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//test
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pragma circom 2.1.9;
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include "poseidon_Jubjub_16_to_1_constants.circom";
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template external_linear_layer_16_to_1() {
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signal input in[16];
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signal output out[16];
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// Matrix is [10 14 2 6 5 7 1 3 5 7 1 3 5 7 1 3]
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// [ 8 12 2 2 4 6 1 1 4 6 1 1 4 6 1 1]
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// [ 2 6 10 14 1 3 5 7 1 3 5 7 1 3 5 7]
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// [ 2 2 8 12 1 1 4 6 1 1 4 6 1 1 4 6]
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// [ 5 7 1 3 10 14 2 6 5 7 1 3 5 7 1 3]
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// [ 4 6 1 1 8 12 2 2 4 6 1 1 4 6 1 1]
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// [ 1 3 5 7 2 6 10 14 1 3 5 7 1 3 5 7]
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// [ 1 1 4 6 2 2 8 12 1 1 4 6 1 1 4 6]
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// [ 5 7 1 3 5 7 1 3 10 14 2 6 5 7 1 3]
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// [ 4 6 1 1 4 6 1 1 8 12 2 2 4 6 1 1]
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// [ 1 3 5 7 1 3 5 7 2 6 10 14 1 3 5 7]
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// [ 1 1 4 6 1 1 4 6 2 2 8 12 1 1 4 6]
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// [ 5 7 1 3 5 7 1 3 5 7 1 3 10 14 2 6]
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// [ 4 6 1 1 4 6 1 1 4 6 1 1 8 12 2 2]
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// [ 1 3 5 7 1 3 5 7 1 3 5 7 2 6 10 14]
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// [ 1 1 4 6 1 1 4 6 1 1 4 6 2 2 8 12]
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out[0] <== in[0] +in[0] +in[0] +in[0] +in[0] +in[0] +in[0] +in[0] +in[0] +in[0] +
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in[2] +in[2] +
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in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +
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in[8] +in[8] +in[8] +in[8] +in[8] +
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in[9] +in[9] +in[9] +in[9] +in[9] +in[9] +in[9] +
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in[14] +
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out[1] <== in[0] +in[0] +in[0] +in[0] +in[0] +in[0] +in[0] +in[0] +
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in[2] +in[2] +
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in[7] +
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in[8] +in[8] +in[8] +in[8] +
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in[11] +
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in[12] +in[12] +in[12] +in[12] +
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in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +
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in[14] +
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in[15];
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out[2] <== in[0] +in[0] +
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in[2] +in[2] +in[2] +in[2] +in[2] +in[2] +in[2] +in[2] +in[2] +in[2] +
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in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +
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in[4] +
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in[5] +in[5] +in[5] +
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in[6] +in[6] +in[6] +in[6] +in[6] +
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in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +
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in[8] +
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in[9] +in[9] +in[9] +
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in[10] +in[10] +in[10] +in[10] +in[10] +
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in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +
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in[12] +
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in[13] +in[13] +in[13] +
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in[14] +in[14] +in[14] +in[14] +in[14] +
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in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15];
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out[3] <== in[0] +in[0] +
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in[1] +in[1] +
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in[2] +in[2] +in[2] +in[2] +in[2] +in[2] +in[2] +in[2] +
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in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +
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in[4] +
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in[5] +
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in[9] +
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in[12] +
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in[13] +
