- Added coloring option to graph saving.
[oweals/gnunet.git] / src / regex / regex.c
index a98e187f548162e54243d6ab5b0d169e52a7a806..c8b8ad3faedb680268ff3256c91ea8b868a9a449 100644 (file)
  */
 #include "platform.h"
 #include "gnunet_container_lib.h"
+#include "gnunet_crypto_lib.h"
 #include "gnunet_regex_lib.h"
-#include "regex.h"
+#include "regex_internal.h"
 
+
+/**
+ * Constant for how many bits the initial string regex should have.
+ */
+#define INITIAL_BITS 8
+
+
+/**
+ * Context that contains an id counter for states and transitions as well as a
+ * DLL of automatons used as a stack for NFA construction.
+ */
+struct GNUNET_REGEX_Context
+{
+  /**
+   * Unique state id.
+   */
+  unsigned int state_id;
+
+  /**
+   * Unique transition id.
+   */
+  unsigned int transition_id;
+
+  /**
+   * DLL of GNUNET_REGEX_Automaton's used as a stack.
+   */
+  struct GNUNET_REGEX_Automaton *stack_head;
+
+  /**
+   * DLL of GNUNET_REGEX_Automaton's used as a stack.
+   */
+  struct GNUNET_REGEX_Automaton *stack_tail;
+};
+
+
+/**
+ * Set of states.
+ */
+struct GNUNET_REGEX_StateSet
+{
+  /**
+   * Array of states.
+   */
+  struct GNUNET_REGEX_State **states;
+
+  /**
+   * Length of the 'states' array.
+   */
+  unsigned int len;
+};
+
+
+/*
+ * Debug helper functions
+ */
+
+/**
+ * Print all the transitions of state 's'.
+ *
+ * @param s state for which to print it's transitions.
+ */
 void
-stack_push (struct GNUNET_CONTAINER_SList *stack, const void *buf, size_t len)
+debug_print_transitions (struct GNUNET_REGEX_State *s);
+
+
+/**
+ * Print information of the given state 's'.
+ *
+ * @param s state for which debug information should be printed.
+ */
+void
+debug_print_state (struct GNUNET_REGEX_State *s)
 {
-  GNUNET_CONTAINER_slist_add (stack, GNUNET_CONTAINER_SLIST_DISPOSITION_STATIC,
-                              buf, len);
+  char *proof;
+
+  if (NULL == s->proof)
+    proof = "NULL";
+  else
+    proof = s->proof;
+
+  GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
+              "State %i: %s marked: %i accepting: %i scc_id: %i transitions: %i proof: %s\n",
+              s->id, s->name, s->marked, s->accepting, s->scc_id,
+              s->transition_count, proof);
+
+  GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Transitions:\n");
+  debug_print_transitions (s);
 }
 
-int
-stack_empty (struct GNUNET_CONTAINER_SList *stack)
+
+/**
+ * Print debug information for all states contained in the automaton 'a'.
+ *
+ * @param a automaton for which debug information of it's states should be printed.
+ */
+void
+debug_print_states (struct GNUNET_REGEX_Automaton *a)
 {
-  return 0 == GNUNET_CONTAINER_slist_count (stack);
+  struct GNUNET_REGEX_State *s;
+
+  for (s = a->states_head; NULL != s; s = s->next)
+    debug_print_state (s);
 }
 
-void *
-stack_pop (struct GNUNET_CONTAINER_SList *stack, size_t length)
+
+/**
+ * Print debug information for given transition 't'.
+ *
+ * @param t transition for which to print debug info.
+ */
+void
+debug_print_transition (struct GNUNET_REGEX_Transition *t)
 {
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList_Iterator it;
-  void *val;
-  size_t len;
+  char *to_state;
+  char *from_state;
+  char label;
+
+  if (NULL == t)
+    return;
+
+  if (0 == t->label)
+    label = '0';
+  else
+    label = t->label;
+
+  if (NULL == t->to_state)
+    to_state = "NULL";
+  else
+    to_state = t->to_state->name;
 
-  it = GNUNET_CONTAINER_slist_begin (stack);
-  val = GNUNET_CONTAINER_slist_get (&it, &len);
-  GNUNET_assert (length == len);
-  GNUNET_CONTAINER_slist_erase (&it);
-  GNUNET_CONTAINER_slist_iter_destroy (&it);
+  if (NULL == t->from_state)
+    from_state = "NULL";
+  else
+    from_state = t->from_state->name;
 
-  return val;
+  GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Transition %i: From %s on %c to %s\n",
+              t->id, from_state, label, to_state);
 }
 
-void *
-stack_top (struct GNUNET_CONTAINER_SList *stack, size_t * len)
+
+void
+debug_print_transitions (struct GNUNET_REGEX_State *s)
 {
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList_Iterator it;
+  struct GNUNET_REGEX_Transition *t;
 
-  if (stack_empty (stack))
-    return NULL;
+  for (t = s->transitions_head; NULL != t; t = t->next)
+    debug_print_transition (t);
+}
+
+
+/**
+ * Adds a transition from one state to another on 'label'. Does not add
+ * duplicate states.
+ *
+ * @param ctx context
+ * @param from_state starting state for the transition
+ * @param label transition label
+ * @param to_state state to where the transition should point to
+ */
+static void
+state_add_transition (struct GNUNET_REGEX_Context *ctx,
+                      struct GNUNET_REGEX_State *from_state, const char label,
+                      struct GNUNET_REGEX_State *to_state)
+{
+  int is_dup;
+  struct GNUNET_REGEX_Transition *t;
+  struct GNUNET_REGEX_Transition *oth;
+
+  if (NULL == from_state)
+  {
+    GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "Could not create Transition.\n");
+    return;
+  }
+
+  // Do not add duplicate state transitions
+  is_dup = GNUNET_NO;
+  for (t = from_state->transitions_head; NULL != t; t = t->next)
+  {
+    if (t->to_state == to_state && t->label == label &&
+        t->from_state == from_state)
+    {
+      is_dup = GNUNET_YES;
+      break;
+    }
+  }
+
+  if (GNUNET_YES == is_dup)
+    return;
+
+  // sort transitions by label
+  for (oth = from_state->transitions_head; NULL != oth; oth = oth->next)
+  {
+    if (oth->label > label)
+      break;
+  }
 
-  return GNUNET_CONTAINER_slist_get (&it, len);
+  t = GNUNET_malloc (sizeof (struct GNUNET_REGEX_Transition));
+  t->id = ctx->transition_id++;
+  t->label = label;
+  t->to_state = to_state;
+  t->from_state = from_state;
+
+  // Add outgoing transition to 'from_state'
+  from_state->transition_count++;
+  GNUNET_CONTAINER_DLL_insert_before (from_state->transitions_head,
+                                      from_state->transitions_tail, oth, t);
 }
 
-struct State
+
+/**
+ * Remove a 'transition' from 'state'.
+ *
+ * @param state state from which the to-be-removed transition originates.
+ * @param transition transition that should be removed from state 'state'.
+ */
+static void
+state_remove_transition (struct GNUNET_REGEX_State *state,
+                         struct GNUNET_REGEX_Transition *transition)
 {
-  unsigned int id;
-  int accepting;
-  int marked;
-  char *name;
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList *transitions;
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList *nfa_set;
-};
+  if (NULL == state || NULL == transition)
+    return;
 
-struct GNUNET_REGEX_Automaton
+  if (transition->from_state != state)
+    return;
+
+  state->transition_count--;
+  GNUNET_CONTAINER_DLL_remove (state->transitions_head, state->transitions_tail,
+                               transition);
+  GNUNET_free (transition);
+}
+
+
+/**
+ * Compare two states. Used for sorting.
+ *
+ * @param a first state
+ * @param b second state
+ *
+ * @return an integer less than, equal to, or greater than zero
+ *         if the first argument is considered to be respectively
+ *         less than, equal to, or greater than the second.
+ */
+static int
+state_compare (const void *a, const void *b)
 {
-  struct State *start;
-  struct State *end;
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList *states;
-};
+  struct GNUNET_REGEX_State **s1;
+  struct GNUNET_REGEX_State **s2;
+
+  s1 = (struct GNUNET_REGEX_State **) a;
+  s2 = (struct GNUNET_REGEX_State **) b;
+
+  return (*s1)->id - (*s2)->id;
+}
+
 
-struct Transition
+/**
+ * Get all edges leaving state 's'.
+ *
+ * @param s state.
+ * @param edges all edges leaving 's', expected to be allocated and have enough
+ *        space for s->transitions_count elements.
+ *
+ * @return number of edges.
+ */
+static unsigned int
+state_get_edges (struct GNUNET_REGEX_State *s, struct GNUNET_REGEX_Edge *edges)
 {
-  unsigned int id;
-  char literal;
-  struct State *state;
-};
+  struct GNUNET_REGEX_Transition *t;
+  unsigned int count;
 
-struct GNUNET_REGEX_Context
+  if (NULL == s)
+    return 0;
+
+  count = 0;
+
+  for (t = s->transitions_head; NULL != t; t = t->next)
+  {
+    if (NULL != t->to_state)
+    {
+      edges[count].label = &t->label;
+      edges[count].destination = t->to_state->hash;
+      count++;
+    }
+  }
+  return count;
+}
+
+
+/**
+ * Compare to state sets by comparing the id's of the states that are contained
+ * in each set. Both sets are expected to be sorted by id!
+ *
+ * @param sset1 first state set
+ * @param sset2 second state set
+ *
+ * @return an integer less than, equal to, or greater than zero
+ *         if the first argument is considered to be respectively
+ *         less than, equal to, or greater than the second.
+ */
+static int
+state_set_compare (struct GNUNET_REGEX_StateSet *sset1,
+                   struct GNUNET_REGEX_StateSet *sset2)
 {
-  unsigned int state_id;
-  unsigned int transition_id;
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList *stack;
-};
+  int result;
+  unsigned int i;
 
-void
-GNUNET_REGEX_context_init (struct GNUNET_REGEX_Context *ctx)
+  if (NULL == sset1 || NULL == sset2)
+    return 1;
+
+  result = sset1->len - sset2->len;
+
+  for (i = 0; i < sset1->len; i++)
+  {
+    if (0 != result)
+      break;
+
+    result = state_compare (&sset1->states[i], &sset2->states[i]);
+  }
+  return result;
+}
+
+
+/**
+ * Clears the given StateSet 'set'
+ *
+ * @param set set to be cleared
+ */
+static void
+state_set_clear (struct GNUNET_REGEX_StateSet *set)
 {
-  if (NULL == ctx)
+  if (NULL != set)
   {
-    GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "Context was NULL!");
+    GNUNET_free_non_null (set->states);
+    GNUNET_free (set);
+  }
+}
+
+
+/**
+ * Clears an automaton fragment. Does not destroy the states inside the
+ * automaton.
+ *
+ * @param a automaton to be cleared
+ */
+static void
+automaton_fragment_clear (struct GNUNET_REGEX_Automaton *a)
+{
+  if (NULL == a)
+    return;
+
+  a->start = NULL;
+  a->end = NULL;
+  a->states_head = NULL;
+  a->states_tail = NULL;
+  a->state_count = 0;
+  GNUNET_free (a);
+}
+
+
+/**
+ * Frees the memory used by State 's'
+ *
+ * @param s state that should be destroyed
+ */
+static void
+automaton_destroy_state (struct GNUNET_REGEX_State *s)
+{
+  struct GNUNET_REGEX_Transition *t;
+  struct GNUNET_REGEX_Transition *next_t;
+
+  if (NULL == s)
+    return;
+
+  GNUNET_free_non_null (s->name);
+  GNUNET_free_non_null (s->proof);
+
+  for (t = s->transitions_head; NULL != t; t = next_t)
+  {
+    next_t = t->next;
+    GNUNET_CONTAINER_DLL_remove (s->transitions_head, s->transitions_tail, t);
+    GNUNET_free (t);
+  }
+
+  state_set_clear (s->nfa_set);
+
+  GNUNET_free (s);
+}
+
+
+/**
+ * Remove a state from the given automaton 'a'. Always use this function when
+ * altering the states of an automaton. Will also remove all transitions leading
+ * to this state, before destroying it.
+ *
+ * @param a automaton
+ * @param s state to remove
+ */
+static void
+automaton_remove_state (struct GNUNET_REGEX_Automaton *a,
+                        struct GNUNET_REGEX_State *s)
+{
+  struct GNUNET_REGEX_State *ss;
+  struct GNUNET_REGEX_State *s_check;
+  struct GNUNET_REGEX_Transition *t_check;
+
+  if (NULL == a || NULL == s)
     return;
+
+  // remove state
+  ss = s;
+  GNUNET_CONTAINER_DLL_remove (a->states_head, a->states_tail, s);
+  a->state_count--;
+
+  // remove all transitions leading to this state
+  for (s_check = a->states_head; NULL != s_check; s_check = s_check->next)
+  {
+    for (t_check = s_check->transitions_head; NULL != t_check;
+         t_check = t_check->next)
+    {
+      if (t_check->to_state == ss)
+      {
+        GNUNET_CONTAINER_DLL_remove (s_check->transitions_head,
+                                     s_check->transitions_tail, t_check);
+        s_check->transition_count--;
+      }
+    }
   }
-  ctx->state_id = 0;
-  ctx->transition_id = 0;
-  ctx->stack = GNUNET_CONTAINER_slist_create ();
+
+  automaton_destroy_state (ss);
 }
 
