source: Dev/trunk/src/client/dojox/math/BigInteger.js @ 529

Last change on this file since 529 was 483, checked in by hendrikvanantwerpen, 11 years ago

Added Dojo 1.9.3 release.

File size: 15.0 KB
Line 
1// AMD-ID "dojox/math/BigInteger"
2define(["dojo", "dojox"], function(dojo, dojox) {
3
4        dojo.getObject("math.BigInteger", true, dojox);
5        dojo.experimental("dojox.math.BigInteger");
6
7// Contributed under CLA by Tom Wu <tjw@cs.Stanford.EDU>
8// See http://www-cs-students.stanford.edu/~tjw/jsbn/ for details.
9
10// Basic JavaScript BN library - subset useful for RSA encryption.
11// The API for dojox.math.BigInteger closely resembles that of the java.math.BigInteger class in Java.
12
13        // Bits per digit
14        var dbits;
15
16        // JavaScript engine analysis
17        var canary = 0xdeadbeefcafe;
18        var j_lm = ((canary&0xffffff)==0xefcafe);
19
20        // (public) Constructor
21        function BigInteger(a,b,c) {
22          if(a != null)
23                if("number" == typeof a) this._fromNumber(a,b,c);
24                else if(!b && "string" != typeof a) this._fromString(a,256);
25                else this._fromString(a,b);
26        }
27
28        // return new, unset BigInteger
29        function nbi() { return new BigInteger(null); }
30
31        // am: Compute w_j += (x*this_i), propagate carries,
32        // c is initial carry, returns final carry.
33        // c < 3*dvalue, x < 2*dvalue, this_i < dvalue
34        // We need to select the fastest one that works in this environment.
35
36        // am1: use a single mult and divide to get the high bits,
37        // max digit bits should be 26 because
38        // max internal value = 2*dvalue^2-2*dvalue (< 2^53)
39        function am1(i,x,w,j,c,n) {
40          while(--n >= 0) {
41                var v = x*this[i++]+w[j]+c;
42                c = Math.floor(v/0x4000000);
43                w[j++] = v&0x3ffffff;
44          }
45          return c;
46        }
47        // am2 avoids a big mult-and-extract completely.
48        // Max digit bits should be <= 30 because we do bitwise ops
49        // on values up to 2*hdvalue^2-hdvalue-1 (< 2^31)
50        function am2(i,x,w,j,c,n) {
51          var xl = x&0x7fff, xh = x>>15;
52          while(--n >= 0) {
53                var l = this[i]&0x7fff;
54                var h = this[i++]>>15;
55                var m = xh*l+h*xl;
56                l = xl*l+((m&0x7fff)<<15)+w[j]+(c&0x3fffffff);
57                c = (l>>>30)+(m>>>15)+xh*h+(c>>>30);
58                w[j++] = l&0x3fffffff;
59          }
60          return c;
61        }
62        // Alternately, set max digit bits to 28 since some
63        // browsers slow down when dealing with 32-bit numbers.
