
||||||
# test(BN446)
|
|
||||||
# test(FKM12_447)
|
|
||||||
# test(BLS12_461)
|
|
||||||
# test(BN462)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Squaring 1 returns 1":
|
|
||||||
template test(C: static Curve) =
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
proc testInstance() =
|
|
||||||
let One = block:
|
|
||||||
var O{.noInit.}: Fp6[C]
|
|
||||||
O.setOne()
|
|
||||||
O
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
var r{.noinit.}: Fp6[C]
|
|
||||||
r.square(One)
|
|
||||||
check: bool(r == One)
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
var r{.noinit.}: Fp6[C]
|
|
||||||
r.prod(One, One)
|
|
||||||
check: bool(r == One)
|
|
||||||
|
|
||||||
testInstance()
|
|
||||||
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks)
|
|
||||||
test(BLS12_377)
|
|
||||||
test(BLS12_381)
|
|
||||||
# test(BN446)
|
|
||||||
# test(FKM12_447)
|
|
||||||
# test(BLS12_461)
|
|
||||||
# test(BN462)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Squaring 2 returns 4":
|
|
||||||
template test(C: static Curve) =
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
proc testInstance() =
|
|
||||||
let One = block:
|
|
||||||
var O{.noInit.}: Fp6[C]
|
|
||||||
O.setOne()
|
|
||||||
O
|
|
||||||
|
|
||||||
var Two: Fp6[C]
|
|
||||||
Two.double(One)
|
|
||||||
|
|
||||||
var Four: Fp6[C]
|
|
||||||
Four.double(Two)
|
|
||||||
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
var r: Fp6[C]
|
|
||||||
r.square(Two)
|
|
||||||
|
|
||||||
check: bool(r == Four)
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
var r: Fp6[C]
|
|
||||||
r.prod(Two, Two)
|
|
||||||
|
|
||||||
check: bool(r == Four)
|
|
||||||
|
|
||||||
testInstance()
|
|
||||||
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks)
|
|
||||||
test(BLS12_377)
|
|
||||||
test(BLS12_381)
|
|
||||||
# test(BN446)
|
|
||||||
# test(FKM12_447)
|
|
||||||
# test(BLS12_461)
|
|
||||||
# test(BN462)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Squaring 3 returns 9":
|
|
||||||
template test(C: static Curve) =
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
proc testInstance() =
|
|
||||||
let One = block:
|
|
||||||
var O{.noInit.}: Fp6[C]
|
|
||||||
O.setOne()
|
|
||||||
O
|
|
||||||
|
|
||||||
var Three: Fp6[C]
|
|
||||||
for _ in 0 ..< 3:
|
|
||||||
Three += One
|
|
||||||
|
|
||||||
var Nine: Fp6[C]
|
|
||||||
for _ in 0 ..< 9:
|
|
||||||
Nine += One
|
|
||||||
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
var u: Fp6[C]
|
|
||||||
u.square(Three)
|
|
||||||
|
|
||||||
check: bool(u == Nine)
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
var u: Fp6[C]
|
|
||||||
u.prod(Three, Three)
|
|
||||||
|
|
||||||
check: bool(u == Nine)
|
|
||||||
|
|
||||||
testInstance()
|
|
||||||
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks)
|
|
||||||
test(BLS12_377)
|
|
||||||
test(BLS12_381)
|
|
||||||
# test(BN446)
|
|
||||||
# test(FKM12_447)
|
|
||||||
# test(BLS12_461)
|
|
||||||
# test(BN462)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Squaring -3 returns 9":
|
|
||||||
template test(C: static Curve) =
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
proc testInstance() =
|
|
||||||
let One = block:
|
|
||||||
var O{.noInit.}: Fp6[C]
|
|
||||||
O.setOne()
|
|
||||||
O
|
|
||||||
|
|
||||||
var MinusThree: Fp6[C]
|
|
||||||
for _ in 0 ..< 3:
|
|
||||||
MinusThree -= One
|
|
||||||
|
|
||||||
var Nine: Fp6[C]