-void
-GNUNET_REGEX_context_destroy (struct GNUNET_REGEX_Context *ctx)
+
+/**
+ * Merge two states into one. Will merge 's1' and 's2' into 's1' and destroy
+ * 's2'.
+ *
+ * @param ctx context
+ * @param a automaton
+ * @param s1 first state
+ * @param s2 second state, will be destroyed
+ */
+static void
+automaton_merge_states (struct GNUNET_REGEX_Context *ctx,
+                        struct GNUNET_REGEX_Automaton *a,
+                        struct GNUNET_REGEX_State *s1,
+                        struct GNUNET_REGEX_State *s2)
 {
-  if (NULL != ctx->stack)
-    GNUNET_CONTAINER_slist_destroy (ctx->stack);
+  struct GNUNET_REGEX_State *s_check;
+  struct GNUNET_REGEX_Transition *t_check;
+  struct GNUNET_REGEX_Transition *t;
+  struct GNUNET_REGEX_Transition *t_next;
+  char *new_name;
+  int is_dup;
+
+  GNUNET_assert (NULL != ctx && NULL != a && NULL != s1 && NULL != s2);
+
+  if (s1 == s2)
+    return;
+
+  // 1. Make all transitions pointing to s2 point to s1, unless this transition
+  // does not already exists, if it already exists remove transition.
+  for (s_check = a->states_head; NULL != s_check; s_check = s_check->next)
+  {
+    for (t_check = s_check->transitions_head; NULL != t_check; t_check = t_next)
+    {
+      t_next = t_check->next;
+
+      if (s2 == t_check->to_state)
+      {
+        is_dup = GNUNET_NO;
+        for (t = t_check->from_state->transitions_head; NULL != t; t = t->next)
+        {
+          if (t->to_state == s1 && t_check->label == t->label)
+            is_dup = GNUNET_YES;
+        }
+        if (GNUNET_NO == is_dup)
+          t_check->to_state = s1;
+        else
+          state_remove_transition (t_check->from_state, t_check);
+      }
+    }
+  }
+
+  // 2. Add all transitions from s2 to sX to s1
+  for (t_check = s2->transitions_head; NULL != t_check; t_check = t_check->next)
+  {
+    if (t_check->to_state != s1)
+      state_add_transition (ctx, s1, t_check->label, t_check->to_state);
+  }
+
+  // 3. Rename s1 to {s1,s2}
+  new_name = s1->name;
+  GNUNET_asprintf (&s1->name, "{%s,%s}", new_name, s2->name);
+  GNUNET_free (new_name);
+
+  // remove state
+  GNUNET_CONTAINER_DLL_remove (a->states_head, a->states_tail, s2);
+  a->state_count--;
+  automaton_destroy_state (s2);
 }
 
-void
-debug_print_state (struct State *s)
+
+/**
+ * Add a state to the automaton 'a', always use this function to alter the
+ * states DLL of the automaton.
+ *
+ * @param a automaton to add the state to
+ * @param s state that should be added
+ */
+static void
+automaton_add_state (struct GNUNET_REGEX_Automaton *a,
+                     struct GNUNET_REGEX_State *s)
 {
-  GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
-              "State %i: %s marked: %i accepting: %i\n", s->id, s->name,
-              s->marked, s->accepting);
+  GNUNET_CONTAINER_DLL_insert (a->states_head, a->states_tail, s);
+  a->state_count++;
 }
 
+
+/**
+ * Depth-first traversal of all states that are reachable from state 's'. Expects the states to
+ * be unmarked (s->marked == GNUNET_NO). Performs 'action' on each visited
+ * state.
+ *
+ * @param s start state.
+ * @param count current count of the state.
+ * @param action action to be performed on each state.
+ * @param action_cls closure for action
+ */
+static void
+automaton_state_traverse (struct GNUNET_REGEX_State *s, unsigned int *count,
+                          GNUNET_REGEX_traverse_action action, void *action_cls)
+{
+  struct GNUNET_REGEX_Transition *t;
+
+  if (GNUNET_NO != s->marked)
+    return;
+  s->marked = GNUNET_YES;
+  if (NULL != action)
+    action (action_cls, *count, s);
+  (*count)++;
+  for (t = s->transitions_head; NULL != t; t = t->next)
+    automaton_state_traverse (t->to_state, count, action, action_cls);
+}
+
+
+/**
+ * Traverses the given automaton from it's start state, visiting all reachable
+ * states and calling 'action' on each one of them.
+ *
+ * @param a automaton.
+ * @param action action to be performed on each state.
+ * @param action_cls closure for action
+ */
 void
-debug_print_states (struct GNUNET_CONTAINER_SList *states)
+GNUNET_REGEX_automaton_traverse (struct GNUNET_REGEX_Automaton *a,
+                                 GNUNET_REGEX_traverse_action action,
+                                 void *action_cls)
 {
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList_Iterator it;
-  struct State *s;
+  unsigned int count;
+  struct GNUNET_REGEX_State *s;
+
+  for (s = a->states_head; NULL != s; s = s->next)
+    s->marked = GNUNET_NO;
+  count = 0;
+  automaton_state_traverse (a->start, &count, action, action_cls);
+}
 
-  for (it = GNUNET_CONTAINER_slist_begin (states);
-       GNUNET_YES != GNUNET_CONTAINER_slist_end (&it);
-       GNUNET_CONTAINER_slist_next (&it))
+
+/**
+ * Check if the given string 'str' needs parentheses around it when
+ * using it to generate a regex.
+ *
+ * @param str string
+ *
+ * @return GNUNET_YES if parentheses are needed, GNUNET_NO otherwise
+ */
+static int
+needs_parentheses (const char *str)
+{
+  size_t slen;
+  const char *op;
+  const char *cl;
+  const char *pos;
+  unsigned int cnt;
+
+  if ((NULL == str) || ((slen = strlen (str)) < 2))
+    return GNUNET_NO;
+
+  if ('(' != str[0])
+    return GNUNET_YES;
+  cnt = 1;
+  pos = &str[1];
+  while (cnt > 0)
   {
-    s = GNUNET_CONTAINER_slist_get (&it, NULL);
-    debug_print_state (s);
+    cl = strchr (pos, ')');
+    if (NULL == cl)
+    {
+      GNUNET_break (0);
+      return GNUNET_YES;
+    }
+    op = strchr (pos, '(');
+    if ((NULL != op) && (op < cl))
+    {
+      cnt++;
+      pos = op + 1;
+      continue;
+    }
+    /* got ')' first */
+    cnt--;
+    pos = cl + 1;
   }
-  GNUNET_CONTAINER_slist_iter_destroy (&it);
+  return (*pos == '\0') ? GNUNET_NO : GNUNET_YES;
 }
 
-void
-debug_print_transitions (struct State *s)
+
+/**
+ * Remove parentheses surrounding string 'str'.
+ * Example: "(a)" becomes "a", "(a|b)|(a|c)" stays the same.
+ * You need to GNUNET_free the returned string.
+ *
+ * @param str string, free'd or re-used by this function, can be NULL
+ *
+ * @return string without surrounding parentheses, string 'str' if no preceding
+ *         epsilon could be found, NULL if 'str' was NULL
+ */
+static char *
+remove_parentheses (char *str)
 {
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList_Iterator it;
-  struct Transition *t;
-  char *state;
-  char literal;
-
-  for (it = GNUNET_CONTAINER_slist_begin (s->transitions);
-       GNUNET_YES != GNUNET_CONTAINER_slist_end (&it);
-       GNUNET_CONTAINER_slist_next (&it))
+  size_t slen;
+  const char *pos;
+
+  if ((NULL == str) || ('(' != str[0]) ||
+      (str[(slen = strlen (str)) - 1] != ')'))
+    return str;
+
+  pos = strchr (&str[1], ')');
+  if (pos == &str[slen - 1])
   {
-    t = GNUNET_CONTAINER_slist_get (&it, NULL);
+    memmove (str, &str[1], slen - 2);
+    str[slen - 2] = '\0';
+  }
+  return str;
+}
 
-    if (0 == t->literal)
-      literal = '0';
-    else
-      literal = t->literal;
 
-    if (NULL == t->state)
-      state = "NULL";
-    else
-      state = t->state->name;
+/**
+ * Check if the string 'str' starts with an epsilon (empty string).
+ * Example: "(|a)" is starting with an epsilon.
+ *
+ * @param str string to test
+ *
+ * @return 0 if str has no epsilon, 1 if str starts with '(|' and ends with ')'
+ */
+static int
+has_epsilon (const char *str)
+{
+  return (NULL != str) && ('(' == str[0]) && ('|' == str[1]) &&
+      (')' == str[strlen (str) - 1]);
+}
+
 
-    GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Transition %i: On %c to %s\n", t->id,
-                literal, state);
+/**
+ * Remove an epsilon from the string str. Where epsilon is an empty string
+ * Example: str = "(|a|b|c)", result: "a|b|c"
+ * The returned string needs to be freed.
+ *
+ * @param str string
+ *
+ * @return string without preceding epsilon, string 'str' if no preceding epsilon
+ *         could be found, NULL if 'str' was NULL
+ */
+static char *
+remove_epsilon (const char *str)
+{
+  size_t len;
+
+  if (NULL == str)
+    return NULL;
+  if (('(' == str[0]) && ('|' == str[1]))
+  {
+    len = strlen (str);
+    if (')' == str[len - 1])
+      return GNUNET_strndup (&str[2], len - 3);
   }
+  return GNUNET_strdup (str);
+}
+
+
+/**
+ * Compare 'str1', starting from position 'k',  with whole 'str2'
+ *
+ * @param str1 first string to compare, starting from position 'k'
+ * @param str2 second string for comparison
+ * @param k starting position in 'str1'
+ *
+ * @return -1 if any of the strings is NULL, 0 if equal, non 0 otherwise
+ */
+static int
+strkcmp (const char *str1, const char *str2, size_t k)
+{
+  if ((NULL == str1) || (NULL == str2) || (strlen (str1) < k))
+    return -1;
+  return strcmp (&str1[k], str2);
+}
 