64        function am3(i,x,w,j,c,n) {
65          var xl = x&0x3fff, xh = x>>14;
66          while(--n >= 0) {
67                var l = this[i]&0x3fff;
68                var h = this[i++]>>14;
69                var m = xh*l+h*xl;
70                l = xl*l+((m&0x3fff)<<14)+w[j]+c;
71                c = (l>>28)+(m>>14)+xh*h;
72                w[j++] = l&0xfffffff;
73          }
74          return c;
75        }
76        if(j_lm && (navigator.appName == "Microsoft Internet Explorer")) {
77          BigInteger.prototype.am = am2;
78          dbits = 30;
79        }
80        else if(j_lm && (navigator.appName != "Netscape")) {
81          BigInteger.prototype.am = am1;
82          dbits = 26;
83        }
84        else { // Mozilla/Netscape seems to prefer am3
85          BigInteger.prototype.am = am3;
86          dbits = 28;
87        }
88
89        var BI_FP = 52;
90
91        // Digit conversions
92        var BI_RM = "0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
93        var BI_RC = [];
94        var rr,vv;
95        rr = "0".charCodeAt(0);
96        for(vv = 0; vv <= 9; ++vv) BI_RC[rr++] = vv;
97        rr = "a".charCodeAt(0);
98        for(vv = 10; vv < 36; ++vv) BI_RC[rr++] = vv;
99        rr = "A".charCodeAt(0);
100        for(vv = 10; vv < 36; ++vv) BI_RC[rr++] = vv;
101
102        function int2char(n) { return BI_RM.charAt(n); }
103        function intAt(s,i) {
104          var c = BI_RC[s.charCodeAt(i)];
105          return (c==null)?-1:c;
106        }
107
108        // (protected) copy this to r
109        function bnpCopyTo(r) {
110          for(var i = this.t-1; i >= 0; --i) r[i] = this[i];
111          r.t = this.t;
112          r.s = this.s;
113        }
114
115        // (protected) set from integer value x, -DV <= x < DV
116        function bnpFromInt(x) {
117          this.t = 1;
118          this.s = (x<0)?-1:0;
119          if(x > 0) this[0] = x;
120          else if(x < -1) this[0] = x+_DV;
121          else this.t = 0;
122        }
123
124        // return bigint initialized to value
125        function nbv(i) { var r = nbi(); r._fromInt(i); return r; }
126
127        // (protected) set from string and radix
128        function bnpFromString(s,b) {
129          var k;
130          if(b == 16) k = 4;
131          else if(b == 8) k = 3;
132          else if(b == 256) k = 8; // byte array
133          else if(b == 2) k = 1;
134          else if(b == 32) k = 5;
135          else if(b == 4) k = 2;
136          else { this._fromRadix(s,b); return; }
137          this.t = 0;
138          this.s = 0;
139          var i = s.length, mi = false, sh = 0;
140          while(--i >= 0) {
141                var x = (k==8)?s[i]&0xff:intAt(s,i);
142                if(x < 0) {
143                  if(s.charAt(i) == "-") mi = true;
144                  continue;
145                }
146                mi = false;
147                if(sh == 0)
148                  this[this.t++] = x;
149                else if(sh+k > this._DB) {
150                  this[this.t-1] |= (x&((1<<(this._DB-sh))-1))<<sh;
151                  this[this.t++] = (x>>(this._DB-sh));
152                }
153                else
154                  this[this.t-1] |= x<<sh;
155                sh += k;
156                if(sh >= this._DB) sh -= this._DB;
157          }
158          if(k == 8 && (s[0]&0x80) != 0) {
159                this.s = -1;
160                if(sh > 0) this[this.t-1] |= ((1<<(this._DB-sh))-1)<<sh;
161          }
162          this._clamp();
163          if(mi) BigInteger.ZERO._subTo(this,this);
164        }
165
166        // (protected) clamp off excess high words
167        function bnpClamp() {
168          var c = this.s&this._DM;
169          while(this.t > 0 && this[this.t-1] == c) --this.t;
170        }
171
172        // (public) return string representation in given radix
173        function bnToString(b) {
174          if(this.s < 0) return "-"+this.negate().toString(b);
175          var k;
176          if(b == 16) k = 4;
177          else if(b == 8) k = 3;
178          else if(b == 2) k = 1;
179          else if(b == 32) k = 5;
180          else if(b == 4) k = 2;
181          else return this._toRadix(b);
182          var km = (1<<k)-1, d, m = false, r = "", i = this.t;
183          var p = this._DB-(i*this._DB)%k;
184          if(i-- > 0) {
185                if(p < this._DB && (d = this[i]>>p) > 0) { m = true; r = int2char(d); }
186                while(i >= 0) {
187                  if(p < k) {