|
|
||||||
for _ in 0 ..< 9:
|
|
||||||
Nine += One
|
|
||||||
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
var u: Fp6[C]
|
|
||||||
u.square(MinusThree)
|
|
||||||
|
|
||||||
check: bool(u == Nine)
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
var u: Fp6[C]
|
|
||||||
u.prod(MinusThree, MinusThree)
|
|
||||||
|
|
||||||
check: bool(u == Nine)
|
|
||||||
|
|
||||||
testInstance()
|
|
||||||
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks)
|
|
||||||
test(BLS12_377)
|
|
||||||
test(BLS12_381)
|
|
||||||
# test(BN446)
|
|
||||||
# test(FKM12_447)
|
|
||||||
# test(BLS12_461)
|
|
||||||
# test(BN462)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Multiplication by 0 and 1":
|
|
||||||
template test(C: static Curve, body: untyped) =
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
proc testInstance() =
|
|
||||||
let Zero {.inject.} = block:
|
|
||||||
var Z{.noInit.}: Fp6[C]
|
|
||||||
Z.setZero()
|
|
||||||
Z
|
|
||||||
let One {.inject.} = block:
|
|
||||||
var O{.noInit.}: Fp6[C]
|
|
||||||
O.setOne()
|
|
||||||
O
|
|
||||||
|
|
||||||
for _ in 0 ..< Iters:
|
|
||||||
let x {.inject.} = rng.random_unsafe(Fp6[C])
|
|
||||||
var r{.noinit, inject.}: Fp6[C]
|
|
||||||
body
|
|
||||||
|
|
||||||
testInstance()
|
|
||||||
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami):
|
|
||||||
# r.prod(x, Zero)
|
|
||||||
# check: bool(r == Zero)
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami):
|
|
||||||
# r.prod(Zero, x)
|
|
||||||
# check: bool(r == Zero)
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami):
|
|
||||||
# r.prod(x, One)
|
|
||||||
# check: bool(r == x)
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami):
|
|
||||||
# r.prod(One, x)
|
|
||||||
# check: bool(r == x)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks):
|
|
||||||
r.prod(x, Zero)
|
|
||||||
check: bool(r == Zero)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks):
|
|
||||||
r.prod(Zero, x)
|
|
||||||
check: bool(r == Zero)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks):
|
|
||||||
r.prod(x, One)
|
|
||||||
check: bool(r == x)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks):
|
|
||||||
r.prod(One, x)
|
|
||||||
check: bool(r == x)
|
|
||||||
test(BLS12_381):
|
|
||||||
r.prod(x, Zero)
|
|
||||||
check: bool(r == Zero)
|
|
||||||
test(BLS12_381):
|
|
||||||
r.prod(Zero, x)
|
|
||||||
check: bool(r == Zero)
|
|
||||||
test(BLS12_381):
|
|
||||||
r.prod(x, One)
|
|
||||||
check: bool(r == x)
|
|
||||||
test(BLS12_381):
|
|
||||||
r.prod(One, x)
|
|
||||||
check: bool(r == x)
|
|
||||||
# test(BN462):
|
|
||||||
# r.prod(x, Zero)
|
|
||||||
# check: bool(r == Zero)
|
|
||||||
# test(BN462):
|
|
||||||
# r.prod(Zero, x)
|
|
||||||
# check: bool(r == Zero)
|
|
||||||
# test(BN462):
|
|
||||||
# r.prod(x, One)
|
|
||||||
# check: bool(r == x)
|
|
||||||
# test(BN462):
|
|
||||||
# r.prod(One, x)
|
|
||||||
# check: bool(r == x)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Multiplication and Squaring are consistent":
|
|
||||||
template test(C: static Curve) =
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
proc testInstance() =
|
|
||||||
for _ in 0 ..< Iters:
|
|
||||||
let a = rng.random_unsafe(Fp6[C])
|
|
||||||
var rMul{.noInit.}, rSqr{.noInit.}: Fp6[C]
|
|
||||||
|
|
||||||
rMul.prod(a, a)
|
|
||||||
rSqr.square(a)
|
|
||||||
|
|
||||||
check: bool(rMul == rSqr)