-  GNUNET_CONTAINER_slist_iter_destroy (&it);
+
+/**
+ * Compare two strings for equality. If either is NULL (or if both are
+ * NULL), they are not equal.
+ *
+ * @param str1 first string for comparison.
+ * @param str2 second string for comparison.
+ *
+ * @return  0 if the strings are the same, 1 or -1 if not
+ */
+static int
+nullstrcmp (const char *str1, const char *str2)
+{
+  if ((NULL == str1) || (NULL == str2))
+    return -1;
+  return strcmp (str1, str2);
 }
 
-int
-set_compare (const void *buf1, const size_t len1, const void *buf2,
-             const size_t len2)
+
+/**
+ * Helper function used as 'action' in 'GNUNET_REGEX_automaton_traverse' function to create
+ * the depth-first numbering of the states.
+ *
+ * @param cls states array.
+ * @param count current state counter.
+ * @param s current state.
+ */
+static void
+number_states (void *cls, unsigned int count, struct GNUNET_REGEX_State *s)
 {
-  int c1;
-  int c2;
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList_Iterator it1;
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList_Iterator it2;
-  struct State *s1;
-  struct State *s2;
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList *l1;
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList *l2;
-  const void *el1;
-  const void *el2;
-  size_t length1;
-  size_t length2;
-  int rslt;
-  int contains;
-
-  if (len1 != len2 && len1 != sizeof (struct State) &&
-      len2 != sizeof (struct State))
-    return 1;
+  struct GNUNET_REGEX_State **states = cls;
+
+  s->proof_id = count;
+  if (NULL != states)
+    states[count] = s;
+}
+
+
+/**
+ * Construct the regular expression given the inductive step,
+ * $R^{(k)}_{ij} = R^{(k-1)}_{ij} | R^{(k-1)}_{ik} ( R^{(k-1)}_{kk} )^*
+ * R^{(k-1)}_{kj}, and simplify the resulting expression saved in R_cur_ij.
+ *
+ * @param R_last_ij value of  $R^{(k-1)_{ij}.
+ * @param R_last_ik value of  $R^{(k-1)_{ik}.
+ * @param R_last_kk value of  $R^{(k-1)_{kk}.
+ * @param R_last_kj value of  $R^{(k-1)_{kj}.
+ * @param R_cur_ij result for this inductive step is saved in R_cur_ij, R_cur_ij
+ *                 is expected to be NULL when called!
+ */
+static void
+automaton_create_proofs_simplify (char *R_last_ij, char *R_last_ik,
+                                  char *R_last_kk, char *R_last_kj,
+                                  char **R_cur_ij)
+{
+  char *R_cur_l;
+  char *R_cur_r;
+  char *temp_a;
+  char *temp_b;
+  char *R_temp_ij;
+  char *R_temp_ik;
+  char *R_temp_kj;
+  char *R_temp_kk;
+
+  int eps_check;
+  int ij_ik_cmp;
+  int ij_kj_cmp;
+
+  int ik_kk_cmp;
+  int kk_kj_cmp;
+  int clean_ik_kk_cmp;
+  int clean_kk_kj_cmp;
+  unsigned int cnt;
+
+  size_t length;
+  size_t length_l;
+  size_t length_r;
+
+  GNUNET_assert (NULL == *R_cur_ij && NULL != R_cur_ij);
+
+  // $R^{(k)}_{ij} = R^{(k-1)}_{ij} | R^{(k-1)}_{ik} ( R^{(k-1)}_{kk} )^* R^{(k-1)}_{kj}
+  // R_last == R^{(k-1)}, R_cur == R^{(k)}
+  // R_cur_ij = R_cur_l | R_cur_r
+  // R_cur_l == R^{(k-1)}_{ij}
+  // R_cur_r == R^{(k-1)}_{ik} ( R^{(k-1)}_{kk} )^* R^{(k-1)}_{kj}
+
+  if ((NULL == R_last_ij) && ((NULL == R_last_ik) || (NULL == R_last_kk) ||     /* technically cannot happen, but looks saner */
+                              (NULL == R_last_kj)))
+  {
+    /* R^{(k)}_{ij} = N | N */
+    *R_cur_ij = NULL;
+    return;
+  }
+
+  if ((NULL == R_last_ik) || (NULL == R_last_kk) ||     /* technically cannot happen, but looks saner */
+      (NULL == R_last_kj))
+  {
+    /*  R^{(k)}_{ij} = R^{(k-1)}_{ij} | N */
+    *R_cur_ij = GNUNET_strdup (R_last_ij);
+    return;
+  }
 
-  s1 = (struct State *) buf1;
-  s2 = (struct State *) buf2;
+  // $R^{(k)}_{ij} = N | R^{(k-1)}_{ik} ( R^{(k-1)}_{kk} )^* R^{(k-1)}_{kj} OR
+  // $R^{(k)}_{ij} = R^{(k-1)}_{ij} | R^{(k-1)}_{ik} ( R^{(k-1)}_{kk} )^* R^{(k-1)}_{kj}
 
-  l1 = s1->nfa_set;
-  l2 = s2->nfa_set;
+  R_cur_r = NULL;
+  R_cur_l = NULL;
 
-  c1 = GNUNET_CONTAINER_slist_count (l1);
-  c2 = GNUNET_CONTAINER_slist_count (l2);
+  // cache results from strcmp, we might need these many times
+  ij_kj_cmp = nullstrcmp (R_last_ij, R_last_kj);
+  ij_ik_cmp = nullstrcmp (R_last_ij, R_last_ik);
+  ik_kk_cmp = nullstrcmp (R_last_ik, R_last_kk);
+  kk_kj_cmp = nullstrcmp (R_last_kk, R_last_kj);
 
-  if (c1 != c2)
-    return ((c1 > c2) ? 1 : -1);
+  // Assign R_temp_(ik|kk|kj) to R_last[][] and remove epsilon as well
+  // as parentheses, so we can better compare the contents
+  R_temp_ik = remove_parentheses (remove_epsilon (R_last_ik));
+  R_temp_kk = remove_parentheses (remove_epsilon (R_last_kk));
+  R_temp_kj = remove_parentheses (remove_epsilon (R_last_kj));
 
-  rslt = 0;
+  clean_ik_kk_cmp = nullstrcmp (R_last_ik, R_temp_kk);
+  clean_kk_kj_cmp = nullstrcmp (R_temp_kk, R_last_kj);
 
-  for (it1 = GNUNET_CONTAINER_slist_begin (l1);
-       GNUNET_YES != GNUNET_CONTAINER_slist_end (&it1);
-       GNUNET_CONTAINER_slist_next (&it1))
+  // construct R_cur_l (and, if necessary R_cur_r)
+  if (NULL != R_last_ij)
   {
-    el1 = GNUNET_CONTAINER_slist_get (&it1, &length1);
-    contains = 0;
+    // Assign R_temp_ij to R_last_ij and remove epsilon as well
+    // as parentheses, so we can better compare the contents
+    R_temp_ij = remove_parentheses (remove_epsilon (R_last_ij));
 
-    for (it2 = GNUNET_CONTAINER_slist_begin (l2);
-         GNUNET_YES != GNUNET_CONTAINER_slist_end (&it2);
-         GNUNET_CONTAINER_slist_next (&it2))
+    if (0 == strcmp (R_temp_ij, R_temp_ik) && 0 == strcmp (R_temp_ik, R_temp_kk)
+        && 0 == strcmp (R_temp_kk, R_temp_kj))
     {
-      el2 = GNUNET_CONTAINER_slist_get (&it2, &length2);
+      if (0 == strlen (R_temp_ij))
+      {
+        R_cur_r = GNUNET_strdup ("");
+      }
+      else if ((0 == strncmp (R_last_ij, "(|", 2)) ||
+               (0 == strncmp (R_last_ik, "(|", 2) &&
+                0 == strncmp (R_last_kj, "(|", 2)))
+      {
+        // a|(e|a)a*(e|a) = a*
+        // a|(e|a)(e|a)*(e|a) = a*
+        // (e|a)|aa*a = a*
+        // (e|a)|aa*(e|a) = a*
+        // (e|a)|(e|a)a*a = a*
+        // (e|a)|(e|a)a*(e|a) = a*
+        // (e|a)|(e|a)(e|a)*(e|a) = a*
+        if (GNUNET_YES == needs_parentheses (R_temp_ij))
+          GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "(%s)*", R_temp_ij);
+        else
+          GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "%s*", R_temp_ij);
+      }
+      else
+      {
+        // a|aa*a = a+
+        // a|(e|a)a*a = a+
+        // a|aa*(e|a) = a+
+        // a|(e|a)(e|a)*a = a+
+        // a|a(e|a)*(e|a) = a+
+        if (GNUNET_YES == needs_parentheses (R_temp_ij))
+          GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "(%s)+", R_temp_ij);
+        else
+          GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "%s+", R_temp_ij);
+      }
+    }
+    else if (0 == ij_ik_cmp && 0 == clean_kk_kj_cmp && 0 != clean_ik_kk_cmp)
+    {
+      // a|ab*b = ab*
+      if (strlen (R_last_kk) < 1)
+        R_cur_r = GNUNET_strdup (R_last_ij);
+      else if (GNUNET_YES == needs_parentheses (R_temp_kk))
+        GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "%s(%s)*", R_last_ij, R_temp_kk);
+      else
+        GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "%s%s*", R_last_ij, R_last_kk);
+
+      R_cur_l = NULL;
+    }
+    else if (0 == ij_kj_cmp && 0 == clean_ik_kk_cmp && 0 != clean_kk_kj_cmp)
+    {
+      // a|bb*a = b*a
+      if (strlen (R_last_kk) < 1)
+        R_cur_r = GNUNET_strdup (R_last_kj);
+      else if (GNUNET_YES == needs_parentheses (R_temp_kk))
+        GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "(%s)*%s", R_temp_kk, R_last_kj);
+      else
+        GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "%s*%s", R_temp_kk, R_last_kj);
+
+      R_cur_l = NULL;
+    }
+    else if (0 == ij_ik_cmp && 0 == kk_kj_cmp && !has_epsilon (R_last_ij) &&
+             has_epsilon (R_last_kk))
+    {
+      // a|a(e|b)*(e|b) = a|ab* = a|a|ab|abb|abbb|... = ab*
+      if (needs_parentheses (R_temp_kk))
+        GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "%s(%s)*", R_last_ij, R_temp_kk);
+      else
+        GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "%s%s*", R_last_ij, R_temp_kk);
+
+      R_cur_l = NULL;
+    }
+    else if (0 == ij_kj_cmp && 0 == ik_kk_cmp && !has_epsilon (R_last_ij) &&
+             has_epsilon (R_last_kk))
+    {
+      // a|(e|b)(e|b)*a = a|b*a = a|a|ba|bba|bbba|...  = b*a
+      if (needs_parentheses (R_temp_kk))
+        GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "(%s)*%s", R_temp_kk, R_last_ij);
+      else
+        GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "%s*%s", R_temp_kk, R_last_ij);
+
+      R_cur_l = NULL;
+    }
+    else
+    {
+      temp_a = (NULL == R_last_ij) ? NULL : GNUNET_strdup (R_last_ij);
+      temp_a = remove_parentheses (temp_a);
+      R_cur_l = temp_a;
+    }
 