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in[14] +in[14] +in[14] +in[14] +
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out[4] <== in[0] +in[0] +in[0] +in[0] +in[0] +
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in[2] +
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in[3] +in[3] +in[3] +
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in[4] +in[4] +in[4] +in[4] +in[4] +in[4] +in[4] +in[4] +in[4] +in[4] +
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in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +
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in[6] +in[6] +
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in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +
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in[8] +in[8] +in[8] +in[8] +in[8] +
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in[9] +in[9] +in[9] +in[9] +in[9] +in[9] +in[9] +
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in[10] +
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in[11] +in[11] +in[11] +
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in[12] +in[12] +in[12] +in[12] +in[12] +
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in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +
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in[14] +
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in[15] +in[15] +in[15];
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out[5] <== in[0] +in[0] +in[0] +in[0] +
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in[2] +
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in[3] +
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in[4] +in[4] +in[4] +in[4] +in[4] +in[4] +in[4] +in[4] +
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in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +
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in[6] +in[6] +
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in[7] +in[7] +
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in[8] +in[8] +in[8] +in[8] +
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in[10] +
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in[11] +
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in[12] +in[12] +in[12] +in[12] +
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in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +
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in[14] +
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in[15];
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in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +
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|
in[4] +in[4] +
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in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +
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in[6] +in[6] +in[6] +in[6] +in[6] +in[6] +in[6] +in[6] +in[6] +in[6] +
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|
in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +
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in[8] +
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in[9] +in[9] +in[9] +
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in[10] +in[10] +in[10] +in[10] +in[10] +
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in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +
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in[12] +
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in[13] +in[13] +in[13] +
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in[14] +in[14] +in[14] +in[14] +in[14] +
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in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15];
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in[2] +in[2] +in[2] +in[2] +
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in[4] +in[4] +
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in[5] +in[5] +
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|
in[6] +in[6] +in[6] +in[6] +in[6] +in[6] +in[6] +in[6] +
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|
in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +
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in[8] +
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in[9] +
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in[10] +in[10] +in[10] +in[10] +
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in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +
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in[12] +
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in[13] +
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in[14] +in[14] +in[14] +in[14] +
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in[2] +
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in[3] +in[3] +in[3] +
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in[4] +in[4] +in[4] +in[4] +in[4] +
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in[6] +
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in[7] +in[7] +in[7] +
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in[8] +in[8] +in[8] +in[8] +in[8] +in[8] +in[8] +in[8] +in[8] +in[8] +
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in[3] +
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in[7] +
