C ECC双精度和加法

我目前正在使用Double和Add算法编写椭圆曲线密码的C代码。我面临一个seg故障问题，我不明白。我希望你们中有人能有个主意

#include "lib/include/gmp.h"
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <openssl/sha.h>

typedef struct{
    mpz_t p;
    mpz_t a;
    mpz_t b;
    mpz_t gx;
    mpz_t gy;
} ECC;

static mpz_t *inverse_y1, *inverse_y2, *tx, *ty;
ECC secp256k1;

/*
 * Initializes the secp256k1 curve.
 */
void initSECP256K1(){
    mpz_set_str(secp256k1.p, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFC2F", 16);
    mpz_init(secp256k1.a);
    mpz_set_str(secp256k1.b, "7", 10);
    mpz_set_str(secp256k1.gx, "79BE667EF9DCBBAC55A06295CE870B07029BFCDB2DCE28D959F2815B16F81798", 16);
    mpz_set_str(secp256k1.gy, "483ADA7726A3C4655DA4FBFC0E1108A8FD17B448A68554199C47D08FFB10D4B8", 16);
    inverse_y1 = malloc(sizeof(mpz_t));
    inverse_y2 = malloc(sizeof(mpz_t));
    mpz_set_str(*inverse_y1, "483ADA7726A3C4655DA4FBFC0E1108A8FD17B448A68554199C47D08FFB10D4B8", 16);
    mpz_set_str(*inverse_y2, "b7c52588d95c3b9aa25b0403f1eef75702e84bb7597aabe663b82f6f04ef2777", 16);
}

/*
 * Calculates the s value for ecc point and doubling.
 * s = (y2 - y1) / (x2 - x1) mod p if P != Q
 * s = (3 * x1 ^ 2 + a) / (2 * y1) mod p if P = Q
 * 5 parameters. First one is mpz_t pointer to save the result.
 * The other 4 are of type pointer, representing the coordinates.
 */
void calculate_s(mpz_t *s, mpz_t *x1, mpz_t *y1, mpz_t *x2, mpz_t *y2){
    mpz_t *s1 = malloc(sizeof(mpz_t));
    mpz_init(*s1);
    //Point Addition
    if(mpz_cmp(*x1, *x2) != 0 || mpz_cmp(*y1, *y2) != 0){
        mpz_sub(*s, *y2, *y1);
        mpz_sub(*s1, *x2, *x1);
    }else{
    //Point doubling
        mpz_powm_ui(*s, *x1, 2, secp256k1.p);
        mpz_mul_si(*s, *s, 3);
        mpz_mul_si(*s1, *y1, 2);
    }
    mpz_invert(*s1, *s1, secp256k1.p);
    mpz_mul(*s, *s, *s1);
    mpz_clear(*s1);
}



/*
 * ECC - Point add and Point double
 * It takes 6 parameters, each of type mpz_t pointer.
 * The result is stored in the first two pointers.
 * The third and forth pointer represent the first coordinate.
 * The last two pointer are the second coordinate.
 * It calculates the new coordinates as follows:
 * x3 = s ^ 2 - x1 - x2 mod p
 * y3 = s * (x1 - x3) - y1 mod p
 */
int ecc_papd(mpz_t *x3, mpz_t *y3, mpz_t *x1, mpz_t *y1, mpz_t *x2, mpz_t *y2){
    mpz_t *s = malloc(sizeof(mpz_t));
    mpz_init(*s);
    //calculates s value
    calculate_s(s, x1, y1, x2, y2);
    //x3 = s^2 - x1 - x2 mpd p
    mpz_powm_ui(*x3, *s, 2, secp256k1.p);
    mpz_sub(*x3, *x3, *x1);
    mpz_sub(*x3, *x3, *x2);
    mpz_mod(*x3, *x3, secp256k1.p);
    //y3 = s * (x1 - x3) - y1 mod p
    mpz_sub(*y3, *x1, *x3);
    mpz_mul(*y3, *y3, *s);
    mpz_sub(*y3, *y3, *y1);
    mpz_mod(*y3, *y3, secp256k1.p);
    mpz_clear(*s);
    //check if the result is the infinity point
    if(mpz_cmp(*x1, *x2) == 0){
        if((mpz_cmp(*y1, *inverse_y1) == 0 && mpz_cmp(*y2, *inverse_y2) == 0) ||
               (mpz_cmp(*y2, *inverse_y1) == 0 && mpz_cmp(*y1, *inverse_y2) == 0)){
            //printf("INFINITY");
            return 1;
        }
    }
    return 0;
}