|
|
||||||
|
|
||||||
testInstance()
|
|
||||||
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks)
|
|
||||||
test(BLS12_377)
|
|
||||||
test(BLS12_381)
|
|
||||||
# test(BN446)
|
|
||||||
# test(FKM12_447)
|
|
||||||
# test(BLS12_461)
|
|
||||||
# test(BN462)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Squaring the opposite gives the same result":
|
|
||||||
template test(C: static Curve) =
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
proc testInstance() =
|
|
||||||
for _ in 0 ..< Iters:
|
|
||||||
let a = rng.random_unsafe(Fp6[C])
|
|
||||||
var na{.noInit.}: Fp6[C]
|
|
||||||
na.neg(a)
|
|
||||||
|
|
||||||
var rSqr{.noInit.}, rNegSqr{.noInit.}: Fp6[C]
|
|
||||||
|
|
||||||
rSqr.square(a)
|
|
||||||
rNegSqr.square(na)
|
|
||||||
|
|
||||||
check: bool(rSqr == rNegSqr)
|
|
||||||
|
|
||||||
testInstance()
|
|
||||||
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks)
|
|
||||||
test(BLS12_377)
|
|
||||||
test(BLS12_381)
|
|
||||||
# test(BN446)
|
|
||||||
# test(FKM12_447)
|
|
||||||
# test(BLS12_461)
|
|
||||||
# test(BN462)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Multiplication and Addition/Substraction are consistent":
|
|
||||||
template test(C: static Curve) =
|
|
||||||
block:
|
|
||||||
proc testInstance() =
|
|
||||||
for _ in 0 ..< Iters:
|
|
||||||
let factor = rng.random_unsafe(-30..30)
|
|
||||||
|
|
||||||
let a = rng.random_unsafe(Fp6[C])
|
|
||||||
|
|
||||||
if factor == 0: continue
|
|
||||||
|
|
||||||
var sum{.noInit.}, one{.noInit.}, f{.noInit.}: Fp6[C]
|
|
||||||
one.setOne()
|
|
||||||
|
|
||||||
if factor < 0:
|
|
||||||
sum.neg(a)
|
|
||||||
f.neg(one)
|
|
||||||
for i in 1 ..< -factor:
|
|
||||||
sum -= a
|
|
||||||
f -= one
|
|
||||||
else:
|
|
||||||
sum = a
|
|
||||||
f = one
|
|
||||||
for i in 1 ..< factor:
|
|
||||||
sum += a
|
|
||||||
f += one
|
|
||||||
|
|
||||||
var r{.noInit.}: Fp6[C]
|
|
||||||
|
|
||||||
r.prod(a, f)
|
|
||||||
|
|
||||||
check: bool(r == sum)
|
|
||||||
|
|
||||||
testInstance()
|
|
||||||
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks)
|
|
||||||
test(BLS12_377)
|
|
||||||
test(BLS12_381)
|
|
||||||
# test(BN446)
|
|
||||||
# test(FKM12_447)
|
|
||||||
# test(BLS12_461)
|
|
||||||
# test(BN462)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Addition is associative and commutative":
|
|
||||||
proc abelianGroup(curve: static Curve) =
|
|
||||||
for _ in 0 ..< Iters:
|
|
||||||
let a = rng.random_unsafe(Fp6[curve])
|
|
||||||
let b = rng.random_unsafe(Fp6[curve])
|
|
||||||
let c = rng.random_unsafe(Fp6[curve])
|
|
||||||
|
|
||||||
var tmp1{.noInit.}, tmp2{.noInit.}: Fp6[curve]
|
|
||||||
|
|
||||||
# r0 = (a + b) + c
|
|
||||||
tmp1.sum(a, b)
|
|
||||||
tmp2.sum(tmp1, c)
|
|
||||||
let r0 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# r1 = a + (b + c)
|
|
||||||
tmp1.sum(b, c)
|
|
||||||
tmp2.sum(a, tmp1)
|
|
||||||
let r1 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# r2 = (a + c) + b
|
|
||||||
tmp1.sum(a, c)
|
|
||||||
tmp2.sum(tmp1, b)
|
|
||||||
let r2 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# r3 = a + (c + b)
|
|
||||||
tmp1.sum(c, b)
|
|
||||||
tmp2.sum(a, tmp1)
|
|
||||||
let r3 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# r4 = (c + a) + b
|
|
||||||
tmp1.sum(c, a)
|
|
||||||
tmp2.sum(tmp1, b)
|
|
||||||
let r4 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# ...
