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Documentación inicial de los archivos fuentes.
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Line
1	// polynomial.h
2
3	#pragma once
4
5	#include <cstdio>
6	#include <utility>
7	#include <vector>
8	#include <map>
9	#include <list>
10	#include <random>
11	#include <ctime>
12	#include "hash.h"
13
14	namespace pol {
15
16	typedef unsigned long long u64_t;
17	typedef unsigned u32_t;
18	typedef unsigned char u8_t;
19
20	/**
21	* @brief Máxima longitud en bit de un polinomio
22	*/
23	const u32_t POL1V_MAXLENGTH = 4096;
24
25	/**
26	* @brief
27	*/
28	const u32_t M32 = 0xffffffff;
29
30	/**
31	* @brief Máxima grado del polinomio de la clave privada
32	*/
33	const u32_t KEY_DEG = 3;
34
35	/**
36	* @brief Característica del campo finito
37	*/
38	const u32_t MODSIZE = 61;
39
40	/**
41	* @brief
42	*/
43	const u32_t BUFSIZE = 8;
44
45	/**
46	* @brief Tamaño del campo finito
47	*/
48	const u64_t MOD = 2305843009213693951; // 2147483647; // // 2^61 - 1
49
50
51
52	/**
53	* @brief Operaciones sobre el campo finito
54	*/
55	class u61_t {
56	private:
57	u64_t data;
58	public:
59	u61_t(u64_t x = 0);
60	operator u64_t() const;
61	u61_t operator+(const u61_t &) const;
62	u61_t operator-(const u61_t &) const;
63	u61_t operator*(const u61_t &) const;
64	u61_t operator/(const u61_t &) const;
65	u61_t& operator+=(const u61_t &);
66	u61_t& operator-=(const u61_t &);
67	u61_t& operator*=(const u61_t &);
68	u61_t& operator/=(const u61_t &);
69	u61_t inverse() const;
70	u61_t pow(u32_t) const;
71	inline u64_t* get_addr();
72	inline const u64_t* get_addr() const;
73	inline u64_t& get_buf();
74	inline const u64_t& get_buf() const;
75	void print(FILE *, u32_t) const;
76	};
77
78	/**
79	* @brief El tipo de representación de coeficientes de un polinomio
80	*/
81	enum pol_format_t {
82	BINPR, // representación polinómica de un número en binario
83	TEXTPR, // representación polinómica de un número en texto
84	HTMLPR // representación polinómica ...
85	};
86
87	/**
88	* @brief Clase que representa un polinomio de un variable sobre el campo finito
89	*/
90	class pol_t {
91	private:
92	std::vector<u61_t> data;
93	u32_t degree;
94	public:
95	typedef std::vector<pol_t> vector_t;
96	pol_t();
97	pol_t& operator=(const pol_t&);
98	void change_degree(u32_t);
99	pol_t& operator+=(const pol_t&);
100	pol_t& operator-=(const pol_t&);
101	pol_t& operator*=(const pol_t&);
102	pol_t& operator%=(const pol_t&);
103	pol_t& operator/=(const pol_t&);
104	pol_t operator+(const pol_t&) const;
105	pol_t operator-(const pol_t&) const;
106	pol_t operator*(const pol_t&) const;
107	pol_t operator%(const pol_t&) const;
108	pol_t operator/(const pol_t&) const;
109	operator bool() const;
110	bool operator==(const pol_t &) const;
111	pol_t pow(u32_t) const;
112	pol_t mpow(u64_t, const pol_t &) const;
113	pol_t mpow(u64_t, u64_t, const pol_t &) const;
114
115	/**
116	* @brief Normaliza el polinomio.
117	*
118	* El coeficiente lider (de máximo grado) sea 1.
