環境

xubuntu
gcc (Debian 8.3.0-6) 8.3.0

セグフォするソースコード

tlwelv0_encrypto_torusをksk_constructの内部から呼び出したときにセグフォします。。
原因がわからないです。。ksk_constructから渡している多次元配列へのポインタが問題なんだとは思っています。
助けてください。

c
1#include "c_hom_nand.h"
2
3#include <math.h>
4#include <stdlib.h>
5#include <string.h>
6
7#define REP(ident, count) for (int ident = 0; ident < count; ident++)
8#define rREP(ident, count) for (int ident = count - 1; ident >= 0; ident--)
9
10#pragma region math helper
11// in [0,1]
12f64 rand_uniform() { return ((f64)random() + 1) / ((f64)RAND_MAX + 1); }
13f64 rand_normal(f64 m, f64 s) {
14    f64 z = sqrt(-2.0 * log(rand_uniform())) * sin(2.0 * M_PI * rand_uniform());
15    return m + s * z;
16}
17binary_t randb_uniform() { return rand_uniform() > 0.5 ? bin_one : bin_zero; }
18torus_t randt_uniform() { return double2torus(rand_uniform()); }
19torus_t randt_normal(f64 m, f64 s) { return double2torus(rand_normal(m, s)); }
20// l*bits <= TORUS_BIT
21void torus_decomp_u32(torus_t t, int bits, int l, u32 *out) {
22    t += 1 << (TORUS_BIT - l * bits - 1);
23    REP(i, l) {
24        out[i] = (t >> (TORUS_BIT - bits * (i + 1))) & ((1 << bits) - 1);
25    }
26}
27void torus_decomp_i32(torus_t t, int bits, int l, i32 *out) {
28    u32 mem[l];
29    torus_decomp_u32(t, bits, l, mem);
30    int bg = 1 << bits;
31    rREP(i, l) {
32        if (2 * mem[i] > bg) {
33            if (i > 0) mem[i - 1] += 1;
34            out[i] = mem[i] - bg;
35        }
36        out[i] = mem[i];
37    }
38}
39#pragma endregion
40
41torus_t double2torus(f64 d) { return (torus_t)(fmod(d, 1.0) * TORUS_BIT_MAX); }
42torus_t float2torus(f32 f) { return (torus_t)(fmod(f, 1.0) * TORUS_BIT_MAX); }
43f64 torus2double(torus_t t) { return ((f64)t) / (f64)TORUS_BIT_MAX; }
44f32 torus2float(torus_t t) { return ((f32)t) / (f32)TORUS_BIT_MAX; }
45torus_t binary2torus(binary_t b) {
46    return double2torus((2 * b - 1) * 1.0 / 8.0);
47}
48binary_t torus2binary(torus_t t) { return (binary_t)(torus2double(t) <= 0.5); }
49
50void tlwelv0_encrypto_torus(const tlwelv0_skey_t *skey, torus_t t,
51                            tlwelv0_t *out) {
52    REP(i, TLWE_N) out->pkey[i] = randt_uniform();// ここでセグフォ out->pkeyがやばいっぽい
53    torus_t e = randt_normal(0, TLWE_ALPHA);
54    out->cipher = t + e;
55    REP(i, TLWE_N) out->cipher += out->pkey[i] * (*skey)[i];
56}
57void tlwelv0_decrypto_torus(tlwelv0_t *tlwe, const tlwelv0_skey_t *skey,
58                            torus_t *out) {
59    *out = tlwe->cipher;
60    REP(i, TLWE_N) *out -= tlwe->pkey[i] * (*skey)[i];
61}
62void tlwelv1_encrypto_torus(const tlwelv1_skey_t *skey, torus_t t,
63                            tlwelv1_t *out) {
64    REP(i, TRLWE_N) out->pkey[i] = randt_uniform();
65    torus_t e = randt_normal(0, TLWE_ALPHA);
66    out->cipher = t + e;
67    REP(i, TRLWE_N) out->cipher += out->pkey[i] * (*skey)[i];
68}
69void tlwelv1_decrypto_torus(tlwelv1_t *tlwe, const tlwelv1_skey_t *skey,
70                            torus_t *out) {
71    *out = tlwe->cipher;
72    REP(i, TRLWE_N) *out -= tlwe->pkey[i] * (*skey)[i];
73}
74
75void ksk_construct(kskey_t *ksk, const tlwelv1_skey_t *lv1_skey,
76                   const tlwelv0_skey_t *lv0_skey) {
77    REP(i, TRLWE_N) {
78        REP(l, IKS_L) {
79            REP(t, IKS_T) {
80                tlwelv0_encrypto_torus(
81                    lv0_skey,
82                    double2torus((*lv1_skey)[i] * (t + 1) *
83                                 pow(0.5, IKS_BASEBIT * (l + 1))),
84                    ksk[i][l][t]);
85            }
86        }
87    }
88}
89// must:: t > 0 , t==0 => ksk is zero
90const tlwelv0_t *ksk_get(const kskey_t *key, int i, int l, int t) {
91    return key[i][l][t - 1];
92}
93
94void identity_key_swtich(const tlwelv1_t *lv1, const kskey_t *ksk,
95                         tlwelv0_t *out) {
96    out->cipher = lv1->cipher;
97    memset(out->pkey, 0, sizeof(out->pkey));
98    REP(i, TRLWE_N) {
99        u32 mem[IKS_L];
100        torus_decomp_u32(lv1->pkey[i], IKS_BASEBIT, IKS_L, mem);
101        REP(l, IKS_L) {
102            if (mem[l] != 0) {
103                const tlwelv0_t *key = ksk_get(ksk, i, l, mem[l]);
104
105                out->cipher -= key->cipher;
106                REP(j, TLWE_N) out->pkey[j] -= key->pkey[j];
107            }
108        }
109    }
110}