|
|
||||||
|
|
||||||
check:
|
|
||||||
bool(r0 == r1)
|
|
||||||
bool(r0 == r2)
|
|
||||||
bool(r0 == r3)
|
|
||||||
bool(r0 == r4)
|
|
||||||
|
|
||||||
# abelianGroup(BN254_Nogami)
|
|
||||||
abelianGroup(BN254_Snarks)
|
|
||||||
abelianGroup(BLS12_377)
|
|
||||||
abelianGroup(BLS12_381)
|
|
||||||
# abelianGroup(BN446)
|
|
||||||
# abelianGroup(FKM12_447)
|
|
||||||
# abelianGroup(BLS12_461)
|
|
||||||
# abelianGroup(BN462)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Multiplication is associative and commutative":
|
|
||||||
proc commutativeRing(curve: static Curve) =
|
|
||||||
for _ in 0 ..< Iters:
|
|
||||||
let a = rng.random_unsafe(Fp6[curve])
|
|
||||||
let b = rng.random_unsafe(Fp6[curve])
|
|
||||||
let c = rng.random_unsafe(Fp6[curve])
|
|
||||||
|
|
||||||
var tmp1{.noInit.}, tmp2{.noInit.}: Fp6[curve]
|
|
||||||
|
|
||||||
# r0 = (a * b) * c
|
|
||||||
tmp1.prod(a, b)
|
|
||||||
tmp2.prod(tmp1, c)
|
|
||||||
let r0 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# r1 = a * (b * c)
|
|
||||||
tmp1.prod(b, c)
|
|
||||||
tmp2.prod(a, tmp1)
|
|
||||||
let r1 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# r2 = (a * c) * b
|
|
||||||
tmp1.prod(a, c)
|
|
||||||
tmp2.prod(tmp1, b)
|
|
||||||
let r2 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# r3 = a * (c * b)
|
|
||||||
tmp1.prod(c, b)
|
|
||||||
tmp2.prod(a, tmp1)
|
|
||||||
let r3 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# r4 = (c * a) * b
|
|
||||||
tmp1.prod(c, a)
|
|
||||||
tmp2.prod(tmp1, b)
|
|
||||||
let r4 = tmp2
|
|
||||||
|
|
||||||
# ...
|
|
||||||
|
|
||||||
check:
|
|
||||||
bool(r0 == r1)
|
|
||||||
bool(r0 == r2)
|
|
||||||
bool(r0 == r3)
|
|
||||||
bool(r0 == r4)
|
|
||||||
|
|
||||||
# commutativeRing(BN254_Nogami)
|
|
||||||
commutativeRing(BN254_Snarks)
|
|
||||||
commutativeRing(BLS12_377)
|
|
||||||
commutativeRing(BLS12_381)
|
|
||||||
# commutativeRing(BN446)
|
|
||||||
# commutativeRing(FKM12_447)
|
|
||||||
# commutativeRing(BLS12_461)
|
|
||||||
# commutativeRing(BN462)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "Extension field multiplicative inverse":
|
|
||||||
proc mulInvOne(curve: static Curve) =
|
|
||||||
var one: Fp6[curve]
|
|
||||||
one.setOne()
|
|
||||||
|
|
||||||
block: # Inverse of 1 is 1
|
|
||||||
var r {.noInit.}: Fp6[curve]
|
|
||||||
r.inv(one)
|
|
||||||
check: bool(r == one)
|
|
||||||
|
|
||||||
var aInv, r{.noInit.}: Fp6[curve]
|
|
||||||
|
|
||||||
for _ in 0 ..< Iters:
|
|
||||||
let a = rng.random_unsafe(Fp6[curve])
|
|
||||||
|
|
||||||
aInv.inv(a)
|
|
||||||
r.prod(a, aInv)
|
|
||||||
check: bool(r == one)
|
|
||||||
|
|
||||||
r.prod(aInv, a)
|
|
||||||
check: bool(r == one)
|
|
||||||
|
|
||||||
# mulInvOne(BN254_Nogami)
|
|
||||||
mulInvOne(BN254_Snarks)
|
|
||||||
mulInvOne(BLS12_377)
|
|
||||||
mulInvOne(BLS12_381)
|
|
||||||
# mulInvOne(BN446)
|
|
||||||
# mulInvOne(FKM12_447)
|
|
||||||
# mulInvOne(BLS12_461)
|
|
||||||
# mulInvOne(BN462)
|
|
||||||
|
|
||||||
test "0 does not have a multiplicative inverse and should return 0 for projective/jacobian => affine coordinates conversion":
|
|
||||||
proc test(curve: static Curve) =
|
|
||||||
var z: Fp6[curve]
|
|
||||||
z.setZero()
|
|
||||||
|
|
||||||
var zInv{.noInit.}: Fp6[curve]
|
|
||||||
|
|
||||||
zInv.inv(z)
|
|
||||||
check: bool zInv.isZero()
|
|
||||||
|
|
||||||
# test(BN254_Nogami)
|
|
||||||
test(BN254_Snarks)
|
|
||||||
test(BLS12_377)
|
|
||||||
test(BLS12_381)
|
|
||||||
# test(BN446)
|
|
||||||
# test(FKM12_447)
|
|
||||||
# test(BLS12_461)
|
|
||||||
# test(BN462)
|
|
||||||
|
|
|
||||||
|
|
@ -0,0 +1,412 @@
|
||||||
|
# Constantine
|
||||||
|
# Copyright (c) 2018-2019 Status Research & Development GmbH
|
||||||
|
# Copyright (c) 2020-Present Mamy André-Ratsimbazafy
|
||||||
|
# Licensed and distributed under either of
|
||||||
|
# * MIT license (license terms in the root directory or at http://opensource.org/licenses/MIT).
|
||||||
|
# * Apache v2 license (license terms in the root directory or at http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0).