188                        d = (this[i]&((1<<p)-1))<<(k-p);
189                        d |= this[--i]>>(p+=this._DB-k);
190                  }
191                  else {
192                        d = (this[i]>>(p-=k))&km;
193                        if(p <= 0) { p += this._DB; --i; }
194                  }
195                  if(d > 0) m = true;
196                  if(m) r += int2char(d);
197                }
198          }
199          return m?r:"0";
200        }
201
202        // (public) -this
203        function bnNegate() { var r = nbi(); BigInteger.ZERO._subTo(this,r); return r; }
204
205        // (public) |this|
206        function bnAbs() { return (this.s<0)?this.negate():this; }
207
208        // (public) return + if this > a, - if this < a, 0 if equal
209        function bnCompareTo(a) {
210          var r = this.s-a.s;
211          if(r) return r;
212          var i = this.t;
213          r = i-a.t;
214          if(r) return r;
215          while(--i >= 0) if((r = this[i] - a[i])) return r;
216          return 0;
217        }
218
219        // returns bit length of the integer x
220        function nbits(x) {
221          var r = 1, t;
222          if((t=x>>>16)) { x = t; r += 16; }
223          if((t=x>>8)) { x = t; r += 8; }
224          if((t=x>>4)) { x = t; r += 4; }
225          if((t=x>>2)) { x = t; r += 2; }
226          if((t=x>>1)) { x = t; r += 1; }
227          return r;
228        }
229
230        // (public) return the number of bits in "this"
231        function bnBitLength() {
232          if(this.t <= 0) return 0;
233          return this._DB*(this.t-1)+nbits(this[this.t-1]^(this.s&this._DM));
234        }
235
236        // (protected) r = this << n*DB
237        function bnpDLShiftTo(n,r) {
238          var i;
239          for(i = this.t-1; i >= 0; --i) r[i+n] = this[i];
240          for(i = n-1; i >= 0; --i) r[i] = 0;
241          r.t = this.t+n;
242          r.s = this.s;
243        }
244
245        // (protected) r = this >> n*DB
246        function bnpDRShiftTo(n,r) {
247          for(var i = n; i < this.t; ++i) r[i-n] = this[i];
248          r.t = Math.max(this.t-n,0);
249          r.s = this.s;
250        }
251
252        // (protected) r = this << n
253        function bnpLShiftTo(n,r) {
254          var bs = n%this._DB;
255          var cbs = this._DB-bs;
256          var bm = (1<<cbs)-1;
257          var ds = Math.floor(n/this._DB), c = (this.s<<bs)&this._DM, i;
258          for(i = this.t-1; i >= 0; --i) {
259                r[i+ds+1] = (this[i]>>cbs)|c;
260                c = (this[i]&bm)<<bs;
261          }
262          for(i = ds-1; i >= 0; --i) r[i] = 0;
263          r[ds] = c;
264          r.t = this.t+ds+1;
265          r.s = this.s;
266          r._clamp();
267        }
268
269        // (protected) r = this >> n
270        function bnpRShiftTo(n,r) {
271          r.s = this.s;
272          var ds = Math.floor(n/this._DB);
273          if(ds >= this.t) { r.t = 0; return; }
274          var bs = n%this._DB;
275          var cbs = this._DB-bs;
276          var bm = (1<<bs)-1;
277          r[0] = this[ds]>>bs;
278          for(var i = ds+1; i < this.t; ++i) {
279                r[i-ds-1] |= (this[i]&bm)<<cbs;
280                r[i-ds] = this[i]>>bs;
281          }
282          if(bs > 0) r[this.t-ds-1] |= (this.s&bm)<<cbs;
283          r.t = this.t-ds;
284          r._clamp();
285        }
286
287        // (protected) r = this - a
288        function bnpSubTo(a,r) {
289          var i = 0, c = 0, m = Math.min(a.t,this.t);
290          while(i < m) {
291                c += this[i]-a[i];
292                r[i++] = c&this._DM;
293                c >>= this._DB;
294          }
295          if(a.t < this.t) {
296                c -= a.s;
297                while(i < this.t) {
298                  c += this[i];
299                  r[i++] = c&this._DM;
300                  c >>= this._DB;
301                }
302                c += this.s;
303          }
304          else {
305                c += this.s;
306                while(i < a.t) {
307                  c -= a[i];
308                  r[i++] = c&this._DM;
309                  c >>= this._DB;
310                }
311                c -= a.s;
312          }
313          r.s = (c<0)?-1:0;
314          if(c < -1) r[i++] = this._DV+c;
315          else if(c > 0) r[i++] = c;
316          r.t = i;
317          r._clamp();
318        }
319
320        // (protected) r = this * a, r != this,a (HAC 14.12)
321        // "this" should be the larger one if appropriate.