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in[8] +in[8] +in[8] +in[8] +in[8] +in[8] +in[8] +in[8] +
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in[9] +in[9] +in[9] +in[9] +in[9] +in[9] +in[9] +in[9] +in[9] +in[9] +in[9] +in[9] +
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in[10] +in[10] +
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in[11] +in[11] +
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in[12] +in[12] +in[12] +in[12] +
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in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +
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in[14] +
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in[15];
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in[2] +in[2] +in[2] +in[2] +in[2] +
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in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +
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|
in[4] +
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|
in[5] +in[5] +in[5] +
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|
in[6] +in[6] +in[6] +in[6] +in[6] +
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in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +
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|
in[8] +in[8] +
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|
in[9] +in[9] +in[9] +in[9] +in[9] +in[9] +
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|
in[10] +in[10] +in[10] +in[10] +in[10] +in[10] +in[10] +in[10] +in[10] +in[10] +
|
|
in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +
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|
in[12] +
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|
in[13] +in[13] +in[13] +
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in[14] +in[14] +in[14] +in[14] +in[14] +
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|
in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15];
|
|
|
|
out[11] <== in[0] +
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in[1] +
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in[2] +in[2] +in[2] +in[2] +
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|
in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +
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|
in[4] +
|
|
in[5] +
|
|
in[6] +in[6] +in[6] +in[6] +
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|
in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +
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|
in[8] +in[8] +
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|
in[9] +in[9] +
|
|
in[10] +in[10] +in[10] +in[10] +in[10] +in[10] +in[10] +in[10] +
|
|
in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +
|
|
in[12] +
|
|
in[13] +
|
|
in[14] +in[14] +in[14] +in[14] +
|
|
in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15];
|
|
|
|
out[12] <== in[0] +in[0] +in[0] +in[0] +in[0] +
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|
in[1] +in[1] +in[1] +in[1] +in[1] +in[1] +in[1] +
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|
in[2] +
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in[3] +in[3] +in[3] +
|
|
in[4] +in[4] +in[4] +in[4] +in[4] +
|
|
in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +
|
|
in[6] +
|
|
in[7] +in[7] +in[7] +
|
|
in[8] +in[8] +in[8] +in[8] +in[8] +
|
|
in[9] +in[9] +in[9] +in[9] +in[9] +in[9] +in[9] +
|
|
in[10] +
|
|
in[11] +in[11] +in[11] +
|
|
in[12] +in[12] +in[12] +in[12] +in[12] +in[12] +in[12] +in[12] +in[12] +in[12] +
|
|
in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +
|
|
in[14] +in[14] +
|
|
in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15];
|
|
|
|
out[13] <== in[0] +in[0] +in[0] +in[0] +
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|
in[2] +
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in[3] +
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in[4] +in[4] +in[4] +in[4] +
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|
in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +in[5] +
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in[6] +
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in[7] +
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|
in[8] +in[8] +in[8] +in[8] +
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|
in[9] +in[9] +in[9] +in[9] +in[9] +in[9] +
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|
in[10] +
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in[11] +
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|
in[12] +in[12] +in[12] +in[12] +in[12] +in[12] +in[12] +in[12] +
|
|
in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +
|
|
in[14] +in[14] +
|
|
in[15] +in[15];
|
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|
|
out[14] <== in[0] +
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in[1] +in[1] +in[1] +
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in[2] +in[2] +in[2] +in[2] +in[2] +
|
|
in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +
|
|
in[4] +
|
|
in[5] +in[5] +in[5] +
|
|
in[6] +in[6] +in[6] +in[6] +in[6] +
|
|
in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +
|
|
in[8] +
|
|
in[9] +in[9] +in[9] +
|
|
in[10] +in[10] +in[10] +in[10] +in[10] +
|
|
