ASCII->POLY: reimplement
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8703e6975e
commit
7693805741
@ -37,8 +37,8 @@ endif
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LIBS += -L. -lgmp -lmpfr -lm
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LIBS += -L. -lgmp -lmpfr -lm
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# objects
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# objects
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PQC_OBJS = poly.o mem.o encrypt.o decrypt.o keypair.o
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PQC_OBJS = poly.o mem.o encrypt.o decrypt.o keypair.o ascii_poly.o
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PQC_HEADERS = err.h poly.h context.h encrypt.h decrypt.h keypair.h
|
PQC_HEADERS = err.h poly.h context.h encrypt.h decrypt.h keypair.h ascii_poly.h
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# CUNIT_OBJS = cunit.o
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# CUNIT_OBJS = cunit.o
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# includes
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# includes
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229
src/ascii_poly.c
229
src/ascii_poly.c
@ -20,106 +20,185 @@
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*/
|
*/
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#include "context.h"
|
#include "context.h"
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#include "err.h"
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#include "mem.h"
|
#include "mem.h"
|
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#include "poly.h"
|
#include "poly.h"
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#include "ascii_poly.h"
|
#include "ascii_poly.h"
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#include <math.h>
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#include <stdint.h>
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#include <stdio.h>
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#include <stdlib.h>
|
#include <stdlib.h>
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#include <string.h>
|
#include <string.h>
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#include <sys/types.h>
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#include <tommath.h>
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#include <tompoly.h>
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#define ASCII_DIGITS 7
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#include <fmpz_poly.h>
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#include <fmpz.h>
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/*
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* static function declaration
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*/
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static char *get_int_to_bin_str(uint8_t value);
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static char *get_bin_arr_to_ascii(char *binary_rep);
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||||||
/**
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/**
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||||||
* Converts a string into a pb_poly of the size strlen(to_poly) * 7.
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* Convert an integer to it's binary representation
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* 7 bit per ASCII symbol.
|
* as a string and return it.
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||||||
*
|
*
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||||||
* @param to_poly the string
|
* @param value the integer to convert
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||||||
* @return the newly allocated polynom.
|
* @return the binary representation as a newly allocated string
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||||||
*/
|
*/
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||||||
pb_poly *ascii_to_poly(char *to_poly)
|
static char *get_int_to_bin_str(uint8_t value)
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||||||
{
|
{
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||||||
size_t length = (strlen(to_poly) * ASCII_DIGITS);
|
int i;
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||||||
char *tmp_ptr = to_poly;
|
const size_t ascii_bit_size = 8;
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u_int8_t binary_Number[ASCII_DIGITS + 1];
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const size_t bin_string_size = ascii_bit_size + 1;
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char *bin_string = ntru_malloc(sizeof(char) *
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(bin_string_size)); /* account for trailing null-byte */
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||||||
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if (!to_poly) {
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/* terminate properly */
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return NULL;
|
bin_string[bin_string_size - 1] = '\0';
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}
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mp_int chara;
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for (i = 7; i >= 0; --i, value >>= 1)
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init_integer(&chara);
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bin_string[i] = (value & 1) + '0';
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||||||
pb_poly *poly = ntru_malloc(sizeof(pb_poly));
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return bin_string;
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init_polynom_size(poly, &chara, length);
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||||||
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/* for every char */
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||||||
for (u_int32_t j = 0; j < strlen(to_poly); j++) {
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u_int8_t quotient = (u_int8_t) *tmp_ptr++;
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||||||
u_int8_t k = ASCII_DIGITS;
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||||||
for (u_int8_t i = 1; i <= ASCII_DIGITS; i++) {
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||||||
/* gets the least significant bit in an array*/
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binary_Number[k--] = quotient % 2;
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||||||
/* bitshift so the next bit becomes the lsb*/
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||||||
quotient >>= 1;
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}
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||||||
for (u_int8_t i = 1; i <= ASCII_DIGITS; i++) {
|
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||||||
/* the actual position of the bit in the polynom */
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||||||
u_int32_t coefficient = (i - 1) + (j * ASCII_DIGITS);
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MP_SET(&(poly->terms[coefficient]), binary_Number[i]);
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||||||
/* set the array to 0 so the next run is garbage free */
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||||||
binary_Number[i] = 0;
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||||||
poly->terms[i].sign = 0;
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}
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||||||
}
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||||||
poly->used = (int) length;
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||||||
mp_clear(&chara);
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||||||
return poly;
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||||||
}
|
}
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||||||
|
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||||||
/**
|
/**
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||||||
* Converts a polynom into a newly allocated string.
|
* Converts a binary representation of multiple concatenated
|
||||||
|
* integers to the corresponding array of ascii chars, which
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||||||
|
* is NULL-terminated.