void ecc_double_add(mpz_t *rx, mpz_t *ry, mpz_t *x, mpz_t *y, mpz_t d){
    mpz_t *tx = malloc(sizeof(mpz_t));
    mpz_t *ty = malloc(sizeof(mpz_t));
    mpz_set(*tx, *x);
    mpz_set(*ty, *y);
    //returns the amount of bits the number has
    //sub 2 because it starts to count from 1 and we remove the msb, too.
    int bits = (int) mpz_sizeinbase(d, 2) - 2;
    int bit, infinity = 0;
    //check if bits is -1, (case d=1). If yes, set the base point as solution
    if(bits < 0){
        mpz_set(*rx, *x);
        mpz_set(*ry, *y);
    }
    for(; bits >= 0; bits--){
        bit = mpz_tstbit(d, bits);
        if(infinity == 0){
            infinity = ecc_papd(rx, ry, tx, ty, tx, ty);
            mpz_set(*tx, *rx);
            mpz_set(*ty, *ry);
        }
        //point addition
        if(bit == 1){
            if(infinity == 0){
                infinity = ecc_papd(rx, ry, tx, ty, x, y);
                mpz_set(*tx, *rx);
                mpz_set(*ty, *ry);
            }else{
                mpz_set(*tx, *x);
                mpz_set(*ty, *y);
                infinity = 0;
            }
        }
    }
    free(tx);
    free(ty);
}

int main(){
    initSECP256K1();
    mpz_t *rx = malloc(sizeof(mpz_t));
    mpz_t *ry = malloc(sizeof(mpz_t));
    //tx = malloc(sizeof(mpz_t));
    //ty = malloc(sizeof(mpz_t));
    mpz_t d;
    mpz_init(*rx);
    mpz_init(*ry);
    mpz_init(d);

    int i = 0;
    for(; i < 2; i++){
        gmp_printf ("d %Zd\n", d);
        ecc_double_add(rx, ry, &secp256k1.gx, &secp256k1.gy, d);
        gmp_printf ("R.x %Zx\n", rx);
        gmp_printf ("R.y %Zx\n", ry);
        printf("\n");
        mpz_add_ui(d, d, 1);
    }
    //mpz_clear(*tx);
    //mpz_clear(*ty);
    mpz_clear(*rx);
    mpz_clear(*ry);