119	*
120	* @return polinonio normalizado
121	*/
122	pol_t normalize() const;
123
124	/**
125	* @brief Deriva el polinomio
126	*
127	* @return polinomio derivado
128	*/
129	pol_t deriv() const;
130
131	/**
132	* @brief Leer un polinomio desde un archivo
133	* @param fin
134	* @param format
135	*/
136	void read(FILE * fin, pol_format_t format = TEXTPR);
137
138	/**
139	* @brief Escribir un polinomio hacia un archivo
140	* @param fout
141	* @param format
142	* @param endofline
143	*/
144	void write(FILE * fout, pol_format_t format = HTMLPR, bool endofline = true) const;
145
146	u61_t& operator[](u32_t);
147	const u61_t& operator[](u32_t) const;
148	u64_t& operator()(u32_t);
149	const u64_t& operator()(u32_t) const;
150
151	/**
152	* @brief Retorna el grado del polinomio
153	* @return grado del polinomio
154	*/
155	u32_t get_deg() const;
156
157	/**
158	* @brief Factoriza el poloniomio
159	*/
160	void fact(u32_t, vector_t &) const;
161
162	void ddf(u32_t, vector_t &) const;
163
164	/**
165	* @brief Separa el polinomio en sus factores
166	*
167	*/
168	void split(u32_t, vector_t &) const;
169	};
170
171	/**
172	* @brief Estructura para mantener el grado de un polinomio de varias variables
173	*/
174	union deg_t {
175	u64_t key;
176	struct {
177	u32_t x, y;
178	};
179	deg_t();
180	deg_t(u32_t, u32_t);
181	bool operator<(const deg_t &) const;
182	bool operator==(const deg_t &) const;
183	deg_t operator+(const deg_t&) const;
184	};
185
186	typedef std::pair<deg_t, pol_t> pol3v1_t;
187	typedef std::list<pol3v1_t> list_t;
188	typedef std::map<deg_t, pol_t> polmap_t;
189	typedef pol_t::vector_t vector_t;
190
191
192	/**
193	* @brief Clase que representa un polinomio de tres variables
194	*/
195	class pol3v_t {
196	private:
197	list_t data;
198	u32_t dx;
199	u32_t dy;
200	u32_t dt;
201	public:
202	pol3v_t();
203	pol3v_t(const polmap_t &);
204	pol3v_t& operator=(const pol3v_t &);
205	pol3v_t operator+(const pol3v_t&) const;
206	pol3v_t operator-(const pol3v_t&) const;
207	pol3v_t operator*(const pol3v_t&) const;
208	pol3v_t& operator+=(const pol3v_t &);
209	pol3v_t& operator-=(const pol3v_t &);
210	pol3v_t& operator*=(const pol3v_t &);
211	pol_t subst(const pol_t &, const pol_t &) const;
212
213	/**
214	* @brief Retorna un polinomio con la misma característica (forma)
215	* @return
216	*/
217	pol3v_t get_same_rand_pol() const;
218
219	/**
220	* @brief Leer un polinomio desde un archivo
221	* @param fin
222	* @param format
223	*/
224	void read(FILE *, pol_format_t);
225
226	/**
227	* @brief Escribir un polinomio hacia un archivo
228	* @param fout
229	* @param format
230	* @param endofline
231	*/
232	void write(FILE * fout, pol_format_t format = HTMLPR, bool endofline = 1) const;
233	};
234
235	enum file_mode_t {
236	READ, WRITE
237	};
238
239	/**
240	* @brief Clase para gestionar un archivo en el sistema de archivos
241	*/
242	class File {
243	private:
244	FILE *file;
245	bool opened;
246	file_mode_t mode;
247	u64_t buf;
248	size_t pos, count, read_size;
249	public:
250	File();
251	File(FILE *, file_mode_t);
252	File(const char *, file_mode_t);
253	~File();
254	bool open(const char *, file_mode_t);
255	void close();
256	void flush();
257	size_t read(u61_t &);
258	size_t write(const u61_t &, size_t = MODSIZE - 1);
259	};
260
261	/**
262	* @brief Clase para generar números pseudo-aleatorios
263	*/
264	class random_t {
265	private:
266	std::mt19937_64 generator;
267	public:
268	random_t();
269	u61_t operator()();
270	};
271
272	/**
273	* @brief Retorna el máximo común dividor
274	* @return máximo común dividor
275	*/
276	pol_t gcd(const pol_t &, const pol_t &);
277
278	pol_t get_x();
279
280	/**
281	* @brief Retorna un polinomio aleatorio de una variable
282	* @param deg
283	* @param f
284	* @return polinomio aleatorio de una variable
285	*/
286	pol_t get_rand_pol(u32_t deg, bool f = true);
287
288	/**
289	* Genera la clave pública a partir de dos polinomios que corresponden a la clave privada
290	*/
291	template <unsigned CLOSE_KEY_DEG = KEY_DEG, unsigned OPEN_KEY_DEG = KEY_DEG>
292	pol3v_t get_open_key(const pol_t &, const pol_t &);
293
294	/**
295	* Cifra un archivo dado la clave pública (polinomio de tres variables)
296	*/
297	template <unsigned Key_Deg = 2 * KEY_DEG>
298	void encrypt(File &, FILE *, const pol3v_t &);
299
300	/**
301	* Descifra un archivo dada la clave privada en dos polinomios de una variable
302	*/
303	template <unsigned CLOSE_KEY_DEG = KEY_DEG, unsigned OPEN_KEY_DEG = KEY_DEG>
304	void decrypt(FILE *, File &, const pol_t &, const pol_t &);
305
306
307	/**
308	* @brief Retorna el polinomio divisor f utilizado para el proceso de cifrado
309	* @param max_deg
310	* @param Key_Deg
311	* @return polinomio divisor f utilizado para el proceso de cifrado
312	*/
313	pol3v_t XXX_get_f(const u64_t max_deg, const u32_t Key_Deg);
314
315	/**
316	* @brief Retorna el mensaje convertido en polinomio
317	* @param max_deg
318	* @param Key_Deg
319	* @return mensaje convertido en polinomio
320	*/
321	pol3v_t XXX_get_mes(const u64_t max_deg, const u32_t Key_Deg, const u64_t size, const std::vector<u61_t> &);
322
323	/**
324	* @brief
325	* @param fact
326	* @param deg
327	* @param res
328	*/
329	void XXX_get_fact(const vector_t &fact, u64_t deg, vector_t &res);
330
331
332	#include "polinomial.hpp"
333	};

Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.

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