header
1typedef unsigned int u32;
2typedef int i32;
3typedef float f32;
4typedef double f64;
5
6#define BLIND_ROTATE_BIT 10
7#define TLWE_N 645
8#define TRGSW_BGBIT 6
9#define TRGSW_L 3
10#define TRLWE_ALPHA_BIT 25
11#define TLWE_ALPHA_BIT 15
12#define IKS_L 8
13#define IKS_BASEBIT 2
14
15#define TLWE_ALPHA 1.0 / (double)(1 << TLWE_ALPHA_BIT)
16#define TRLWE_N 1 << BLIND_ROTATE_BIT
17#define TRLWE_ALPHA 1.0 / (double)(1 << TRLWE_ALPHA_BIT)
18#define TRGSW_BG 1 << TRGSW_BGBIT
19#define IKS_T 1 << IKS_BASEBIT
20
21#pragma region math helper
22// in [0,1]
23f64 rand_uniform();
24f64 rand_normal(f64 mu, f64 sigma);
25#pragma endregion
26
27typedef enum {
28    bin_zero = 0,
29    bin_one = 1,
30} binary_t;
31typedef u32 torus_t;
32#define TORUS_BIT 32
33#define TORUS_BIT_MAX 0xffffffff
34torus_t double2torus(f64 d);
35torus_t float2torus(f32 f);
36f64 torus2double(torus_t t);
37f32 torus2float(torus_t t);
38torus_t binary2torus(binary_t b);
39binary_t torus2binary(torus_t t);
40
41binary_t randb_uniform();
42
43typedef binary_t tlwelv0_skey_t[TLWE_N];
44typedef struct TLWElv0 tlwelv0_t;
45struct TLWElv0 {
46    torus_t cipher;
47    torus_t pkey[TLWE_N];
48};
49void tlwelv0_encrypto_torus(const tlwelv0_skey_t *skey, torus_t t,
50                            tlwelv0_t *out);
51void tlwelv0_decrypto_torus(tlwelv0_t *tlwe, const tlwelv0_skey_t *skey,
52                            torus_t *out);
53
54typedef binary_t tlwelv1_skey_t[TRLWE_N];
55typedef struct TLWElv1 tlwelv1_t;
56struct TLWElv1 {
57    torus_t cipher;
58    torus_t pkey[TRLWE_N];
59};
60void tlwelv1_encrypto_torus(const tlwelv1_skey_t *skey, torus_t t,
61                            tlwelv1_t *out);
62void tlwelv1_decrypto_torus(tlwelv1_t *tlwe, const tlwelv1_skey_t *skey,
63                            torus_t *out);
64
65typedef struct TLWElv0 kskey_t[TRLWE_N][IKS_L][IKS_T];
66void ksk_construct(kskey_t *ksk, const tlwelv1_skey_t *lv1_skey,
67                   const tlwelv0_skey_t *lv0_skey);
68// must:: t > 0 , t==0 => ksk is zero
69const tlwelv0_t *ksk_get(const kskey_t *key, int i, int l, int t);
70void identity_key_swtich(const tlwelv1_t *lv1, const kskey_t *ksk,
71                         tlwelv0_t *out);
72
73typedef binary_t trlwe_skey_t[TRLWE_N];
74typedef struct TRLWE trlwe_t;
75struct TRLWE {
76    torus_t cipher[TRLWE_N];
77    torus_t pkey[TRLWE_N];
78};
79
80typedef struct TRGSW trgsw_t;
81struct TRGSW {
82    torus_t cipher[TRLWE_N][TRGSW_L * 2];
83    torus_t pkey[TRLWE_N][TRGSW_L * 2];
84};
85
86typedef struct TRGSW bskey_t[TLWE_N];
87typedef struct TFHE tfhe_t;
88struct TFHE {
89    bskey_t bsk;
90    kskey_t ksk;
91};
92tlwelv0_t tfhe_nand(tlwelv0_t *i_0, tlwelv0_t *i_1);
93