|
||||||
|
# at your option. This file may not be copied, modified, or distributed except according to those terms.
|
||||||
|
|
||||||
|
# ############################################################
|
||||||
|
#
|
||||||
|
# Template tests for towered extension fields
|
||||||
|
#
|
||||||
|
# ############################################################
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
import
|
||||||
|
# Standard library
|
||||||
|
std/[unittest, times],
|
||||||
|
# Internals
|
||||||
|
../constantine/towers,
|
||||||
|
../constantine/config/[common, curves],
|
||||||
|
../constantine/arithmetic,
|
||||||
|
# Test utilities
|
||||||
|
../helpers/[prng_unsafe, static_for]
|
||||||
|
|
||||||
|
template ExtField(degree: static int, curve: static Curve): untyped =
|
||||||
|
when degree == 2:
|
||||||
|
Fp2[curve]
|
||||||
|
elif degree == 6:
|
||||||
|
Fp6[curve]
|
||||||
|
elif degree == 12:
|
||||||
|
Fp12[curve]
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
{.error: "Unconfigured extension degree".}
|
||||||
|
|
||||||
|
proc runTowerTests*[N](
|
||||||
|
ExtDegree: static int,
|
||||||
|
Iters: static int,
|
||||||
|
TestCurves: static array[N, Curve],
|
||||||
|
moduleName: string,
|
||||||
|
testSuiteDesc: string
|
||||||
|
) =
|
||||||
|
|
||||||
|
# Random seed for reproducibility
|
||||||
|
var rng: RngState
|
||||||
|
let seed = uint32(getTime().toUnix() and (1'i64 shl 32 - 1)) # unixTime mod 2^32
|
||||||
|
rng.seed(seed)
|
||||||
|
echo moduleName, " xoshiro512** seed: ", seed
|
||||||
|
|
||||||
|
suite testSuiteDesc:
|
||||||
|
test "Comparison sanity checks":
|
||||||
|
proc test(Field: typedesc) =
|
||||||
|
var z, o {.noInit.}: Field
|
||||||
|
|
||||||
|
z.setZero()
|
||||||
|
o.setOne()
|
||||||
|
|
||||||
|
check: not bool(z == o)
|
||||||
|
|
||||||
|
staticFor(curve, TestCurves):
|
||||||
|
test(ExtField(ExtDegree, curve))
|
||||||
|
|
||||||
|
test "Addition, substraction negation are consistent":
|
||||||
|
proc test(Field: typedesc) =
|
||||||
|
# Try to exercise all code paths for in-place/out-of-place add/sum/sub/diff/double/neg
|
||||||
|
# (1 - (-a) - b + (-a) - 2a) + (2a + 2b + (-b)) == 1
|
||||||
|
var accum {.noInit.}, One {.noInit.}, a{.noInit.}, na{.noInit.}, b{.noInit.}, nb{.noInit.}, a2 {.noInit.}, b2 {.noInit.}: Field
|
||||||
|
|
||||||
|
One.setOne()
|
||||||
|
a = rng.random_unsafe(Field)
|
||||||
|
a2 = a
|
||||||
|
a2.double()
|
||||||
|
na.neg(a)
|
||||||
|
|
||||||
|
b = rng.random_unsafe(Field)
|
||||||
|
b2.double(b)
|
||||||
|
nb.neg(b)
|
||||||
|
|
||||||
|
accum.diff(One, na)
|
||||||
|
accum -= b
|
||||||
|
accum += na
|
||||||
|
accum -= a2
|
||||||
|
|
||||||
|
var t{.noInit.}: Field
|
||||||
|
t.sum(a2, b2)
|
||||||
|
t += nb
|
||||||
|
|
||||||
|
accum += t
|
||||||
|
check: bool accum.isOne()
|
||||||
|
|
||||||
|
staticFor(curve, TestCurves):
|
||||||
|
test(ExtField(ExtDegree, curve))
|
||||||
|
|
||||||
|
test "Squaring 1 returns 1":
|
||||||
|
proc test(Field: typedesc) =
|
||||||
|
let One = block:
|
||||||
|
var O{.noInit.}: Field
|
||||||
|
O.setOne()
|
||||||
|
O
|
||||||
|
block:
|
||||||
|
var r{.noinit.}: Field