322        function bnpMultiplyTo(a,r) {
323          var x = this.abs(), y = a.abs();
324          var i = x.t;
325          r.t = i+y.t;
326          while(--i >= 0) r[i] = 0;
327          for(i = 0; i < y.t; ++i) r[i+x.t] = x.am(0,y[i],r,i,0,x.t);
328          r.s = 0;
329          r._clamp();
330          if(this.s != a.s) BigInteger.ZERO._subTo(r,r);
331        }
332
333        // (protected) r = this^2, r != this (HAC 14.16)
334        function bnpSquareTo(r) {
335          var x = this.abs();
336          var i = r.t = 2*x.t;
337          while(--i >= 0) r[i] = 0;
338          for(i = 0; i < x.t-1; ++i) {
339                var c = x.am(i,x[i],r,2*i,0,1);
340                if((r[i+x.t]+=x.am(i+1,2*x[i],r,2*i+1,c,x.t-i-1)) >= x._DV) {
341                  r[i+x.t] -= x._DV;
342                  r[i+x.t+1] = 1;
343                }
344          }
345          if(r.t > 0) r[r.t-1] += x.am(i,x[i],r,2*i,0,1);
346          r.s = 0;
347          r._clamp();
348        }
349
350        // (protected) divide this by m, quotient and remainder to q, r (HAC 14.20)
351        // r != q, this != m.  q or r may be null.
352        function bnpDivRemTo(m,q,r) {
353          var pm = m.abs();
354          if(pm.t <= 0) return;
355          var pt = this.abs();
356          if(pt.t < pm.t) {
357                if(q != null) q._fromInt(0);
358                if(r != null) this._copyTo(r);
359                return;
360          }
361          if(r == null) r = nbi();
362          var y = nbi(), ts = this.s, ms = m.s;
363          var nsh = this._DB-nbits(pm[pm.t-1]); // normalize modulus
364          if(nsh > 0) { pm._lShiftTo(nsh,y); pt._lShiftTo(nsh,r); }
365          else { pm._copyTo(y); pt._copyTo(r); }
366          var ys = y.t;
367          var y0 = y[ys-1];
368          if(y0 == 0) return;
369          var yt = y0*(1<<this._F1)+((ys>1)?y[ys-2]>>this._F2:0);
370          var d1 = this._FV/yt, d2 = (1<<this._F1)/yt, e = 1<<this._F2;
371          var i = r.t, j = i-ys, t = (q==null)?nbi():q;
372          y._dlShiftTo(j,t);
373          if(r.compareTo(t) >= 0) {
374                r[r.t++] = 1;
375                r._subTo(t,r);
376          }
377          BigInteger.ONE._dlShiftTo(ys,t);
378          t._subTo(y,y);        // "negative" y so we can replace sub with am later
379          while(y.t < ys) y[y.t++] = 0;
380          while(--j >= 0) {
381                // Estimate quotient digit
382                var qd = (r[--i]==y0)?this._DM:Math.floor(r[i]*d1+(r[i-1]+e)*d2);
383                if((r[i]+=y.am(0,qd,r,j,0,ys)) < qd) {  // Try it out
384                  y._dlShiftTo(j,t);
385                  r._subTo(t,r);
386                  while(r[i] < --qd) r._subTo(t,r);
387                }
388          }
389          if(q != null) {
390                r._drShiftTo(ys,q);
391                if(ts != ms) BigInteger.ZERO._subTo(q,q);
392          }
393          r.t = ys;
394          r._clamp();
395          if(nsh > 0) r._rShiftTo(nsh,r);       // Denormalize remainder
396          if(ts < 0) BigInteger.ZERO._subTo(r,r);
397        }
398
399        // (public) this mod a
400        function bnMod(a) {
401          var r = nbi();
402          this.abs()._divRemTo(a,null,r);
403          if(this.s < 0 && r.compareTo(BigInteger.ZERO) > 0) a._subTo(r,r);
404          return r;
405        }
406
407        // Modular reduction using "classic" algorithm
408        function Classic(m) { this.m = m; }
409        function cConvert(x) {
410          if(x.s < 0 || x.compareTo(this.m) >= 0) return x.mod(this.m);