main.c
1#include <assert.h>
2#include <math.h>
3#include <stdio.h>
4#include <stdlib.h>
5
6#include "c_hom_nand.h"
7
8int main() {
9    {
10        binary_t s_key_lv1[TRLWE_N];
11        for (int i = 0; i < TRLWE_N; i++) s_key_lv1[i] = randb_uniform();
12        binary_t s_key_lv0[TLWE_N];
13        for (int i = 0; i < TLWE_N; i++) s_key_lv0[i] = randb_uniform();
14
15        kskey_t *ksk= malloc(sizeof(kskey_t));
16        ksk_construct(ksk, &s_key_lv1, &s_key_lv0);
17
18        {
19            binary_t b = bin_zero;
20            torus_t item = binary2torus(b);
21            tlwelv1_t lv1;
22            tlwelv1_encrypto_torus(&s_key_lv1, item, &lv1);
23            tlwelv0_t lv0;
24            identity_key_swtich(&lv1, ksk, &lv0);
25            torus_t rest;
26            tlwelv0_decrypto_torus(&lv0, &s_key_lv0, &rest);
27            binary_t resb = torus2binary(rest);
28            assert(resb == b);
29        }
30
31        {
32            binary_t b = bin_one;
33            torus_t item = binary2torus(b);
34            tlwelv1_t lv1;
35            tlwelv1_encrypto_torus(&s_key_lv1, item, &lv1);
36            tlwelv0_t lv0;
37            identity_key_swtich(&lv1, ksk, &lv0);
38            torus_t rest;
39            tlwelv0_decrypto_torus(&lv0, &s_key_lv0, &rest);
40            binary_t resb = torus2binary(rest);
41            assert(resb == b);
42        }
43    }
44}

episteme

2021/09/07 07:27 編集

一行のコメントもない250行のコードをどかっと乗っけて「原因がわからないです」と申されましてもねぇ... 回答者は超能力も霊力も持ち合わせてはいませんよ。デバッガは何と言ってるんですか?

hidekiti

2021/09/07 08:15

加筆依頼ありがとうございます。要点の部分だけ抜き取ろうかとも思ったのですが、うまく抜き取れなさそうでそのまま上げさせていただきました。 gdbは上記コードのコメントの部分でセグフォであることしか教えてくれず途方に暮れてました。coreファイルを見ても不慣れでデバッガーの出力以上のことは分からず、いろいろ試した結果、kskへのアクセスが問題そうだと思いました。これについてはおそらく久し振りにcを書いた自分の型についての考え違いだと思った次第です。

行動規範の内容に同意します

回答1件

ベストアンサー

c
1    REP(i, TRLWE_N) {
2        REP(l, IKS_L) {
3            REP(t, IKS_T) {
4                tlwelv0_encrypto_torus(
5                    lv0_skey,
6                    double2torus((*lv1_skey)[i] * (t + 1) *
7                                 pow(0.5, IKS_BASEBIT * (l + 1))),
8                    ksk[i][l][t]);
9            }
10        }
11    }

上記の ksk へのアクセス方法に対して、以下の ksk の型定義は正しいでしょうか？

c
1kskey_t *ksk= malloc(sizeof(kskey_t));

どうもこちらがヒントになりそうな気がします。

c
1typedef struct TLWElv0 kskey_t[TRLWE_N][IKS_L][IKS_T];

投稿2021/09/07 07:47

mather

総合スコア6753

hidekiti

2021/09/07 08:29

&(*ksk)[i][l][t]ですね！型を4biteのu32ではなく8biteのポインタだと思ってコンパイラが走らせていたから、中途半端な添字でセグフォしていたということですね！家に帰ったら試してみます。

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