in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +
|
|
in[12] +in[12] +
|
|
in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +in[13] +
|
|
in[14] +in[14] +in[14] +in[14] +in[14] +in[14] +in[14] +in[14] +in[14] +in[14] +
|
|
in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15];
|
|
|
|
out[15] <== in[0] +
|
|
in[1] +
|
|
in[2] +in[2] +in[2] +in[2] +
|
|
in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +in[3] +
|
|
in[4] +
|
|
in[5] +
|
|
in[6] +in[6] +in[6] +in[6] +
|
|
in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +in[7] +
|
|
in[8] +
|
|
in[9] +
|
|
in[10] +in[10] +in[10] +in[10] +
|
|
in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +in[11] +
|
|
in[12] +in[12] +
|
|
in[13] +in[13] +
|
|
in[14] +in[14] +in[14] +in[14] +in[14] +in[14] +in[14] +in[14] +
|
|
in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15] +in[15];
|
|
}
|
|
|
|
template internal_linear_layer_16_to_1() {
|
|
signal input in[16];
|
|
signal output out[16];
|
|
|
|
signal sum <== in[0] + in[1] + in[2] + in[3] + in[4] + in[5] + in[6] + in[7] + in[8] + in[9] + in[10] + in[11] + in[12] + in[13] + in[14] + in[15];
|
|
|
|
|
|
out[0] <== in[0] * 67 + sum;
|
|
out[1] <== in[1] * 84 + sum;
|
|
out[2] <== in[2] * 80 + sum;
|
|
out[3] <== in[3] * 94 + sum;
|
|
out[4] <== in[4] * 57 + sum;
|
|
out[5] <== in[5] * 89 + sum;
|
|
out[6] <== in[6] * 92 + sum;
|
|
out[7] <== in[7] * 39 + sum;
|
|
out[8] <== in[8] * 34 + sum;
|
|
out[9] <== in[9] * 24 + sum;
|
|
out[10] <== in[10] + sum;
|
|
out[11] <== in[11] * 95 + sum;
|
|
out[12] <== in[12] * 21 + sum;
|
|
out[13] <== in[13] * 73 + sum;
|
|
out[14] <== in[14] * 68 + sum;
|
|
out[15] <== in[15] * 52 + sum;
|
|
|
|
}
|
|
|
|
template sbox_16_to_1() { // ALPHA = 5
|
|
signal input in;
|
|
signal output out;
|
|
|
|
signal in2;
|
|
signal in4;
|
|
|
|
in2 <== in*in;
|
|
in4 <== in2 * in2;
|
|
out <== in4 * in;
|
|
}
|
|
|
|
template ARC_16_to_1(index){
|
|
signal input in;
|
|
signal output out;
|
|
|
|
var constants[185] = round_constant_16_to_1();
|
|
|
|
out <== in + constants[index];
|
|
}
|
|
|
|
|
|
template partial_round_16_to_1(round_number) {
|
|
signal input in[16];
|
|
signal output out[16];
|
|
|
|
component add_constant = ARC_16_to_1(round_number + 60);
|
|
add_constant.in <== in[0];
|
|
|
|
component exp = sbox_16_to_1();
|
|
exp.in <== add_constant.out;
|
|
|
|
component matrix = internal_linear_layer_16_to_1();
|
|
matrix.in[0] <== exp.out;
|
|
for(var i=1; i<16; i++){
|
|
matrix.in[i] <== in[i];
|
|
}
|
|
for(var i=0; i<16; i++){
|
|
out[i] <== matrix.out[i];
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
template full_rounds_16_to_1(round_number){
|
|
signal input in[16];
|
|
signal output out[16];
|
|
|
|
component add_constant[16];
|
|
if(round_number < 4) {
|
|
for(var i=0; i<16; i++){
|
|
add_constant[i] = ARC_16_to_1(round_number*16+i);
|
|
}
|
|
} else {
|
|
for(var i=0; i<16; i++){
|
|
add_constant[i] = ARC_16_to_1((round_number - 61) * 16 + i + 121);
|
|
}
|
|
}
|
|
for(var i=0; i<16; i++){
|
|
add_constant[i].in <== in[i];
|
|
}
|
|
|
|
component exp[16];
|
|
for(var i=0; i<16; i++){
|
|
exp[i] = sbox_16_to_1();
|
|
exp[i].in <== add_constant[i].out;
|
|
}
|
|
|
|
component matrix = external_linear_layer_16_to_1();
|
|
for(var i=0; i<16; i++){
|
|
matrix.in[i] <== exp[i].out;
|
|
}
|
|
for(var i=0; i<16; i++){
|
|
out[i] <== matrix.out[i];
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
template permutation_16_to_1(){
|
|
signal input in[16];
|
|
signal output out[16];
|
|
|
|
component full_rounds_16_to_1[8];
|
|
component partial_round_16_to_1s[57];
|
|
component matrix = external_linear_layer_16_to_1();
|
|
|
|
for(var i=0; i<16; i++){
|
|
matrix.in[i] <== in[i];
|
|
}
|
|
|
|
for(var i=0; i<65; i++){
|
|
if(i < 4) {
|
|
full_rounds_16_to_1[i] = full_rounds_16_to_1(i);
|
|
} else {
|
|
if(i<61) {
|
|
partial_round_16_to_1s[i-4] = partial_round_16_to_1(i);
|
|
} else {
|
|
full_rounds_16_to_1[i-57] = full_rounds_16_to_1(i);
|
|
}
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
for(var i=0; i<16; i++){
|
|
full_rounds_16_to_1[0].in[i] <== matrix.out[i];
|
|
}
|
|
|
|
for(var i=1; i<4; i++){
|
|
for(var j=0; j<16; j++){
|
|
full_rounds_16_to_1[i].in[j] <== full_rounds_16_to_1[i-1].out[j];
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
for(var i=0; i<16; i++){
|
|
partial_round_16_to_1s[0].in[i] <== full_rounds_16_to_1[3].out[i];
|
|
}
|
|
|
|
for(var i=1; i<57; i++){
|
|
for(var j=0; j<16; j++){
|
|
partial_round_16_to_1s[i].in[j] <== partial_round_16_to_1s[i-1].out[j];
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
for(var i=0; i<16; i++){
|
|
full_rounds_16_to_1[4].in[i] <== partial_round_16_to_1s[56].out[i];
|
|
}
|
|
|
|
for(var i=5; i<8; i++){
|
|
for(var j=0; j<16; j++){
|
|
full_rounds_16_to_1[i].in[j] <== full_rounds_16_to_1[i-1].out[j];
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
for(var i=0; i<16; i++){
|
|
out[i] <== full_rounds_16_to_1[7].out[i];
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
template hash_16_to_1(){
|
|
signal input in[16];
|
|
signal output out;
|
|
|
|
component perm = permutation_16_to_1();
|
|
for(var i=0; i<16; i++){
|
|
perm.in[i] <== in[i];
|
|
}
|
|
|
|
out <== in[0] + perm.out[0];
|
|
}
|
|
|
|
//component main = hash_16_to_1(); |