411          else return x;
412        }
413        function cRevert(x) { return x; }
414        function cReduce(x) { x._divRemTo(this.m,null,x); }
415        function cMulTo(x,y,r) { x._multiplyTo(y,r); this.reduce(r); }
416        function cSqrTo(x,r) { x._squareTo(r); this.reduce(r); }
417
418        dojo.extend(Classic, {
419                convert:        cConvert,
420                revert:         cRevert,
421                reduce:         cReduce,
422                mulTo:          cMulTo,
423                sqrTo:          cSqrTo
424        });
425
426        // (protected) return "-1/this % 2^DB"; useful for Mont. reduction
427        // justification:
428        // xy == 1 (mod m)
429        // xy =  1+km
430        // xy(2-xy) = (1+km)(1-km)
431        // x[y(2-xy)] = 1-k^2m^2
432        // x[y(2-xy)] == 1 (mod m^2)
433        // if y is 1/x mod m, then y(2-xy) is 1/x mod m^2
434        // should reduce x and y(2-xy) by m^2 at each step to keep size bounded.
435        // JS multiply "overflows" differently from C/C++, so care is needed here.
436        function bnpInvDigit() {
437          if(this.t < 1) return 0;
438          var x = this[0];
439          if((x&1) == 0) return 0;
440          var y = x&3;          // y == 1/x mod 2^2
441          y = (y*(2-(x&0xf)*y))&0xf;    // y == 1/x mod 2^4
442          y = (y*(2-(x&0xff)*y))&0xff;  // y == 1/x mod 2^8
443          y = (y*(2-(((x&0xffff)*y)&0xffff)))&0xffff;   // y == 1/x mod 2^16
444          // last step - calculate inverse mod DV directly;
445          // assumes 16 < DB <= 32 and assumes ability to handle 48-bit ints
446          y = (y*(2-x*y%this._DV))%this._DV;            // y == 1/x mod 2^dbits
447          // we really want the negative inverse, and -DV < y < DV
448          return (y>0)?this._DV-y:-y;
449        }
450
451        // Montgomery reduction
452        function Montgomery(m) {
453          this.m = m;
454          this.mp = m._invDigit();
455          this.mpl = this.mp&0x7fff;
456          this.mph = this.mp>>15;
457          this.um = (1<<(m._DB-15))-1;
458          this.mt2 = 2*m.t;
459        }
460
461        // xR mod m
462        function montConvert(x) {
463          var r = nbi();
464          x.abs()._dlShiftTo(this.m.t,r);
465          r._divRemTo(this.m,null,r);
466          if(x.s < 0 && r.compareTo(BigInteger.ZERO) > 0) this.m._subTo(r,r);
467          return r;
468        }
469
470        // x/R mod m
471        function montRevert(x) {
472          var r = nbi();
473          x._copyTo(r);
474          this.reduce(r);
475          return r;
476        }
477
478        // x = x/R mod m (HAC 14.32)
479        function montReduce(x) {
480          while(x.t <= this.mt2)        // pad x so am has enough room later
481                x[x.t++] = 0;
482          for(var i = 0; i < this.m.t; ++i) {
483                // faster way of calculating u0 = x[i]*mp mod DV
484                var j = x[i]&0x7fff;
485                var u0 = (j*this.mpl+(((j*this.mph+(x[i]>>15)*this.mpl)&this.um)<<15))&x._DM;
486                // use am to combine the multiply-shift-add into one call
487                j = i+this.m.t;
488                x[j] += this.m.am(0,u0,x,i,0,this.m.t);
489                // propagate carry
490                while(x[j] >= x._DV) { x[j] -= x._DV; x[++j]++; }
491          }
492          x._clamp();
493          x._drShiftTo(this.m.t,x);
494          if(x.compareTo(this.m) >= 0) x._subTo(this.m,x);
495        }
496
497        // r = "x^2/R mod m"; x != r