|
||||||
|
r.square(One)
|
||||||
|
check: bool(r == One)
|
||||||
|
block:
|
||||||
|
var r{.noinit.}: Field
|
||||||
|
r.prod(One, One)
|
||||||
|
check: bool(r == One)
|
||||||
|
|
||||||
|
staticFor(curve, TestCurves):
|
||||||
|
test(ExtField(ExtDegree, curve))
|
||||||
|
|
||||||
|
test "Squaring 2 returns 4":
|
||||||
|
proc test(Field: typedesc) =
|
||||||
|
let One = block:
|
||||||
|
var O{.noInit.}: Field
|
||||||
|
O.setOne()
|
||||||
|
O
|
||||||
|
|
||||||
|
var Two: Field
|
||||||
|
Two.double(One)
|
||||||
|
|
||||||
|
var Four: Field
|
||||||
|
Four.double(Two)
|
||||||
|
|
||||||
|
block:
|
||||||
|
var r: Field
|
||||||
|
r.square(Two)
|
||||||
|
|
||||||
|
check: bool(r == Four)
|
||||||
|
block:
|
||||||
|
var r: Field
|
||||||
|
r.prod(Two, Two)
|
||||||
|
|
||||||
|
check: bool(r == Four)
|
||||||
|
|
||||||
|
staticFor(curve, TestCurves):
|
||||||
|
test(ExtField(ExtDegree, curve))
|
||||||
|
|
||||||
|
test "Squaring 3 returns 9":
|
||||||
|
proc test(Field: typedesc) =
|
||||||
|
let One = block:
|
||||||
|
var O{.noInit.}: Field
|
||||||
|
O.setOne()
|
||||||
|
O
|
||||||
|
|
||||||
|
var Three: Field
|
||||||
|
for _ in 0 ..< 3:
|
||||||
|
Three += One
|
||||||
|
|
||||||
|
var Nine: Field
|
||||||
|
for _ in 0 ..< 9:
|
||||||
|
Nine += One
|
||||||
|
|
||||||
|
block:
|
||||||
|
var u: Field
|
||||||
|
u.square(Three)
|
||||||
|
|
||||||
|
check: bool(u == Nine)
|
||||||
|
block:
|
||||||
|
var u: Field
|
||||||
|
u.prod(Three, Three)
|
||||||
|
|
||||||
|
check: bool(u == Nine)
|
||||||
|
|
||||||
|
staticFor(curve, TestCurves):
|
||||||
|
test(ExtField(ExtDegree, curve))
|
||||||
|
|
||||||
|
test "Squaring -3 returns 9":
|
||||||
|
proc test(Field: typedesc) =
|
||||||
|
let One = block:
|
||||||
|
var O{.noInit.}: Field
|
||||||
|
O.setOne()
|
||||||
|
O
|
||||||
|
|
||||||
|
var MinusThree: Field
|
||||||
|
for _ in 0 ..< 3:
|
||||||
|
MinusThree -= One
|
||||||
|
|
||||||
|
var Nine: Field
|
||||||
|
for _ in 0 ..< 9:
|
||||||
|
Nine += One
|
||||||
|
|
||||||
|
block:
|
||||||
|
var u: Field
|
||||||
|
u.square(MinusThree)
|
||||||
|
|
||||||
|
check: bool(u == Nine)
|
||||||
|
block:
|
||||||
|
var u: Field
|
||||||
|
u.prod(MinusThree, MinusThree)
|
||||||
|
|
||||||
|
check: bool(u == Nine)
|
||||||
|
|
||||||
|
staticFor(curve, TestCurves):
|
||||||
|
test(ExtField(ExtDegree, curve))
|
||||||
|
|
||||||
|
test "Multiplication by 0 and 1":
|
||||||
|
template test(Field: typedesc, body: untyped) =
|
||||||
|
block:
|
||||||
|
proc testInstance() =
|
||||||
|
let Z {.inject.} = block:
|
||||||
|
var Z{.noInit.}: Field
|
||||||
|
Z.setZero()
|
||||||
|
Z
|
||||||
|
let O {.inject.} = block:
|
||||||
|
var O{.noInit.}: Field
|
||||||
|
O.setOne()
|
||||||
|
O
|
||||||
|
|
||||||
|
for _ in 0 ..< Iters:
|
||||||
|
let x {.inject.} = rng.random_unsafe(Field)
|
||||||
|
var r{.noinit, inject.}: Field
|
||||||
|
body
|
||||||
|
|
||||||
|
testInstance()
|
||||||
|
|
||||||
|
staticFor(curve, TestCurves):
|
||||||
|
test(ExtField(ExtDegree, curve)):
|
||||||
|
r.prod(x, Z)
|
||||||
|
check: bool(r == Z)
|
||||||
|
test(ExtField(ExtDegree, curve)):
|
||||||
|
r.prod(Z, x)
|
