use super::{
AlgebraicSponge, CAPACITY_RANGE, DIGEST_RANGE, Felt, RATE_RANGE, RATE0_RANGE, RATE1_RANGE,
Range, STATE_WIDTH, Word, ZERO,
};
use crate::field::Field;
mod arch;
pub use arch::optimized::{
add_constants_and_apply_ext_round, add_constants_and_apply_inv_sbox,
add_constants_and_apply_sbox,
};
mod mds;
use mds::{MDS, apply_mds};
pub(crate) mod rpo;
pub(crate) mod rpx;
#[cfg(test)]
mod tests;
const NUM_ROUNDS: usize = 7;
#[inline(always)]
fn apply_sbox(state: &mut [Felt; STATE_WIDTH]) {
state[0] = state[0].exp_const_u64::<7>();
state[1] = state[1].exp_const_u64::<7>();
state[2] = state[2].exp_const_u64::<7>();
state[3] = state[3].exp_const_u64::<7>();
state[4] = state[4].exp_const_u64::<7>();
state[5] = state[5].exp_const_u64::<7>();
state[6] = state[6].exp_const_u64::<7>();
state[7] = state[7].exp_const_u64::<7>();
state[8] = state[8].exp_const_u64::<7>();
state[9] = state[9].exp_const_u64::<7>();
state[10] = state[10].exp_const_u64::<7>();
state[11] = state[11].exp_const_u64::<7>();
}
#[inline(always)]
fn apply_inv_sbox(state: &mut [Felt; STATE_WIDTH]) {
let mut t1 = *state;
t1.iter_mut().for_each(|t| *t = t.square());
let mut t2 = t1;
t2.iter_mut().for_each(|t| *t = t.square());
let t3 = exp_acc::<Felt, STATE_WIDTH, 3>(t2, t2);
let t4 = exp_acc::<Felt, STATE_WIDTH, 6>(t3, t3);
let t5 = exp_acc::<Felt, STATE_WIDTH, 12>(t4, t4);
let t6 = exp_acc::<Felt, STATE_WIDTH, 6>(t5, t3);
let t7 = exp_acc::<Felt, STATE_WIDTH, 31>(t6, t6);
for (i, s) in state.iter_mut().enumerate() {
let a = (t7[i].square() * t6[i]).square().square();
let b = t1[i] * t2[i] * *s;
*s = a * b;
}
#[inline(always)]
fn exp_acc<B: Field, const N: usize, const M: usize>(base: [B; N], tail: [B; N]) -> [B; N] {
let mut result = base;
for _ in 0..M {
result.iter_mut().for_each(|r| *r = r.square());
}
result.iter_mut().zip(tail).for_each(|(r, t)| *r *= t);
result
}
}
#[inline(always)]
fn add_constants(state: &mut [Felt; STATE_WIDTH], ark: &[Felt; STATE_WIDTH]) {
state.iter_mut().zip(ark).for_each(|(s, &k)| *s += k);
}
const ARK1: [[Felt; STATE_WIDTH]; NUM_ROUNDS] = [
[
Felt::new_unchecked(5789762306288267392),
Felt::new_unchecked(6522564764413701783),
Felt::new_unchecked(17809893479458208203),
Felt::new_unchecked(107145243989736508),
Felt::new_unchecked(6388978042437517382),
Felt::new_unchecked(15844067734406016715),
Felt::new_unchecked(9975000513555218239),
Felt::new_unchecked(3344984123768313364),
Felt::new_unchecked(9959189626657347191),
Felt::new_unchecked(12960773468763563665),
Felt::new_unchecked(9602914297752488475),
Felt::new_unchecked(16657542370200465908),
],
[
Felt::new_unchecked(12987190162843096997),
Felt::new_unchecked(653957632802705281),
Felt::new_unchecked(4441654670647621225),
Felt::new_unchecked(4038207883745915761),
Felt::new_unchecked(5613464648874830118),
Felt::new_unchecked(13222989726778338773),
Felt::new_unchecked(3037761201230264149),
Felt::new_unchecked(16683759727265180203),
Felt::new_unchecked(8337364536491240715),
Felt::new_unchecked(3227397518293416448),
Felt::new_unchecked(8110510111539674682),
Felt::new_unchecked(2872078294163232137),
],
[
Felt::new_unchecked(18072785500942327487),
Felt::new_unchecked(6200974112677013481),
Felt::new_unchecked(17682092219085884187),
Felt::new_unchecked(10599526828986756440),
Felt::new_unchecked(975003873302957338),
Felt::new_unchecked(8264241093196931281),
Felt::new_unchecked(10065763900435475170),
Felt::new_unchecked(2181131744534710197),
Felt::new_unchecked(6317303992309418647),
Felt::new_unchecked(1401440938888741532),
Felt::new_unchecked(8884468225181997494),
Felt::new_unchecked(13066900325715521532),
],
[
Felt::new_unchecked(5674685213610121970),
Felt::new_unchecked(5759084860419474071),
Felt::new_unchecked(13943282657648897737),
Felt::new_unchecked(1352748651966375394),
Felt::new_unchecked(17110913224029905221),
Felt::new_unchecked(1003883795902368422),
Felt::new_unchecked(4141870621881018291),
Felt::new_unchecked(8121410972417424656),
Felt::new_unchecked(14300518605864919529),
Felt::new_unchecked(13712227150607670181),
Felt::new_unchecked(17021852944633065291),