-      if (length1 != length2)
+    GNUNET_free_non_null (R_temp_ij);
+  }
+  else
+  {
+    // we have no left side
+    R_cur_l = NULL;
+  }
+
+  // construct R_cur_r, if not already constructed
+  if (NULL == R_cur_r)
+  {
+    length = strlen (R_temp_kk) - strlen (R_last_ik);
+
+    // a(ba)*bx = (ab)+x
+    if (length > 0 && NULL != R_last_kk && 0 < strlen (R_last_kk) &&
+        NULL != R_last_kj && 0 < strlen (R_last_kj) && NULL != R_last_ik &&
+        0 < strlen (R_last_ik) && 0 == strkcmp (R_temp_kk, R_last_ik, length) &&
+        0 == strncmp (R_temp_kk, R_last_kj, length))
+    {
+      temp_a = GNUNET_malloc (length + 1);
+      temp_b = GNUNET_malloc ((strlen (R_last_kj) - length) + 1);
+
+      length_l = 0;
+      length_r = 0;
+
+      for (cnt = 0; cnt < strlen (R_last_kj); cnt++)
       {
-        GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
-                    "Comparing lists failed, element size mismatch\n");
-        break;
+        if (cnt < length)
+        {
+          temp_a[length_l] = R_last_kj[cnt];
+          length_l++;
+        }
+        else
+        {
+          temp_b[length_r] = R_last_kj[cnt];
+          length_r++;
+        }
+      }
+      temp_a[length_l] = '\0';
+      temp_b[length_r] = '\0';
+
+      // e|(ab)+ = (ab)*
+      if (NULL != R_cur_l && 0 == strlen (R_cur_l) && 0 == strlen (temp_b))
+      {
+        GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "(%s%s)*", R_last_ik, temp_a);
+        GNUNET_free (R_cur_l);
+        R_cur_l = NULL;
+      }
+      else
+      {
+        GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "(%s%s)+%s", R_last_ik, temp_a, temp_b);
+      }
+      GNUNET_free (temp_a);
+      GNUNET_free (temp_b);
+    }
+    else if (0 == strcmp (R_temp_ik, R_temp_kk) &&
+             0 == strcmp (R_temp_kk, R_temp_kj))
+    {
+      // (e|a)a*(e|a) = a*
+      // (e|a)(e|a)*(e|a) = a*
+      if (has_epsilon (R_last_ik) && has_epsilon (R_last_kj))
+      {
+        if (needs_parentheses (R_temp_kk))
+          GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "(%s)*", R_temp_kk);
+        else
+          GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "%s*", R_temp_kk);
+      }
+      // aa*a = a+a
+      else if (0 == clean_ik_kk_cmp && 0 == clean_kk_kj_cmp &&
+               !has_epsilon (R_last_ik))
+      {
+        if (needs_parentheses (R_temp_kk))
+          GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "(%s)+%s", R_temp_kk, R_temp_kk);
+        else
+          GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "(%s)+%s", R_temp_kk, R_temp_kk);
       }
-      if (((struct State *) el1)->id == ((struct State *) el2)->id)
+      // (e|a)a*a = a+
+      // aa*(e|a) = a+
+      // a(e|a)*(e|a) = a+
+      // (e|a)a*a = a+
+      else
+      {
+        eps_check =
+            (has_epsilon (R_last_ik) + has_epsilon (R_last_kk) +
+             has_epsilon (R_last_kj));
+
+        if (eps_check == 1)
+        {
+          if (needs_parentheses (R_temp_kk))
+            GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "(%s)+", R_temp_kk);
+          else
+            GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "%s+", R_temp_kk);
+        }
+      }
+    }
+    // aa*b = a+b
+    // (e|a)(e|a)*b = a*b
+    else if (0 == strcmp (R_temp_ik, R_temp_kk))
+    {
+      if (has_epsilon (R_last_ik))
+      {
+        if (needs_parentheses (R_temp_kk))
+          GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "(%s)*%s", R_temp_kk, R_last_kj);
+        else
+          GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "%s*%s", R_temp_kk, R_last_kj);
+      }
+      else
+      {
+        if (needs_parentheses (R_temp_kk))
+          GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "(%s)+%s", R_temp_kk, R_last_kj);
+        else
+          GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "%s+%s", R_temp_kk, R_last_kj);
+      }
+    }
+    // ba*a = ba+
+    // b(e|a)*(e|a) = ba*
+    else if (0 == strcmp (R_temp_kk, R_temp_kj))
+    {
+      if (has_epsilon (R_last_kj))
+      {
+        if (needs_parentheses (R_temp_kk))
+          GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "%s(%s)*", R_last_ik, R_temp_kk);
+        else
+          GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "%s%s*", R_last_ik, R_temp_kk);
+      }
+      else
+      {
+        if (needs_parentheses (R_temp_kk))
+          GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "(%s)+%s", R_last_ik, R_temp_kk);
+        else
+          GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "%s+%s", R_last_ik, R_temp_kk);
+      }
+    }
+    else
+    {
+      if (strlen (R_temp_kk) > 0)
+      {
+        if (needs_parentheses (R_temp_kk))
+        {
+          GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "%s(%s)*%s", R_last_ik, R_temp_kk,
+                           R_last_kj);
+        }
+        else
+        {
+          GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "%s%s*%s", R_last_ik, R_temp_kk,
+                           R_last_kj);
+        }
+      }
+      else
+      {
+        GNUNET_asprintf (&R_cur_r, "%s%s", R_last_ik, R_last_kj);
+      }
+    }
+  }
+
+  GNUNET_free_non_null (R_temp_ik);
+  GNUNET_free_non_null (R_temp_kk);
+  GNUNET_free_non_null (R_temp_kj);
+
+  if (NULL == R_cur_l && NULL == R_cur_r)
+  {
+    *R_cur_ij = NULL;
+    return;
+  }
+
+  if (NULL != R_cur_l && NULL == R_cur_r)
+  {
+    *R_cur_ij = R_cur_l;
+    return;
+  }
+
+  if (NULL == R_cur_l && NULL != R_cur_r)
+  {
+    *R_cur_ij = R_cur_r;
+    return;
+  }
+
+  if (0 == nullstrcmp (R_cur_l, R_cur_r))
+  {
+    *R_cur_ij = R_cur_l;
+    GNUNET_free (R_cur_r);
+    return;
+  }
+
+  GNUNET_asprintf (R_cur_ij, "(%s|%s)", R_cur_l, R_cur_r);
+
+  GNUNET_free (R_cur_l);
+  GNUNET_free (R_cur_r);
+}
+
+
+/**
+ * create proofs for all states in the given automaton. Implementation of the
+ * algorithm descriped in chapter 3.2.1 of "Automata Theory, Languages, and
+ * Computation 3rd Edition" by Hopcroft, Motwani and Ullman.
+ *
+ * @param a automaton.
+ */
+static void
+automaton_create_proofs (struct GNUNET_REGEX_Automaton *a)
+{
+  unsigned int n = a->state_count;
+  struct GNUNET_REGEX_State *states[n];
+  char *R_last[n][n];
+  char *R_cur[n][n];
+  char *temp;
+  struct GNUNET_REGEX_Transition *t;
+  char *complete_regex;
+  unsigned int i;
+  unsigned int j;
+  unsigned int k;
+
+
+  /* create depth-first numbering of the states, initializes 'state' */
+  GNUNET_REGEX_automaton_traverse (a, &number_states, states);
+
+  /* Compute regular expressions of length "1" between each pair of states */
+  for (i = 0; i < n; i++)
+  {
+    for (j = 0; j < n; j++)
+    {
+      R_cur[i][j] = NULL;
+      R_last[i][j] = NULL;
+    }
+    for (t = states[i]->transitions_head; NULL != t; t = t->next)
+    {
+      j = t->to_state->proof_id;
+      if (NULL == R_last[i][j])
+        GNUNET_asprintf (&R_last[i][j], "%c", t->label);
+      else
+      {
+        temp = R_last[i][j];
+        GNUNET_asprintf (&R_last[i][j], "%s|%c", R_last[i][j], t->label);
+        GNUNET_free (temp);
+      }
+    }
+    if (NULL == R_last[i][i])
+      GNUNET_asprintf (&R_last[i][i], "");
+    else
+    {
+      temp = R_last[i][i];
+      GNUNET_asprintf (&R_last[i][i], "(|%s)", R_last[i][i]);
+      GNUNET_free (temp);
+    }
+  }
+  for (i = 0; i < n; i++)
+    for (j = 0; j < n; j++)
+      if (needs_parentheses (R_last[i][j]))
+      {
+        temp = R_last[i][j];
+        GNUNET_asprintf (&R_last[i][j], "(%s)", R_last[i][j]);
+        GNUNET_free (temp);
+      }
+
+  /* Compute regular expressions of length "k" between each pair of states per induction */
+  for (k = 0; k < n; k++)
+  {
+    for (i = 0; i < n; i++)
+    {
+      for (j = 0; j < n; j++)
+      {
+        // Basis for the recursion:
+        // $R^{(k)}_{ij} = R^{(k-1)}_{ij} | R^{(k-1)}_{ik} ( R^{(k-1)}_{kk} )^* R^{(k-1)}_{kj}
+        // R_last == R^{(k-1)}, R_cur == R^{(k)}
+
+        // Create R_cur[i][j] and simplify the expression
+        automaton_create_proofs_simplify (R_last[i][j], R_last[i][k],
+                                          R_last[k][k], R_last[k][j],
+                                          &R_cur[i][j]);
+      }
+    }
+
+    // set R_last = R_cur
+    for (i = 0; i < n; i++)
+    {
+      for (j = 0; j < n; j++)
       {
-        contains = 1;
-        break;
+        GNUNET_free_non_null (R_last[i][j]);
+        R_last[i][j] = R_cur[i][j];
+        R_cur[i][j] = NULL;
       }
     }
-    GNUNET_CONTAINER_slist_iter_destroy (&it2);
+  }
 
-    if (0 == contains)
+  // assign proofs and hashes
+  for (i = 0; i < n; i++)
+  {
+    if (NULL != R_last[a->start->proof_id][i])
     {
-      rslt = 1;
-      break;
+      states[i]->proof = GNUNET_strdup (R_last[a->start->proof_id][i]);
+      GNUNET_CRYPTO_hash (states[i]->proof, strlen (states[i]->proof),
+                          &states[i]->hash);
     }
   }
-  GNUNET_CONTAINER_slist_iter_destroy (&it1);
-
-  return rslt;
-}
-
-int
-transition_literal_compare (const void *buf1, const size_t len1,
-                            const void *buf2, const size_t len2)
-{
-  struct Transition *t1;
-  struct Transition *t2;
 
-  if (len1 != len2 && len1 != sizeof (struct Transition) &&
-      len2 != sizeof (struct Transition))
+  // complete regex for whole DFA: union of all pairs (start state/accepting state(s)).
+  complete_regex = NULL;
+  for (i = 0; i < n; i++)
   {
-    return 1;
+    if (states[i]->accepting)
+    {
+      if (NULL == complete_regex && 0 < strlen (R_last[a->start->proof_id][i]))
+      {
+        GNUNET_asprintf (&complete_regex, "%s", R_last[a->start->proof_id][i]);
+      }
+      else if (NULL != R_last[a->start->proof_id][i] &&
+               0 < strlen (R_last[a->start->proof_id][i]))
+      {
+        temp = complete_regex;
+        GNUNET_asprintf (&complete_regex, "%s|%s", complete_regex,
+                         R_last[a->start->proof_id][i]);
+        GNUNET_free (temp);
+      }
+    }
   }
+  a->canonical_regex = complete_regex;
 
-  t1 = (struct Transition *) buf1;
-  t2 = (struct Transition *) buf2;
-
-  if (t1->literal == t2->literal)
-    return 0;
-  else if (t1->literal > t2->literal)
-    return 1;
-  else
-    return -1;
-}
-
-void
-add_transition (struct GNUNET_REGEX_Context *ctx, struct State *from_state,
-                const char literal, struct State *to_state)
-{
-  struct Transition t;
-
-  if (NULL == from_state)
+  // cleanup
+  for (i = 0; i < n; i++)
   {
-    GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "Could not create Transition.\n");
-    return;
+    for (j = 0; j < n; j++)
+      GNUNET_free_non_null (R_last[i][j]);
   }
-
-  t.id = ctx->transition_id++;
-  t.literal = literal;
-  t.state = to_state;
-
-  GNUNET_CONTAINER_slist_add (from_state->transitions,
-                              GNUNET_CONTAINER_SLIST_DISPOSITION_TRANSIENT, &t,
-                              sizeof t);
 }
 