498        function montSqrTo(x,r) { x._squareTo(r); this.reduce(r); }
499
500        // r = "xy/R mod m"; x,y != r
501        function montMulTo(x,y,r) { x._multiplyTo(y,r); this.reduce(r); }
502
503        dojo.extend(Montgomery, {
504                convert:        montConvert,
505                revert:         montRevert,
506                reduce:         montReduce,
507                mulTo:          montMulTo,
508                sqrTo:          montSqrTo
509        });
510
511        // (protected) true iff this is even
512        function bnpIsEven() { return ((this.t>0)?(this[0]&1):this.s) == 0; }
513
514        // (protected) this^e, e < 2^32, doing sqr and mul with "r" (HAC 14.79)
515        function bnpExp(e,z) {
516          if(e > 0xffffffff || e < 1) return BigInteger.ONE;
517          var r = nbi(), r2 = nbi(), g = z.convert(this), i = nbits(e)-1;
518          g._copyTo(r);
519          while(--i >= 0) {
520                z.sqrTo(r,r2);
521                if((e&(1<<i)) > 0) z.mulTo(r2,g,r);
522                else { var t = r; r = r2; r2 = t; }
523          }
524          return z.revert(r);
525        }
526
527        // (public) this^e % m, 0 <= e < 2^32
528        function bnModPowInt(e,m) {
529          var z;
530          if(e < 256 || m._isEven()) z = new Classic(m); else z = new Montgomery(m);
531          return this._exp(e,z);
532        }
533
534        dojo.extend(BigInteger, {
535                // protected, not part of the official API
536                _DB:    dbits,
537                _DM:    (1 << dbits) - 1,
538                _DV:    1 << dbits,
539
540                _FV:    Math.pow(2, BI_FP),
541                _F1:    BI_FP - dbits,
542                _F2:    2 * dbits-BI_FP,
543
544                // protected
545                _copyTo:                bnpCopyTo,
546                _fromInt:               bnpFromInt,
547                _fromString:    bnpFromString,
548                _clamp:                 bnpClamp,
549                _dlShiftTo:             bnpDLShiftTo,
550                _drShiftTo:             bnpDRShiftTo,
551                _lShiftTo:              bnpLShiftTo,
552                _rShiftTo:              bnpRShiftTo,
553                _subTo:                 bnpSubTo,
554                _multiplyTo:    bnpMultiplyTo,
555                _squareTo:              bnpSquareTo,
556                _divRemTo:              bnpDivRemTo,
557                _invDigit:              bnpInvDigit,
558                _isEven:                bnpIsEven,
559                _exp:                   bnpExp,
560
561                // public
562                toString:               bnToString,
563                negate:                 bnNegate,
564                abs:                    bnAbs,
565                compareTo:              bnCompareTo,
566                bitLength:              bnBitLength,
567                mod:                    bnMod,
568                modPowInt:              bnModPowInt
569        });
570
571        dojo._mixin(BigInteger, {
572                // "constants"
573                ZERO:   nbv(0),
574                ONE:    nbv(1),
575
576                // internal functions
577                _nbi: nbi,
578                _nbv: nbv,
579                _nbits: nbits,
580
581                // internal classes
582                _Montgomery: Montgomery
583        });
584
585        // export to DojoX
586        dojox.math.BigInteger = BigInteger;
587
588        return dojox.math.BigInteger;
589});
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.