||||||
|
check: bool(r == Z)
|
||||||
|
test(ExtField(ExtDegree, curve)):
|
||||||
|
r.prod(x, O)
|
||||||
|
check: bool(r == x)
|
||||||
|
test(ExtField(ExtDegree, curve)):
|
||||||
|
r.prod(O, x)
|
||||||
|
check: bool(r == x)
|
||||||
|
|
||||||
|
test "Multiplication and Squaring are consistent":
|
||||||
|
proc test(Field: typedesc, Iters: static int) =
|
||||||
|
for _ in 0 ..< Iters:
|
||||||
|
let a = rng.random_unsafe(Field)
|
||||||
|
var rMul{.noInit.}, rSqr{.noInit.}: Field
|
||||||
|
|
||||||
|
rMul.prod(a, a)
|
||||||
|
rSqr.square(a)
|
||||||
|
|
||||||
|
check: bool(rMul == rSqr)
|
||||||
|
|
||||||
|
staticFor(curve, TestCurves):
|
||||||
|
test(ExtField(ExtDegree, curve), Iters)
|
||||||
|
|
||||||
|
test "Squaring the opposite gives the same result":
|
||||||
|
proc test(Field: typedesc, Iters: static int) =
|
||||||
|
for _ in 0 ..< Iters:
|
||||||
|
let a = rng.random_unsafe(Field)
|
||||||
|
var na{.noInit.}: Field
|
||||||
|
na.neg(a)
|
||||||
|
|
||||||
|
var rSqr{.noInit.}, rNegSqr{.noInit.}: Field
|
||||||
|
|
||||||
|
rSqr.square(a)
|
||||||
|
rNegSqr.square(na)
|
||||||
|
|
||||||
|
check: bool(rSqr == rNegSqr)
|
||||||
|
|
||||||
|
staticFor(curve, TestCurves):
|
||||||
|
test(ExtField(ExtDegree, curve), Iters)
|
||||||
|
|
||||||
|
test "Multiplication and Addition/Substraction are consistent":
|
||||||
|
proc test(Field: typedesc, Iters: static int) =
|
||||||
|
for _ in 0 ..< Iters:
|
||||||
|
let factor = rng.random_unsafe(-30..30)
|
||||||
|
|
||||||
|
let a = rng.random_unsafe(Field)
|
||||||
|
|
||||||
|
if factor == 0: continue
|
||||||
|
|
||||||
|
var sum{.noInit.}, one{.noInit.}, f{.noInit.}: Field
|
||||||
|
one.setOne()
|
||||||
|
|
||||||
|
if factor < 0:
|
||||||
|
sum.neg(a)
|
||||||
|
f.neg(one)
|
||||||
|
for i in 1 ..< -factor:
|
||||||
|
sum -= a
|
||||||
|
f -= one
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
sum = a
|
||||||
|
f = one
|
||||||
|
for i in 1 ..< factor:
|
||||||
|
sum += a
|
||||||
|
f += one
|
||||||
|
|
||||||
|
var r{.noInit.}: Field
|
||||||
|
|
||||||
|
r.prod(a, f)
|
||||||
|
|
||||||
|
check: bool(r == sum)
|
||||||
|
|
||||||
|
staticFor(curve, TestCurves):
|
||||||
|
test(ExtField(ExtDegree, curve), Iters)
|
||||||
|
|
||||||
|
test "Addition is associative and commutative":
|
||||||
|
proc test(Field: typedesc, Iters: static int) =
|
||||||
|
for _ in 0 ..< Iters:
|
||||||
|
let a = rng.random_unsafe(Field)
|
||||||
|
let b = rng.random_unsafe(Field)
|
||||||
|
let c = rng.random_unsafe(Field)
|
||||||
|
|
||||||
|
var tmp1{.noInit.}, tmp2{.noInit.}: Field
|
||||||
|
|
||||||
|
# r0 = (a + b) + c
|
||||||
|
tmp1.sum(a, b)
|
||||||
|
tmp2.sum(tmp1, c)
|
||||||
|
let r0 = tmp2
|
||||||
|
|
||||||
|
# r1 = a + (b + c)
|
||||||
|
tmp1.sum(b, c)
|
||||||
|
tmp2.sum(a, tmp1)
|
||||||
|
let r1 = tmp2
|
||||||
|
|
||||||
|
# r2 = (a + c) + b
|
||||||
|
tmp1.sum(a, c)
|
||||||
|
tmp2.sum(tmp1, b)
|
||||||
|
let r2 = tmp2
|
||||||
|
|
||||||
|
# r3 = a + (c + b)
|
||||||
|
tmp1.sum(c, b)
|
||||||
|
tmp2.sum(a, tmp1)
|
||||||
|
let r3 = tmp2
|
||||||
|
|
||||||
|
# r4 = (c + a) + b
|
||||||
|
tmp1.sum(c, a)
|
||||||
|
tmp2.sum(tmp1, b)