-struct State *
-dfa_create_state (struct GNUNET_REGEX_Context *ctx,
-                  struct GNUNET_CONTAINER_SList *states)
+
+/**
+ * Creates a new DFA state based on a set of NFA states. Needs to be freed using
+ * automaton_destroy_state.
+ *
+ * @param ctx context
+ * @param nfa_states set of NFA states on which the DFA should be based on
+ *
+ * @return new DFA state
+ */
+static struct GNUNET_REGEX_State *
+dfa_state_create (struct GNUNET_REGEX_Context *ctx,
+                  struct GNUNET_REGEX_StateSet *nfa_states)
 {
-  struct State *s;
+  struct GNUNET_REGEX_State *s;
   char *name;
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList_Iterator stateit;
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList_Iterator tranit;
   int len = 0;
-  struct State *cstate;
-  struct Transition *ctran;
+  struct GNUNET_REGEX_State *cstate;
+  struct GNUNET_REGEX_Transition *ctran;
+  unsigned int i;
 
-  s = GNUNET_malloc (sizeof (struct State));
+  s = GNUNET_malloc (sizeof (struct GNUNET_REGEX_State));
   s->id = ctx->state_id++;
   s->accepting = 0;
-  s->transitions = GNUNET_CONTAINER_slist_create ();
   s->marked = 0;
   s->name = NULL;
+  s->scc_id = 0;
+  s->index = -1;
+  s->lowlink = -1;
+  s->contained = 0;
+  s->proof = NULL;
 
-  if (NULL == states)
+  if (NULL == nfa_states)
+  {
+    GNUNET_asprintf (&s->name, "s%i", s->id);
     return s;
+  }
 
-  s->nfa_set = states;
+  s->nfa_set = nfa_states;
 
-  if (0 == GNUNET_CONTAINER_slist_count (states))
+  if (nfa_states->len < 1)
     return s;
 
-
   // Create a name based on 'sset'
   s->name = GNUNET_malloc (sizeof (char) * 2);
   strcat (s->name, "{");
   name = NULL;
 
-  for (stateit = GNUNET_CONTAINER_slist_begin (states);
-       GNUNET_NO == GNUNET_CONTAINER_slist_end (&stateit);
-       GNUNET_CONTAINER_slist_next (&stateit))
+  for (i = 0; i < nfa_states->len; i++)
   {
-    cstate = GNUNET_CONTAINER_slist_get (&stateit, NULL);
-    GNUNET_CONTAINER_slist_iter_destroy (&tranit);
+    cstate = nfa_states->states[i];
     GNUNET_asprintf (&name, "%i,", cstate->id);
 
     if (NULL != name)
@@ -343,73 +1339,273 @@ dfa_create_state (struct GNUNET_REGEX_Context *ctx,
       name = NULL;
     }
 
-    // Add a transition for each distinct literal to NULL state
-    for (tranit = GNUNET_CONTAINER_slist_begin (cstate->transitions);
-         GNUNET_NO == GNUNET_CONTAINER_slist_end (&tranit);
-         GNUNET_CONTAINER_slist_next (&tranit))
+    // Add a transition for each distinct label to NULL state
+    for (ctran = cstate->transitions_head; NULL != ctran; ctran = ctran->next)
     {
-      ctran = GNUNET_CONTAINER_slist_get (&tranit, NULL);
-      if (0 != ctran->literal &&
-          NULL == GNUNET_CONTAINER_slist_contains2 (s->transitions, ctran,
-                                                    sizeof *ctran,
-                                                    &transition_literal_compare))
-      {
-        add_transition (ctx, s, ctran->literal, NULL);
-      }
+      if (0 != ctran->label)
+        state_add_transition (ctx, s, ctran->label, NULL);
     }
 
+    // If the nfa_states contain an accepting state, the new dfa state is also
+    // accepting
     if (cstate->accepting)
       s->accepting = 1;
   }
-  GNUNET_CONTAINER_slist_iter_destroy (&stateit);
 
   s->name[strlen (s->name) - 1] = '}';
 
   return s;
 }
 
-void
-dfa_clear_nfa_set (struct GNUNET_CONTAINER_SList *states)
+
+/**
+ * Move from the given state 's' to the next state on transition 'label'
+ *
+ * @param s starting state
+ * @param label edge label to follow
+ *
+ * @return new state or NULL, if transition on label not possible
+ */
+static struct GNUNET_REGEX_State *
+dfa_move (struct GNUNET_REGEX_State *s, const char label)
 {
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList_Iterator it;
-  struct State *s;
+  struct GNUNET_REGEX_Transition *t;
+  struct GNUNET_REGEX_State *new_s;
 
-  for (it = GNUNET_CONTAINER_slist_begin (states);
-       GNUNET_YES != GNUNET_CONTAINER_slist_end (&it);
-       GNUNET_CONTAINER_slist_next (&it))
+  if (NULL == s)
+    return NULL;
+
+  new_s = NULL;
+
+  for (t = s->transitions_head; NULL != t; t = t->next)
   {
-    s = GNUNET_CONTAINER_slist_get (&it, NULL);
-    if (NULL != s->nfa_set) 
+    if (label == t->label)
     {
-      GNUNET_CONTAINER_slist_destroy (s->nfa_set);
-      s->nfa_set = NULL;
+      new_s = t->to_state;
+      break;
     }
   }
 
-  GNUNET_CONTAINER_slist_iter_destroy (&it);
+  return new_s;
 }
 
-struct GNUNET_REGEX_Automaton *
-nfa_create (struct State *start, struct State *end)
+
+/**
+ * Remove all unreachable states from DFA 'a'. Unreachable states are those
+ * states that are not reachable from the starting state.
+ *
+ * @param a DFA automaton
+ */
+static void
+dfa_remove_unreachable_states (struct GNUNET_REGEX_Automaton *a)
+{
+  struct GNUNET_REGEX_State *s;
+  struct GNUNET_REGEX_State *s_next;
+
+  // 1. unmark all states
+  for (s = a->states_head; NULL != s; s = s->next)
+    s->marked = GNUNET_NO;
+
+  // 2. traverse dfa from start state and mark all visited states
+  GNUNET_REGEX_automaton_traverse (a, NULL, NULL);
+
+  // 3. delete all states that were not visited
+  for (s = a->states_head; NULL != s; s = s_next)
+  {
+    s_next = s->next;
+    if (GNUNET_NO == s->marked)
+      automaton_remove_state (a, s);
+  }
+}
+
+
+/**
+ * Remove all dead states from the DFA 'a'. Dead states are those states that do
+ * not transition to any other state but themselves.
+ *
+ * @param a DFA automaton
+ */
+static void
+dfa_remove_dead_states (struct GNUNET_REGEX_Automaton *a)
+{
+  struct GNUNET_REGEX_State *s;
+  struct GNUNET_REGEX_Transition *t;
+  int dead;
+
+  GNUNET_assert (DFA == a->type);
+
+  for (s = a->states_head; NULL != s; s = s->next)
+  {
+    if (s->accepting)
+      continue;
+
+    dead = 1;
+    for (t = s->transitions_head; NULL != t; t = t->next)
+    {
+      if (NULL != t->to_state && t->to_state != s)
+      {
+        dead = 0;
+        break;
+      }
+    }
+
+    if (0 == dead)
+      continue;
+
+    // state s is dead, remove it
+    automaton_remove_state (a, s);
+  }
+}
+
+
+/**
+ * Merge all non distinguishable states in the DFA 'a'
+ *
+ * @param ctx context
+ * @param a DFA automaton
+ */
+static void
+dfa_merge_nondistinguishable_states (struct GNUNET_REGEX_Context *ctx,
+                                     struct GNUNET_REGEX_Automaton *a)
+{
+  unsigned int i;
+  int table[a->state_count][a->state_count];
+  struct GNUNET_REGEX_State *s1;
+  struct GNUNET_REGEX_State *s2;
+  struct GNUNET_REGEX_Transition *t1;
+  struct GNUNET_REGEX_Transition *t2;
+  struct GNUNET_REGEX_State *s1_next;
+  struct GNUNET_REGEX_State *s2_next;
+  int change;
+  unsigned int num_equal_edges;
+
+  for (i = 0, s1 = a->states_head; i < a->state_count && NULL != s1;
+       i++, s1 = s1->next)
+  {
+    s1->marked = i;
+  }
+
+  // Mark all pairs of accepting/!accepting states
+  for (s1 = a->states_head; NULL != s1; s1 = s1->next)
+  {
+    for (s2 = a->states_head; NULL != s2; s2 = s2->next)
+    {
+      table[s1->marked][s2->marked] = 0;
+
+      if ((s1->accepting && !s2->accepting) ||
+          (!s1->accepting && s2->accepting))
+      {
+        table[s1->marked][s2->marked] = 1;
+      }
+    }
+  }
+
+  // Find all equal states
+  change = 1;
+  while (0 != change)
+  {
+    change = 0;
+    for (s1 = a->states_head; NULL != s1; s1 = s1->next)
+    {
+      for (s2 = a->states_head; NULL != s2 && s1 != s2; s2 = s2->next)
+      {
+        if (0 != table[s1->marked][s2->marked])
+          continue;
+
+        num_equal_edges = 0;
+        for (t1 = s1->transitions_head; NULL != t1; t1 = t1->next)
+        {
+          for (t2 = s2->transitions_head; NULL != t2; t2 = t2->next)
+          {
+            if (t1->label == t2->label)
+            {
+              num_equal_edges++;
+              if (0 != table[t1->to_state->marked][t2->to_state->marked] ||
+                  0 != table[t2->to_state->marked][t1->to_state->marked])
+              {
+                table[s1->marked][s2->marked] = t1->label != 0 ? t1->label : 1;
+                change = 1;
+              }
+            }
+          }
+        }
+        if (num_equal_edges != s1->transition_count ||
+            num_equal_edges != s2->transition_count)
+        {
+          // Make sure ALL edges of possible equal states are the same
+          table[s1->marked][s2->marked] = -2;
+        }
+      }
+    }
+  }
+
+  // Merge states that are equal
+  for (s1 = a->states_head; NULL != s1; s1 = s1_next)
+  {
+    s1_next = s1->next;
+    for (s2 = a->states_head; NULL != s2 && s1 != s2; s2 = s2_next)
+    {
+      s2_next = s2->next;
+      if (table[s1->marked][s2->marked] == 0)
+        automaton_merge_states (ctx, a, s1, s2);
+    }
+  }
+}
+
+
+/**
+ * Minimize the given DFA 'a' by removing all unreachable states, removing all
+ * dead states and merging all non distinguishable states
+ *
+ * @param ctx context
+ * @param a DFA automaton
+ */
+static void
+dfa_minimize (struct GNUNET_REGEX_Context *ctx,
+              struct GNUNET_REGEX_Automaton *a)
+{
+  if (NULL == a)
+    return;
+
+  GNUNET_assert (DFA == a->type);
+
+  // 1. remove unreachable states
+  dfa_remove_unreachable_states (a);
+
+  // 2. remove dead states
+  dfa_remove_dead_states (a);
+
+  // 3. Merge nondistinguishable states
+  dfa_merge_nondistinguishable_states (ctx, a);
+}
+
+
+/**
+ * Creates a new NFA fragment. Needs to be cleared using
+ * automaton_fragment_clear.
+ *
+ * @param start starting state
+ * @param end end state
+ *
+ * @return new NFA fragment
+ */
+static struct GNUNET_REGEX_Automaton *
+nfa_fragment_create (struct GNUNET_REGEX_State *start,
+                     struct GNUNET_REGEX_State *end)
 {
   struct GNUNET_REGEX_Automaton *n;
 
   n = GNUNET_malloc (sizeof (struct GNUNET_REGEX_Automaton));
 
+  n->type = NFA;
   n->start = NULL;
   n->end = NULL;
-  n->states = GNUNET_CONTAINER_slist_create ();
 