Felt::new_unchecked(6252096473787587650),
],
[
Felt::new_unchecked(4887609836208846458),
Felt::new_unchecked(3027115137917284492),
Felt::new_unchecked(9595098600469470675),
Felt::new_unchecked(10528569829048484079),
Felt::new_unchecked(7864689113198939815),
Felt::new_unchecked(17533723827845969040),
Felt::new_unchecked(5781638039037710951),
Felt::new_unchecked(17024078752430719006),
Felt::new_unchecked(109659393484013511),
Felt::new_unchecked(7158933660534805869),
Felt::new_unchecked(2955076958026921730),
Felt::new_unchecked(7433723648458773977),
],
[
Felt::new_unchecked(16308865189192447297),
Felt::new_unchecked(11977192855656444890),
Felt::new_unchecked(12532242556065780287),
Felt::new_unchecked(14594890931430968898),
Felt::new_unchecked(7291784239689209784),
Felt::new_unchecked(5514718540551361949),
Felt::new_unchecked(10025733853830934803),
Felt::new_unchecked(7293794580341021693),
Felt::new_unchecked(6728552937464861756),
Felt::new_unchecked(6332385040983343262),
Felt::new_unchecked(13277683694236792804),
Felt::new_unchecked(2600778905124452676),
],
[
Felt::new_unchecked(7123075680859040534),
Felt::new_unchecked(1034205548717903090),
Felt::new_unchecked(7717824418247931797),
Felt::new_unchecked(3019070937878604058),
Felt::new_unchecked(11403792746066867460),
Felt::new_unchecked(10280580802233112374),
Felt::new_unchecked(337153209462421218),
Felt::new_unchecked(13333398568519923717),
Felt::new_unchecked(3596153696935337464),
Felt::new_unchecked(8104208463525993784),
Felt::new_unchecked(14345062289456085693),
Felt::new_unchecked(17036731477169661256),
],
];
const ARK2: [[Felt; STATE_WIDTH]; NUM_ROUNDS] = [
[
Felt::new_unchecked(6077062762357204287),
Felt::new_unchecked(15277620170502011191),
Felt::new_unchecked(5358738125714196705),
Felt::new_unchecked(14233283787297595718),
Felt::new_unchecked(13792579614346651365),
Felt::new_unchecked(11614812331536767105),
Felt::new_unchecked(14871063686742261166),
Felt::new_unchecked(10148237148793043499),
Felt::new_unchecked(4457428952329675767),
Felt::new_unchecked(15590786458219172475),
Felt::new_unchecked(10063319113072092615),
Felt::new_unchecked(14200078843431360086),
],
[
Felt::new_unchecked(6202948458916099932),
Felt::new_unchecked(17690140365333231091),
Felt::new_unchecked(3595001575307484651),
Felt::new_unchecked(373995945117666487),
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Felt::new_unchecked(15453217512188187135),
Felt::new_unchecked(219777875004506018),
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],
[
Felt::new_unchecked(8023374565629191455),
Felt::new_unchecked(15013690343205953430),
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Felt::new_unchecked(2054001340201038870),
Felt::new_unchecked(12420704059284934186),
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],
[
Felt::new_unchecked(18389244934624494276),
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Felt::new_unchecked(10973956031244051118),
],
[
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Felt::new_unchecked(14619614108529063361),
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Felt::new_unchecked(10782018226466330683),
Felt::new_unchecked(6844229992533662050),
Felt::new_unchecked(7446486531695178711),
],
[
Felt::new_unchecked(3736792340494631448),
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Felt::new_unchecked(7744142531772274164),
Felt::new_unchecked(16135070735728404443),
Felt::new_unchecked(12290902521256031137),
Felt::new_unchecked(12059913662657709804),
Felt::new_unchecked(16456018495793751911),
Felt::new_unchecked(4571485474751953524),
Felt::new_unchecked(17200392109565783176),
],
[
Felt::new_unchecked(17130398059294018733),
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Felt::new_unchecked(1664893052631119222),
Felt::new_unchecked(7629576092524553570),
Felt::new_unchecked(3485239601103661425),
Felt::new_unchecked(9755891797164033838),
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Felt::new_unchecked(16460604813734957368),
Felt::new_unchecked(9643968136937729763),
Felt::new_unchecked(3611348709641382851),
Felt::new_unchecked(18256379591337759196),
],
];