|
||||||
|
let r4 = tmp2
|
||||||
|
|
||||||
|
# ...
|
||||||
|
|
||||||
|
check:
|
||||||
|
bool(r0 == r1)
|
||||||
|
bool(r0 == r2)
|
||||||
|
bool(r0 == r3)
|
||||||
|
bool(r0 == r4)
|
||||||
|
|
||||||
|
staticFor(curve, TestCurves):
|
||||||
|
test(ExtField(ExtDegree, curve), Iters)
|
||||||
|
|
||||||
|
test "Multiplication is associative and commutative":
|
||||||
|
proc test(Field: typedesc, Iters: static int) =
|
||||||
|
for _ in 0 ..< Iters:
|
||||||
|
let a = rng.random_unsafe(Field)
|
||||||
|
let b = rng.random_unsafe(Field)
|
||||||
|
let c = rng.random_unsafe(Field)
|
||||||
|
|
||||||
|
var tmp1{.noInit.}, tmp2{.noInit.}: Field
|
||||||
|
|
||||||
|
# r0 = (a * b) * c
|
||||||
|
tmp1.prod(a, b)
|
||||||
|
tmp2.prod(tmp1, c)
|
||||||
|
let r0 = tmp2
|
||||||
|
|
||||||
|
# r1 = a * (b * c)
|
||||||
|
tmp1.prod(b, c)
|
||||||
|
tmp2.prod(a, tmp1)
|
||||||
|
let r1 = tmp2
|
||||||
|
|
||||||
|
# r2 = (a * c) * b
|
||||||
|
tmp1.prod(a, c)
|
||||||
|
tmp2.prod(tmp1, b)
|
||||||
|
let r2 = tmp2
|
||||||
|
|
||||||
|
# r3 = a * (c * b)
|
||||||
|
tmp1.prod(c, b)
|
||||||
|
tmp2.prod(a, tmp1)
|
||||||
|
let r3 = tmp2
|
||||||
|
|
||||||
|
# r4 = (c * a) * b
|
||||||
|
tmp1.prod(c, a)
|
||||||
|
tmp2.prod(tmp1, b)
|
||||||
|
let r4 = tmp2
|
||||||
|
|
||||||
|
# ...
|
||||||
|
|
||||||
|
check:
|
||||||
|
bool(r0 == r1)
|
||||||
|
bool(r0 == r2)
|
||||||
|
bool(r0 == r3)
|
||||||
|
bool(r0 == r4)
|
||||||
|
|
||||||
|
staticFor(curve, TestCurves):
|
||||||
|
test(ExtField(ExtDegree, curve), Iters)
|
||||||
|
|
||||||
|
test "Extension field multiplicative inverse":
|
||||||
|
proc test(Field: typedesc, Iters: static int) =
|
||||||
|
var aInv, r{.noInit.}: Field
|
||||||
|
|
||||||
|
for _ in 0 ..< Iters:
|
||||||
|
let a = rng.random_unsafe(Field)
|
||||||
|
aInv.inv(a)
|
||||||
|
r.prod(a, aInv)
|
||||||
|
check: bool(r.isOne())
|
||||||
|
r.prod(aInv, a)
|
||||||
|
check: bool(r.isOne())
|
||||||
|
|
||||||
|
staticFor(curve, TestCurves):
|
||||||
|
test(ExtField(ExtDegree, curve), Iters)
|
||||||
|
|
||||||
|
test "0 does not have a multiplicative inverse and should return 0 for projective/jacobian => affine coordinates conversion":
|
||||||
|
proc test(Field: typedesc) =
|
||||||
|
var z: Field
|
||||||
|
z.setZero()
|
||||||
|
|
||||||
|
var zInv{.noInit.}: Field
|
||||||
|
|
||||||
|
zInv.inv(z)
|
||||||
|
check: bool zInv.isZero()
|
||||||
|
|
||||||
|
staticFor(curve, TestCurves):
|
||||||
|
test(ExtField(ExtDegree, curve))
|
||||||
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