-  if (NULL == start && NULL == end)
+  if (NULL == start || NULL == end)
     return n;
 
-  GNUNET_CONTAINER_slist_add (n->states,
-                              GNUNET_CONTAINER_SLIST_DISPOSITION_STATIC, end,
-                              sizeof *end);
-
-  GNUNET_CONTAINER_slist_add (n->states,
-                              GNUNET_CONTAINER_SLIST_DISPOSITION_STATIC, start,
-                              sizeof *start);
+  automaton_add_state (n, end);
+  automaton_add_state (n, start);
 
   n->start = start;
   n->end = end;
@@ -417,326 +1613,437 @@ nfa_create (struct State *start, struct State *end)
   return n;
 }
 
-void
+
+/**
+ * Adds a list of states to the given automaton 'n'.
+ *
+ * @param n automaton to which the states should be added
+ * @param states_head head of the DLL of states
+ * @param states_tail tail of the DLL of states
+ */
+static void
 nfa_add_states (struct GNUNET_REGEX_Automaton *n,
-                struct GNUNET_CONTAINER_SList *states)
+                struct GNUNET_REGEX_State *states_head,
+                struct GNUNET_REGEX_State *states_tail)
 {
-  // This isn't very pretty. Would be better to use GNUNET_CONTAINER_slist_append, but
-  // this function adds to the beginning of dst, which currently breaks "pretty"
-  // printing of the graph...
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList_Iterator i;
-  struct State *s;
+  struct GNUNET_REGEX_State *s;
+
+  if (NULL == n || NULL == states_head)
+  {
+    GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "Could not add states\n");
+    return;
+  }
 
-  for (i = GNUNET_CONTAINER_slist_begin (states);
-       GNUNET_CONTAINER_slist_end (&i) != GNUNET_YES;
-       GNUNET_CONTAINER_slist_next (&i))
+  if (NULL == n->states_head)
+  {
+    n->states_head = states_head;
+    n->states_tail = states_tail;
+    return;
+  }
 
+  if (NULL != states_head)
   {
-    s = GNUNET_CONTAINER_slist_get (&i, NULL);
-    GNUNET_CONTAINER_slist_add_end (n->states,
-                                    GNUNET_CONTAINER_SLIST_DISPOSITION_STATIC,
-                                    s, sizeof *s);
+    n->states_tail->next = states_head;
+    n->states_tail = states_tail;
   }
-  GNUNET_CONTAINER_slist_iter_destroy (&i);
+
+  for (s = states_head; NULL != s; s = s->next)
+    n->state_count++;
 }
 
-struct State *
-nfa_create_state (struct GNUNET_REGEX_Context *ctx, int accepting)
+
+/**
+ * Creates a new NFA state. Needs to be freed using automaton_destroy_state.
+ *
+ * @param ctx context
+ * @param accepting is it an accepting state or not
+ *
+ * @return new NFA state
+ */
+static struct GNUNET_REGEX_State *
+nfa_state_create (struct GNUNET_REGEX_Context *ctx, int accepting)
 {
-  struct State *s;
+  struct GNUNET_REGEX_State *s;
 
-  s = GNUNET_malloc (sizeof (struct State));
+  s = GNUNET_malloc (sizeof (struct GNUNET_REGEX_State));
   s->id = ctx->state_id++;
   s->accepting = accepting;
-  s->transitions = GNUNET_CONTAINER_slist_create ();
   s->marked = 0;
+  s->contained = 0;
+  s->index = -1;
+  s->lowlink = -1;
+  s->scc_id = 0;
   s->name = NULL;
   GNUNET_asprintf (&s->name, "s%i", s->id);
 
   return s;
 }
 
-void
-automaton_fragment_clear (struct GNUNET_REGEX_Automaton *a)
-{
-  GNUNET_CONTAINER_slist_destroy (a->states);
-  a->start = NULL;
-  a->end = NULL;
-  GNUNET_free (a);
-}
 
-void
-automaton_destroy_state (struct State *s)
+/**
+ * Calculates the NFA closure set for the given state.
+ *
+ * @param nfa the NFA containing 's'
+ * @param s starting point state
+ * @param label transitioning label on which to base the closure on,
+ *                pass 0 for epsilon transition
+ *
+ * @return sorted nfa closure on 'label' (epsilon closure if 'label' is 0)
+ */
+static struct GNUNET_REGEX_StateSet *
+nfa_closure_create (struct GNUNET_REGEX_Automaton *nfa,
+                    struct GNUNET_REGEX_State *s, const char label)
 {
-  if (NULL != s->transitions)
-    GNUNET_CONTAINER_slist_destroy (s->transitions);
-  if (NULL != s->name)
-    GNUNET_free (s->name);
-  if (NULL != s->nfa_set)
-    GNUNET_CONTAINER_slist_destroy (s->nfa_set);
-  GNUNET_free (s);
+  struct GNUNET_REGEX_StateSet *cls;
+  struct GNUNET_REGEX_StateSet *cls_check;
+  struct GNUNET_REGEX_State *clsstate;
+  struct GNUNET_REGEX_State *currentstate;
+  struct GNUNET_REGEX_Transition *ctran;
+
+  if (NULL == s)
+    return NULL;
+
+  cls = GNUNET_malloc (sizeof (struct GNUNET_REGEX_StateSet));
+  cls_check = GNUNET_malloc (sizeof (struct GNUNET_REGEX_StateSet));
+
+  for (clsstate = nfa->states_head; NULL != clsstate; clsstate = clsstate->next)
+    clsstate->contained = 0;
+
+  // Add start state to closure only for epsilon closure
+  if (0 == label)
+    GNUNET_array_append (cls->states, cls->len, s);
+
+  GNUNET_array_append (cls_check->states, cls_check->len, s);
+  while (cls_check->len > 0)
+  {
+    currentstate = cls_check->states[cls_check->len - 1];
+    GNUNET_array_grow (cls_check->states, cls_check->len, cls_check->len - 1);
+
+    for (ctran = currentstate->transitions_head; NULL != ctran;
+         ctran = ctran->next)
+    {
+      if (NULL != ctran->to_state && label == ctran->label)
+      {
+        clsstate = ctran->to_state;
+
+        if (NULL != clsstate && 0 == clsstate->contained)
+        {
+          GNUNET_array_append (cls->states, cls->len, clsstate);
+          GNUNET_array_append (cls_check->states, cls_check->len, clsstate);
+          clsstate->contained = 1;
+        }
+      }
+    }
+  }
+  GNUNET_assert (0 == cls_check->len);
+  GNUNET_free (cls_check);
+
+  // sort the states
+  if (cls->len > 1)
+    qsort (cls->states, cls->len, sizeof (struct GNUNET_REGEX_State *),
+           state_compare);
+
+  return cls;
 }
 
-void
-mark_all_states (struct GNUNET_REGEX_Automaton *n, int marked)
+
+/**
+ * Calculates the closure set for the given set of states.
+ *
+ * @param nfa the NFA containing 's'
+ * @param states list of states on which to base the closure on
+ * @param label transitioning label for which to base the closure on,
+ *                pass 0 for epsilon transition
+ *
+ * @return sorted nfa closure on 'label' (epsilon closure if 'label' is 0)
+ */
+static struct GNUNET_REGEX_StateSet *
+nfa_closure_set_create (struct GNUNET_REGEX_Automaton *nfa,
+                        struct GNUNET_REGEX_StateSet *states, const char label)
 {
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList_Iterator it;
-  struct State *s;
+  struct GNUNET_REGEX_State *s;
+  struct GNUNET_REGEX_StateSet *sset;
+  struct GNUNET_REGEX_StateSet *cls;
+  unsigned int i;
+  unsigned int j;
+  unsigned int k;
+  unsigned int contains;
+
+  if (NULL == states)
+    return NULL;
 
-  for (it = GNUNET_CONTAINER_slist_begin (n->states);
-       GNUNET_YES != GNUNET_CONTAINER_slist_end (&it);
-       GNUNET_CONTAINER_slist_next (&it))
+  cls = GNUNET_malloc (sizeof (struct GNUNET_REGEX_StateSet));
+
+  for (i = 0; i < states->len; i++)
   {
-    s = GNUNET_CONTAINER_slist_get (&it, NULL);
-    s->marked = marked;
+    s = states->states[i];
+    sset = nfa_closure_create (nfa, s, label);
+
+    for (j = 0; j < sset->len; j++)
+    {
+      contains = 0;
+      for (k = 0; k < cls->len; k++)
+      {
+        if (sset->states[j]->id == cls->states[k]->id)
+        {
+          contains = 1;
+          break;
+        }
+      }
+      if (!contains)
+        GNUNET_array_append (cls->states, cls->len, sset->states[j]);
+    }
+    state_set_clear (sset);
   }
 
-  GNUNET_CONTAINER_slist_iter_destroy (&it);
+  if (cls->len > 1)
+    qsort (cls->states, cls->len, sizeof (struct GNUNET_REGEX_State *),
+           state_compare);
+
+  return cls;
 }
 
-void
+
+/**
+ * Pops two NFA fragments (a, b) from the stack and concatenates them (ab)
+ *
+ * @param ctx context
+ */
+static void
 nfa_add_concatenation (struct GNUNET_REGEX_Context *ctx)
 {
   struct GNUNET_REGEX_Automaton *a;
   struct GNUNET_REGEX_Automaton *b;
-  struct GNUNET_REGEX_Automaton *new;
+  struct GNUNET_REGEX_Automaton *new_nfa;
 
-  b = stack_pop (ctx->stack, sizeof (struct GNUNET_REGEX_Automaton));
-  a = stack_pop (ctx->stack, sizeof (struct GNUNET_REGEX_Automaton));
+  b = ctx->stack_tail;
+  GNUNET_assert (NULL != b);
+  GNUNET_CONTAINER_DLL_remove (ctx->stack_head, ctx->stack_tail, b);
+  a = ctx->stack_tail;
+  GNUNET_assert (NULL != a);
+  GNUNET_CONTAINER_DLL_remove (ctx->stack_head, ctx->stack_tail, a);
 
-  add_transition (ctx, a->end, 0, b->start);
+  state_add_transition (ctx, a->end, 0, b->start);
   a->end->accepting = 0;
   b->end->accepting = 1;
 
-  new = nfa_create (NULL, NULL);
-  nfa_add_states (new, a->states);
-  nfa_add_states (new, b->states);
-  new->start = a->start;
-  new->end = b->end;
+  new_nfa = nfa_fragment_create (NULL, NULL);
+  nfa_add_states (new_nfa, a->states_head, a->states_tail);
+  nfa_add_states (new_nfa, b->states_head, b->states_tail);
+  new_nfa->start = a->start;
+  new_nfa->end = b->end;
   automaton_fragment_clear (a);
   automaton_fragment_clear (b);
 
-  stack_push (ctx->stack, new, sizeof *new);
+  GNUNET_CONTAINER_DLL_insert_tail (ctx->stack_head, ctx->stack_tail, new_nfa);
 }
 