    return 0;
}

#包括“lib/include/gmp.h”
#包括
#包括
#包括
#包括
类型定义结构{
mpz_t p；
mpz_t a；
mpz_t b；
mpz_t gx；
mpz_t gy；
}幼儿保育中心；
静态mpz_t*逆y 1，*逆y 2，*tx，*ty；
ECC-secp256k1；
/*
*初始化secp256k1曲线。
*/
void initSECP256K1（）{
mpz_set_str（secp256k1.p，“fffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff”，16）；
mpz_init（secp256k1.a）；
mpz_set_str（secp256k1.b，“7”，10）；
mpz_set_str（secp256k1.gx，“79BE667EF9DCBBAC55A06295CE870B07029BFCDB2DCE28D959F2815B16F81798”，16）；
mpz_set_str（secp256k1.gy，“483ADA7726A3C4655DA4FBFC0E1108A8FD17B448A68554199C47D08FFB10D4B8”，16）；
逆_y1=malloc（sizeof（mpz_t））；
逆_y2=malloc（sizeof（mpz_t））；
mpz_集_str（*逆_y1，“483ADA7726A3C4655DA4FBFC0E1108A8FD17B448A68554199C47D08FFB10D4B8”，16）；
mpz_集_str（*逆_y2，“B7C52588D95C3B9AA25B0403F1EEF70702E84BB7597AABE663B82F6F04EF2777”，16）；
}
/*
*计算ecc点和倍增点的s值。
*s=（y2-y1）/（x2-x1）模p如果p！=Q
*s=（3*x1^2+a）/（2*y1）如果p=Q，则为p模
*5个参数。第一个是保存结果的mpz_t指针。
*其他4个是指针类型，表示坐标。
*/
无效计算（mpz_t*s，mpz_t*x1，mpz_t*y1，mpz_t*x2，mpz_t*y2）{
mpz_t*s1=malloc（sizeof（mpz_t））；
mpz_init（*s1）；
//点加法
如果（mpz_cmp（*x1，*x2）！=0 | | mpz_cmp（*y1，*y2）！=0）{
mpz_sub（*s，*y2，*y1）；
mpz_sub（*s1，*x2，*x1）；
}否则{
//倍点
mpz_powm_ui（*s，*x1，2，secp256k1.p）；
mpz_mul_si（*s，*s，3）；
mpz_mul_si（*s1，*y1，2）；
}
mpz_逆变器（*s1，*s1，secp256k1.p）；
mpz_mul（*s，*s，*s1）；
mpz_清除（*s1）；
}
/*
*ECC-加点和双加点
*它包含6个参数，每个参数类型为mpz_t指针。
*结果存储在前两个指针中。
*第三个和第四个指针表示第一个坐标。
*最后两个指针是第二个坐标。
*它按如下方式计算新坐标：
*x3=s^2-x1-x2模p
*y3=s*（x1-x3）-y1模数p
*/
内部ecc_papd（mpz_t*x3、mpz_t*y3、mpz_t*x1、mpz_t*y1、mpz_t*x2、mpz_t*y2）{
mpz_t*s=malloc（sizeof（mpz_t））；
mpz_init（*s）；
//计算s值
计算_s（s，x1，y1，x2，y2）；
//x3=s^2-x1-x2 mpd p
mpz_powm_ui（*x3，*s，2，secp256k1.p）；
mpz_sub（*x3，*x3，*x1）；
mpz_sub（*x3，*x3，*x2）；
mpz_mod（*x3，*x3，secp256k1.p）；
//y3=s*（x1-x3）-y1模数p
mpz_sub（*y3，*x1，*x3）；
mpz_mul（*y3，*y3，*s）；
mpz_sub（*y3，*y3，*y1）；
mpz_mod（*y3，*y3，secp256k1.p）；
mpz_清除（*s）；
//检查结果是否为无穷远点
如果（mpz_cmp（*x1，*x2）==0）{
if（（mpz_-cmp（*y1，*逆_-y1）==0&&mpz_-cmp（*y2，*逆_-y2）==0）||
（mpz_-cmp（*y2，*逆_-y1）==0&&mpz_-cmp（*y1，*逆_-y2）==0））{
//printf（“无限”）；
返回1；
}
}
返回0；
}
无效ecc_双加（mpz_t*rx、mpz_t*ry、mpz_t*x、mpz_t*y、mpz_t*d）{
mpz_t*tx=malloc（sizeof（mpz_t））；
mpz_t*ty=malloc（sizeof（mpz_t））；
mpz_组（*tx，*x）；
mpz_集（*ty，*y）；
//返回数字的位数
//sub 2，因为它从1开始计数，并且我们也删除了msb。
int位=（int）mpz_sizeinbase（d，2）-2；
整数位，无穷大=0；
//检查位是否为-1（情况d=1）。如果是，将基点设置为解决方案
if（位<0）{
mpz_组（*rx，*x）；
mpz_集（*ry，*y）；
}
对于（；位>=0；位--）{
位=mpz_tstbit（d，位）；
if（无穷大==0）{
无穷大=ecc_papd（rx，ry，tx，ty，tx，ty）；
mpz_组（*tx，*rx）；
mpz_集（*ty，*ry）；
}
//点加法
如果（位==1）{
if（无穷大==0）{
无穷大=ecc_papd（rx，ry，tx，ty，x，y）；
mpz_组（*tx，*rx）；
mpz_集（*ty，*ry）；
}否则{
mpz_组（*tx，*x）；
mpz_集（*ty，*y）；
无穷大=0；
}
}
}
免费（tx）；
免费（ty）；
}
int main（）{
initSECP256K1（）；
mpz_t*rx=malloc（sizeof（mpz_t））；
mpz_t*ry=malloc（sizeof（mpz_t））；
//tx=malloc（sizeof（mpz_t））；
//ty=malloc（sizeof（mpz_t））；
mpz_t d；
mpz_init（*rx）；
mpz_初始值（*ry）；
mpz_init（d）；
int i=0；
对于（；i<2；i++）{
gmp_printf（“d%Zd\n”，d）；
ecc双加（rx、ry和secp256k1.gx和secp256k1.gy、d）；
gmp_printf（“R.x%Zx\n”，rx）；
gmp_printf（“R.y%Zx\n”，ry）；
printf（“\n”）；
mpz_-add_-ui（d，d，1）；
}
//mpz_清除（*tx）；
//mpz_清除（*ty）；
mpz_清除（*rx）；
mpz_清除（*ry）；
返回0；
}

问题在于ecc_double_add函数中使用了mpz_t*tx和mpz_t*ty变量。当我运行代码时，我得到一个seg错误。 因此，我初始化了函数外部的变量（在主函数中注释掉）。只要我这样做，它就会起作用。我很困惑，不知道为什么我会收到seg故障。我的C语言知识不是很好，我正在努力变得更好。 我感谢任何帮助：）

*编辑：

---

我正在使用GNU MP库完成这项任务，它就在这里：

我一直在修修补补，我发现gmp\u printf函数导致了这个问题。一旦我从for循环中删除它，代码就开始工作了。我用printf和gmp_printf替换了它，没有参数，代码开始工作。 我不知道为什么gmp_printf会出现问题，但我发现：

我将gmp_printf替换为

printf("Result: %s\n", mpz_get_str(NULL, 16, *rx));

---

这不是一个好的解决方案，但用于测试就足够了。

您有

的文件吗#include“lib/include/gmp.h”

？是的，对不起