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||||||
*
|
*
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||||||
* @param to_ascii the polynom you want to make a string of.
|
* @param binary_rep the binary representation of multiple
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||||||
* @return a pointer to the string ore a NULL pointer in the error case
|
* integers concatenated
|
||||||
|
* @return NULL-terminated array of corresponding ascii-chars,
|
||||||
|
* newly allocated
|
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*/
|
*/
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||||||
char *polynom_to_ascii(pb_poly *to_ascii)
|
static char *get_bin_arr_to_ascii(char *binary_rep)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
if (!to_ascii) {
|
const size_t int_arr_size = strlen(binary_rep) / 8;
|
||||||
return NULL;
|
uint8_t int_arr[int_arr_size];
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||||||
|
char *tmp_string = binary_rep;
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||||||
|
uint32_t i = 0;
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||||||
|
char *int_string;
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||||||
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||||||
|
while (*tmp_string) {
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||||||
|
int_arr[i] = 0;
|
||||||
|
for (uint32_t j = 0; j < 8; j++) {
|
||||||
|
if (*tmp_string == '1')
|
||||||
|
int_arr[i] = int_arr[i] * 2 + 1;
|
||||||
|
else if (*tmp_string == '0')
|
||||||
|
int_arr[i] *= 2;
|
||||||
|
tmp_string++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
i++;
|
||||||
}
|
}
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||||||
|
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||||||
size_t length_poly = (size_t) to_ascii->used;
|
int_string = ntru_calloc(1, sizeof(char) * (i + 1));
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||||||
size_t length_string = (size_t) (length_poly / ASCII_DIGITS);
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||||||
char *string = (char*) ntru_malloc(length_string);
|
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||||||
char bit_buffer;
|
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||||||
char *tmp_ptr = string;
|
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||||||
u_int8_t ascii_value = 0;
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||||||
|
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||||||
/* every char */
|
for (uint32_t j = 0; j < i; j++)
|
||||||
for (u_int32_t i = 0; i < length_poly; i += ASCII_DIGITS) {
|
int_string[j] = (char) int_arr[j];
|
||||||
/* every bit*/
|
|
||||||
for (u_int32_t j = 0; j < ASCII_DIGITS; j++) {
|
return int_string;
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||||||
/* get the bit */
|
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||||||
if (mp_toradix(&(to_ascii->terms[i + j]), &bit_buffer, 2)) {
|
|
||||||
return NULL;
|
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||||||
}
|
}
|
||||||
/* bit as integer */
|
|
||||||
u_int8_t bit = atoi(&bit_buffer);
|
/**
|
||||||
/* bitshift to the left */
|
* Convert an ascii string to an array of polyomials.