-void
+
+/**
+ * Pops a NFA fragment from the stack (a) and adds a new fragment (a*)
+ *
+ * @param ctx context
+ */
+static void
 nfa_add_star_op (struct GNUNET_REGEX_Context *ctx)
 {
   struct GNUNET_REGEX_Automaton *a;
-  struct GNUNET_REGEX_Automaton *new;
-  struct State *start;
-  struct State *end;
+  struct GNUNET_REGEX_Automaton *new_nfa;
+  struct GNUNET_REGEX_State *start;
+  struct GNUNET_REGEX_State *end;
+
+  a = ctx->stack_tail;
+
+  if (NULL == a)
+  {
+    GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
+                "nfa_add_star_op failed, because there was no element on the stack");
+    return;
+  }
+
+  GNUNET_CONTAINER_DLL_remove (ctx->stack_head, ctx->stack_tail, a);
+
+  start = nfa_state_create (ctx, 0);
+  end = nfa_state_create (ctx, 1);
+
+  state_add_transition (ctx, start, 0, a->start);
+  state_add_transition (ctx, start, 0, end);
+  state_add_transition (ctx, a->end, 0, a->start);
+  state_add_transition (ctx, a->end, 0, end);
+
+  a->end->accepting = 0;
+  end->accepting = 1;
+
+  new_nfa = nfa_fragment_create (start, end);
+  nfa_add_states (new_nfa, a->states_head, a->states_tail);
+  automaton_fragment_clear (a);
+
+  GNUNET_CONTAINER_DLL_insert_tail (ctx->stack_head, ctx->stack_tail, new_nfa);
+}
+
+
+/**
+ * Pops an NFA fragment (a) from the stack and adds a new fragment (a+)
+ *
+ * @param ctx context
+ */
+static void
+nfa_add_plus_op (struct GNUNET_REGEX_Context *ctx)
+{
+  struct GNUNET_REGEX_Automaton *a;
+
+  a = ctx->stack_tail;
+  GNUNET_CONTAINER_DLL_remove (ctx->stack_head, ctx->stack_tail, a);
+
+  state_add_transition (ctx, a->end, 0, a->start);
+
+  GNUNET_CONTAINER_DLL_insert_tail (ctx->stack_head, ctx->stack_tail, a);
+}
+
+
+/**
+ * Pops an NFA fragment (a) from the stack and adds a new fragment (a?)
+ *
+ * @param ctx context
+ */
+static void
+nfa_add_question_op (struct GNUNET_REGEX_Context *ctx)
+{
+  struct GNUNET_REGEX_Automaton *a;
+  struct GNUNET_REGEX_Automaton *new_nfa;
+  struct GNUNET_REGEX_State *start;
+  struct GNUNET_REGEX_State *end;
 
-  a = stack_pop (ctx->stack, sizeof (struct GNUNET_REGEX_Automaton));
+  a = ctx->stack_tail;
 
   if (NULL == a)
   {
     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
-                "nfa_add_star_op failed, because there was no element on the stack");
+                "nfa_add_question_op failed, because there was no element on the stack");
     return;
   }
 
-  start = nfa_create_state (ctx, 0);
-  end = nfa_create_state (ctx, 1);
+  GNUNET_CONTAINER_DLL_remove (ctx->stack_head, ctx->stack_tail, a);
 
-  add_transition (ctx, start, 0, a->start);
-  add_transition (ctx, start, 0, end);
-  add_transition (ctx, a->end, 0, a->start);
-  add_transition (ctx, a->end, 0, end);
+  start = nfa_state_create (ctx, 0);
+  end = nfa_state_create (ctx, 1);
+
+  state_add_transition (ctx, start, 0, a->start);
+  state_add_transition (ctx, start, 0, end);
+  state_add_transition (ctx, a->end, 0, end);
 
   a->end->accepting = 0;
-  end->accepting = 1;
 
-  new = nfa_create (start, end);
-  nfa_add_states (new, a->states);
+  new_nfa = nfa_fragment_create (start, end);
+  nfa_add_states (new_nfa, a->states_head, a->states_tail);
   automaton_fragment_clear (a);
 
-  stack_push (ctx->stack, new, sizeof *new);
+  GNUNET_CONTAINER_DLL_insert_tail (ctx->stack_head, ctx->stack_tail, new_nfa);
 }
 
-void
-nfa_add_plus_op (struct GNUNET_REGEX_Context *ctx)
-{
-  struct GNUNET_REGEX_Automaton *a;
-
-  a = stack_pop (ctx->stack, sizeof (struct GNUNET_REGEX_Automaton));
-
-  add_transition (ctx, a->end, 0, a->start);
-
-  stack_push (ctx->stack, a, sizeof *a);
-}
 
-void
+/**
+ * Pops two NFA fragments (a, b) from the stack and adds a new NFA fragment that
+ * alternates between a and b (a|b)
+ *
+ * @param ctx context
+ */
+static void
 nfa_add_alternation (struct GNUNET_REGEX_Context *ctx)
 {
   struct GNUNET_REGEX_Automaton *a;
   struct GNUNET_REGEX_Automaton *b;
-  struct GNUNET_REGEX_Automaton *new;
-  struct State *start;
-  struct State *end;
+  struct GNUNET_REGEX_Automaton *new_nfa;
+  struct GNUNET_REGEX_State *start;
+  struct GNUNET_REGEX_State *end;
 
-  b = stack_pop (ctx->stack, sizeof (struct GNUNET_REGEX_Automaton));
-  a = stack_pop (ctx->stack, sizeof (struct GNUNET_REGEX_Automaton));
+  b = ctx->stack_tail;
+  GNUNET_assert (NULL != b);
+  GNUNET_CONTAINER_DLL_remove (ctx->stack_head, ctx->stack_tail, b);
+  a = ctx->stack_tail;
+  GNUNET_assert (NULL != a);
+  GNUNET_CONTAINER_DLL_remove (ctx->stack_head, ctx->stack_tail, a);
 
-  start = nfa_create_state (ctx, 0);
-  end = nfa_create_state (ctx, 1);
-  add_transition (ctx, start, 0, a->start);
-  add_transition (ctx, start, 0, b->start);
+  start = nfa_state_create (ctx, 0);
+  end = nfa_state_create (ctx, 1);
+  state_add_transition (ctx, start, 0, a->start);
+  state_add_transition (ctx, start, 0, b->start);
 
-  add_transition (ctx, a->end, 0, end);
-  add_transition (ctx, b->end, 0, end);
+  state_add_transition (ctx, a->end, 0, end);
+  state_add_transition (ctx, b->end, 0, end);
 
   a->end->accepting = 0;
   b->end->accepting = 0;
   end->accepting = 1;
 
-  new = nfa_create (start, end);
-  nfa_add_states (new, a->states);
-  nfa_add_states (new, b->states);
+  new_nfa = nfa_fragment_create (start, end);
+  nfa_add_states (new_nfa, a->states_head, a->states_tail);
+  nfa_add_states (new_nfa, b->states_head, b->states_tail);
   automaton_fragment_clear (a);
   automaton_fragment_clear (b);
 
-  stack_push (ctx->stack, new, sizeof *new);
+  GNUNET_CONTAINER_DLL_insert_tail (ctx->stack_head, ctx->stack_tail, new_nfa);
 }
 
-void
-nfa_add_literal (struct GNUNET_REGEX_Context *ctx, const char lit)
-{
-  struct GNUNET_REGEX_Automaton *n;
-  struct State *start;
-  struct State *end;
-
-  start = nfa_create_state (ctx, 0);
-  end = nfa_create_state (ctx, 1);
-  add_transition (ctx, start, lit, end);
-  n = nfa_create (start, end);
-  stack_push (ctx->stack, n, sizeof *n);
-}
 
 /**
- * Calculates the closure set for the given set of states.
- *
- * @param states set of states for which to calculate the closure
- * @param count number of states in 'states'
- * @param literal for the transition
+ * Adds a new nfa fragment to the stack
  *
- * @return set of states that can be reached from the given 'states' when
- *         using only 'literal' transitions
+ * @param ctx context
+ * @param lit label for nfa transition
  */
-struct GNUNET_CONTAINER_SList *
-create_nfa_closure (struct GNUNET_CONTAINER_SList *states, const char literal)
+static void
+nfa_add_label (struct GNUNET_REGEX_Context *ctx, const char lit)
 {
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList_Iterator stateit;
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList_Iterator tranit;
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList *cls;
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList *cls_check;
-  struct State *s;
-  struct State *currentstate;
-  struct Transition *currenttransition;
-  struct State *clsstate;
-
-  cls = GNUNET_CONTAINER_slist_create ();
-
-  for (stateit = GNUNET_CONTAINER_slist_begin (states);
-       GNUNET_YES != GNUNET_CONTAINER_slist_end (&stateit);
-       GNUNET_CONTAINER_slist_next (&stateit))
-  {
-    s = GNUNET_CONTAINER_slist_get (&stateit, NULL);
-    cls_check = GNUNET_CONTAINER_slist_create ();
-
-    // Add start state to closure only for epsilon closure
-    if (0 == literal)
-    {
-      GNUNET_CONTAINER_slist_add (cls,
-                                  GNUNET_CONTAINER_SLIST_DISPOSITION_STATIC, s,
-                                  sizeof *s);
-    }
-
-    stack_push (cls_check, s, sizeof *s);
-
-    while (!stack_empty (cls_check))
-    {
-      currentstate = stack_pop (cls_check, sizeof (struct State));
-
-      for (tranit = GNUNET_CONTAINER_slist_begin (currentstate->transitions);
-           GNUNET_CONTAINER_slist_end (&tranit) != GNUNET_YES;
-           GNUNET_CONTAINER_slist_next (&tranit))
-      {
-        currenttransition = GNUNET_CONTAINER_slist_get (&tranit, NULL);
-
-        if (NULL != currenttransition->state &&
-            literal == currenttransition->literal)
-        {
-          clsstate = currenttransition->state;
-
-          if (NULL == clsstate)
-            break;
-
-          if (GNUNET_YES !=
-              GNUNET_CONTAINER_slist_contains (cls, clsstate, sizeof *clsstate))
-          {
-            GNUNET_CONTAINER_slist_add (cls,
-                                        GNUNET_CONTAINER_SLIST_DISPOSITION_STATIC,
-                                        clsstate, sizeof *clsstate);
-            stack_push (cls_check, clsstate, sizeof *clsstate);
-          }
-        }
-      }
-      GNUNET_CONTAINER_slist_iter_destroy (&tranit);
-    }
+  struct GNUNET_REGEX_Automaton *n;
+  struct GNUNET_REGEX_State *start;
+  struct GNUNET_REGEX_State *end;
 
-    GNUNET_assert (stack_empty (cls_check));
-    GNUNET_CONTAINER_slist_destroy (cls_check);
-  }
-  GNUNET_CONTAINER_slist_iter_destroy (&stateit);
+  GNUNET_assert (NULL != ctx);
 
-  return cls;
+  start = nfa_state_create (ctx, 0);
+  end = nfa_state_create (ctx, 1);
+  state_add_transition (ctx, start, lit, end);
+  n = nfa_fragment_create (start, end);
+  GNUNET_assert (NULL != n);
+  GNUNET_CONTAINER_DLL_insert_tail (ctx->stack_head, ctx->stack_tail, n);
 }
 
-struct GNUNET_CONTAINER_SList *
-GNUNET_REGEX_move (struct GNUNET_REGEX_Automaton *a, struct State *s,
-                   const char literal)
-{
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList *l;
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList_Iterator it;
-  struct Transition *ctran;
-
-  if (!GNUNET_CONTAINER_slist_contains (a->states, s, sizeof *s))
-  {
-    GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
-                "State %s is not part of the given automaton", s->name);
-    return NULL;
-  }
-
-  l = GNUNET_CONTAINER_slist_create ();
 
-  for (it = GNUNET_CONTAINER_slist_begin (s->transitions);
-       GNUNET_YES != GNUNET_CONTAINER_slist_end (&it);
-       GNUNET_CONTAINER_slist_next (&it))
+/**
+ * Initialize a new context
+ *
+ * @param ctx context
+ */
+static void
+GNUNET_REGEX_context_init (struct GNUNET_REGEX_Context *ctx)
+{
+  if (NULL == ctx)
   {
-    ctran = GNUNET_CONTAINER_slist_get (&it, NULL);
-    if (literal == ctran->literal)
-      GNUNET_CONTAINER_slist_add (l, GNUNET_CONTAINER_SLIST_DISPOSITION_STATIC,
-                                  ctran->state, sizeof *(ctran->state));
+    GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "Context was NULL!");
+    return;
   }
-  GNUNET_CONTAINER_slist_iter_destroy (&it);
-
-  return l;
+  ctx->state_id = 0;
+  ctx->transition_id = 0;
+  ctx->stack_head = NULL;
+  ctx->stack_tail = NULL;
 }
 