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||||||
ascii_value <<= 1;
|
*
|
||||||
/* set the new bit and keep the other */
|
* @param to_poly the string to get into polynomial format
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||||||
ascii_value |= bit;
|
* @param ctx the NTRUEncrypt context
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||||||
|
* @return newly allocated array of polynomials
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|
*/
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||||||
|
fmpz_poly_t **ascii_to_poly(char *to_poly, ntru_context *ctx)
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||||||
|
{
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||||||
|
uint32_t i = 0,
|
||||||
|
polyc = 0;
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||||||
|
char *cur = to_poly;
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||||||
|
size_t out_size = sizeof(char) * (strlen(to_poly) * 90 + 1);
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||||||
|
char *out = ntru_malloc(out_size);
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||||||
|
fmpz_poly_t **poly_array;
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||||||
|
|
||||||
|
*out = '\0';
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||||||
|
|
||||||
|
while (*cur) {
|
||||||
|
char *tmp_string = get_int_to_bin_str((int)(*cur));
|
||||||
|
strcat(out, tmp_string);
|
||||||
|
cur++;
|
||||||
|
free(tmp_string);
|
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}
|
}
|
||||||
/* char into string */
|
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||||||
*tmp_ptr++ = (char) ascii_value;
|
poly_array = ntru_malloc(sizeof(**poly_array) * (strlen(out) / ctx->N));
|
||||||
/* reset for next char */
|
|
||||||
ascii_value = 0;
|
while (out[i]) {
|
||||||
|
uint32_t j = 0;
|
||||||
|
fmpz_poly_t *new_poly = ntru_malloc(sizeof(*new_poly));
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||||||
|
fmpz_poly_init(*new_poly);
|
||||||
|
poly_array[polyc] = new_poly;
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||||||
|
|
||||||
|
while (out[i] && j < ctx->N) {
|
||||||
|
fmpz_poly_set_coeff_si(*new_poly,
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||||||
|
j,
|
||||||
|
(out[i] == '0') ? -1 : 1);
|
||||||
|
i++;
|
||||||
|
j++;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
return string;
|
polyc++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
free(out);
|
||||||
|
|
||||||
|
poly_array[polyc] = NULL;
|
||||||
|
|
||||||
|
return poly_array;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
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||||||
|
* Convert an array of polynomials back to a real string.
|
||||||
|
*
|
||||||
|
* @param poly_array the array of polynomials
|
||||||
|
* @param ctx the NTRUEncrypt context
|
||||||
|
* @return the real string
|
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|
*/
|
||||||
|
char *poly_to_ascii(fmpz_poly_t **poly_array, ntru_context *ctx)
|
||||||
|
{
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||||||
|
fmpz_poly_t *ascii_poly;
|
||||||
|
char *binary_rep = NULL;
|
||||||
|
char *ascii_string;
|
||||||
|
uint32_t i = 0;
|
||||||
|
size_t old_length = 0,
|
||||||
|
new_length;
|
||||||
|
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||||||
|
/*
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||||||
|
* parse the polynomial coefficients into a string
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
binary_rep = ntru_malloc(sizeof(char) * (ctx->N + 1));
|
||||||
|
while ((ascii_poly = *poly_array++)) {
|
||||||
|
new_length = sizeof(char) * (ctx->N + 1);
|
||||||
|
|
||||||
|
REALLOC(binary_rep,
|
||||||
|
old_length +
|
||||||
|
new_length +
|
||||||
|
1); /* trailing null byte */
|
||||||
|
|
||||||
|
old_length += new_length;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (uint32_t j = 0; j < ctx->N; j++) {
|
||||||
|
fmpz *coeff = fmpz_poly_get_coeff_ptr(*ascii_poly, j);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (coeff) {
|
||||||
|
if (fmpz_cmp_si(coeff, 1))
|
||||||
|
binary_rep[i] = '0';
|
||||||
|
else if (fmpz_cmp_si(coeff, -1))
|
||||||
|
binary_rep[i] = '1';
|
||||||
|
}
|
||||||
|
i++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
binary_rep[i] = '\0';
|
||||||
|
|
||||||
|
ascii_string = get_bin_arr_to_ascii(binary_rep);
|
||||||
|
free(binary_rep);
|
||||||
|
|
||||||
|
return ascii_string;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
@ -22,7 +22,15 @@
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#ifndef ASCII_POLY_H_
|
#ifndef ASCII_POLY_H_
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#define ASCII_POLY_H_
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#define ASCII_POLY_H_
|
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pb_poly *ascii_to_poly(char *to_poly);
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||||||
char *polynom_to_ascii(pb_poly *to_ascii);
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#include "context.h"
|
||||||
|
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||||||
|
#include <fmpz_poly.h>
|
||||||
|
#include <fmpz.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
fmpz_poly_t **ascii_to_poly(char *to_poly, ntru_context *ctx);
|
||||||
|
char *poly_to_ascii(fmpz_poly_t **poly_array, ntru_context *ctx);
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
#endif /* ASCII_POLY_H_ */
|
#endif /* ASCII_POLY_H_ */
|
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