+
 /**
  * Construct an NFA by parsing the regex string of length 'len'.
  *
  * @param regex regular expression string
  * @param len length of the string
  *
- * @return NFA.Needs to be freed using GNUNET_REGEX_destroy_automaton
+ * @return NFA, needs to be freed using GNUNET_REGEX_destroy_automaton
  */
 struct GNUNET_REGEX_Automaton *
-GNUNET_REGEX_construct_nfa(const char *regex, const size_t len)
+GNUNET_REGEX_construct_nfa (const char *regex, const size_t len)
 {
   struct GNUNET_REGEX_Context ctx;
   struct GNUNET_REGEX_Automaton *nfa;
+  const char *regexp;
   char *error_msg;
   unsigned int count;
   unsigned int altcount;
@@ -750,15 +2057,16 @@ GNUNET_REGEX_construct_nfa(const char *regex, const size_t len)
 
   GNUNET_REGEX_context_init (&ctx);
 
+  regexp = regex;
   p = NULL;
   error_msg = NULL;
   altcount = 0;
   atomcount = 0;
   pcount = 0;
 
-  for (count = 0; count < len && *regex; count++, regex++)
+  for (count = 0; count < len && *regexp; count++, regexp++)
   {
-    switch (*regex)
+    switch (*regexp)
     {
     case '(':
       if (atomcount > 1)
@@ -808,7 +2116,7 @@ GNUNET_REGEX_construct_nfa(const char *regex, const size_t len)
     case '*':
       if (atomcount == 0)
       {
-        error_msg = "Cannot append '+' to nothing";
+        error_msg = "Cannot append '*' to nothing";
         goto error;
       }
       nfa_add_star_op (&ctx);
@@ -821,16 +2129,25 @@ GNUNET_REGEX_construct_nfa(const char *regex, const size_t len)
       }
       nfa_add_plus_op (&ctx);
       break;
+    case '?':
+      if (atomcount == 0)
+      {
+        error_msg = "Cannot append '?' to nothing";
+        goto error;
+      }
+      nfa_add_question_op (&ctx);
+      break;
     case 92:                   /* escape: \ */
-      regex++;
+      regexp++;
       count++;
+      /* fall through! */
     default:
       if (atomcount > 1)
       {
         --atomcount;
         nfa_add_concatenation (&ctx);
       }
-      nfa_add_literal (&ctx, *regex);
+      nfa_add_label (&ctx, *regexp);
       atomcount++;
       break;
     }
@@ -845,69 +2162,102 @@ GNUNET_REGEX_construct_nfa(const char *regex, const size_t len)
   for (; altcount > 0; altcount--)
     nfa_add_alternation (&ctx);
 
-  if (NULL != p)
-    GNUNET_free (p);
+  GNUNET_free_non_null (p);
 
-  nfa = stack_pop (ctx.stack, sizeof (struct GNUNET_REGEX_Automaton));
+  nfa = ctx.stack_tail;
+  GNUNET_CONTAINER_DLL_remove (ctx.stack_head, ctx.stack_tail, nfa);
 
-  if (!stack_empty (ctx.stack))
+  if (NULL != ctx.stack_head)
   {
     error_msg = "Creating the NFA failed. NFA stack was not empty!";
     goto error;
   }
 
-  GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
-              "Created NFA with %i States and a total of %i Transitions\n",
-              GNUNET_CONTAINER_slist_count (nfa->states), ctx.transition_id);
+  nfa->regex = GNUNET_strdup (regex);
 
-  GNUNET_REGEX_context_destroy (&ctx);
+  /* create depth-first numbering of the states for pretty printing */
+  GNUNET_REGEX_automaton_traverse (nfa, &number_states, NULL);
 
   return nfa;
 
 error:
-  GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "Could not parse regex\n");
+  GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "Could not parse regex: %s\n", regex);
   if (NULL != error_msg)
     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "%s\n", error_msg);
-  GNUNET_free (p);
-  while (!stack_empty (ctx.stack))
-    GNUNET_REGEX_automaton_destroy (stack_pop (ctx.stack,
-                                               sizeof (struct GNUNET_REGEX_Automaton)));
-  GNUNET_REGEX_context_destroy (&ctx);
+
+  GNUNET_free_non_null (p);
+
+  while (NULL != (nfa = ctx.stack_head))
+  {
+    GNUNET_CONTAINER_DLL_remove (ctx.stack_head, ctx.stack_tail, nfa);
+    GNUNET_REGEX_automaton_destroy (nfa);
+  }
+
   return NULL;
 }
 
+
 /**
- * Free the memory allocated by constructing the GNUNET_REGEX_Automaton
- * data structure.
+ * Create DFA states based on given 'nfa' and starting with 'dfa_state'.
  *
- * @param a automaton to be destroyed
+ * @param ctx context.
+ * @param nfa NFA automaton.
+ * @param dfa DFA automaton.
+ * @param dfa_state current dfa state, pass epsilon closure of first nfa state
+ *                  for starting.
  */
-void
-GNUNET_REGEX_automaton_destroy(struct GNUNET_REGEX_Automaton *a)
+static void
+construct_dfa_states (struct GNUNET_REGEX_Context *ctx,
+                      struct GNUNET_REGEX_Automaton *nfa,
+                      struct GNUNET_REGEX_Automaton *dfa,
+                      struct GNUNET_REGEX_State *dfa_state)
 {
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList_Iterator it;
-
-  if (NULL == a)
-    return;
-
-  for (it = GNUNET_CONTAINER_slist_begin (a->states);
-       GNUNET_YES != GNUNET_CONTAINER_slist_end (&it);
-       GNUNET_CONTAINER_slist_next (&it))
+  struct GNUNET_REGEX_Transition *ctran;
+  struct GNUNET_REGEX_State *state_iter;
+  struct GNUNET_REGEX_State *new_dfa_state;
+  struct GNUNET_REGEX_State *state_contains;
+  struct GNUNET_REGEX_StateSet *tmp;
+  struct GNUNET_REGEX_StateSet *nfa_set;
+
+  for (ctran = dfa_state->transitions_head; NULL != ctran; ctran = ctran->next)
   {
-    automaton_destroy_state (GNUNET_CONTAINER_slist_get (&it, NULL));
+    if (0 == ctran->label || NULL != ctran->to_state)
+      continue;
+
+    tmp = nfa_closure_set_create (nfa, dfa_state->nfa_set, ctran->label);
+    nfa_set = nfa_closure_set_create (nfa, tmp, 0);
+    state_set_clear (tmp);
+    new_dfa_state = dfa_state_create (ctx, nfa_set);
+    state_contains = NULL;
+    for (state_iter = dfa->states_head; NULL != state_iter;
+         state_iter = state_iter->next)
+    {
+      if (0 == state_set_compare (state_iter->nfa_set, new_dfa_state->nfa_set))
+        state_contains = state_iter;
+    }
+
+    if (NULL == state_contains)
+    {
+      automaton_add_state (dfa, new_dfa_state);
+      ctran->to_state = new_dfa_state;
+      construct_dfa_states (ctx, nfa, dfa, new_dfa_state);
+    }
+    else
+    {
+      ctran->to_state = state_contains;
+      automaton_destroy_state (new_dfa_state);
+    }
   }
-  GNUNET_CONTAINER_slist_iter_destroy (&it);
-  GNUNET_CONTAINER_slist_destroy (a->states);
-  GNUNET_free (a);
 }
 
+
 /**
- * Construct DFA for the given 'regex' of lenght 'len'
+ * Construct DFA for the given 'regex' of length 'len'
  *
  * @param regex regular expression string
  * @param len length of the regular expression
  *
- * @return DFA. Needs to be freed using GNUNET_REGEX_destroy_automaton
+ * @return DFA, needs to be freed using GNUNET_REGEX_destroy_automaton
  */
 struct GNUNET_REGEX_Automaton *
 GNUNET_REGEX_construct_dfa (const char *regex, const size_t len)
@@ -915,180 +2265,437 @@ GNUNET_REGEX_construct_dfa (const char *regex, const size_t len)
   struct GNUNET_REGEX_Context ctx;
   struct GNUNET_REGEX_Automaton *dfa;
   struct GNUNET_REGEX_Automaton *nfa;
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList *tmp;
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList *nfa_set;
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList *sset;
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList *dfa_stack;
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList_Iterator tranit;
-  struct Transition *currenttransition;
-  struct State *dfa_state;
-  struct State *new_dfa_state;
-  struct State *state_contains;
+  struct GNUNET_REGEX_StateSet *nfa_set;
 
   GNUNET_REGEX_context_init (&ctx);
 
   // Create NFA
   nfa = GNUNET_REGEX_construct_nfa (regex, len);
 
-  dfa_stack = GNUNET_CONTAINER_slist_create ();
+  if (NULL == nfa)
+  {
+    GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
+                "Could not create DFA, because NFA creation failed\n");
+    return NULL;
+  }
 
-  // Initialize new dfa
   dfa = GNUNET_malloc (sizeof (struct GNUNET_REGEX_Automaton));
-  dfa->states = GNUNET_CONTAINER_slist_create ();
+  dfa->type = DFA;
+  dfa->regex = GNUNET_strdup (regex);
 
   // Create DFA start state from epsilon closure
-  sset = GNUNET_CONTAINER_slist_create ();
-  GNUNET_CONTAINER_slist_add (sset, GNUNET_CONTAINER_SLIST_DISPOSITION_STATIC,
-                              nfa->start, sizeof *(nfa->start));
-  nfa_set = create_nfa_closure (sset, 0);
-  GNUNET_CONTAINER_slist_destroy (sset);
-  dfa->start = dfa_create_state (&ctx, nfa_set);
-  GNUNET_CONTAINER_slist_add (dfa->states,
-                              GNUNET_CONTAINER_SLIST_DISPOSITION_STATIC,
-                              dfa->start, sizeof *(dfa->start));
-  stack_push (dfa_stack, dfa->start, sizeof *(dfa->start));
-
-  while (!stack_empty (dfa_stack))
-  {
-    dfa_state = stack_pop (dfa_stack, sizeof (struct State));
-
-    for (tranit = GNUNET_CONTAINER_slist_begin (dfa_state->transitions);
-         GNUNET_YES != GNUNET_CONTAINER_slist_end (&tranit);
-         GNUNET_CONTAINER_slist_next (&tranit))
-    {
-      currenttransition = GNUNET_CONTAINER_slist_get (&tranit, NULL);
+  nfa_set = nfa_closure_create (nfa, nfa->start, 0);
+  dfa->start = dfa_state_create (&ctx, nfa_set);
+  automaton_add_state (dfa, dfa->start);
 
-      if (0 != currenttransition->literal && NULL == currenttransition->state)
-      {
-        tmp = create_nfa_closure (dfa_state->nfa_set, 
-                                  currenttransition->literal);
-        nfa_set = create_nfa_closure (tmp, 0);
-        new_dfa_state = dfa_create_state (&ctx, nfa_set);
-        GNUNET_CONTAINER_slist_destroy (tmp);
-
-        state_contains =
-            GNUNET_CONTAINER_slist_contains2 (dfa->states, new_dfa_state,
-                                              sizeof *new_dfa_state,
-                                              &set_compare);
-        if (NULL == state_contains)
-        {
-          GNUNET_CONTAINER_slist_add_end (dfa->states,
-                                          GNUNET_CONTAINER_SLIST_DISPOSITION_STATIC,
-                                          new_dfa_state, sizeof *new_dfa_state);
-          stack_push (dfa_stack, new_dfa_state, sizeof *new_dfa_state);
-          currenttransition->state = new_dfa_state;
-        }
-        else
-          currenttransition->state = state_contains;
-      }
-    }
+  construct_dfa_states (&ctx, nfa, dfa, dfa->start);
 
-    GNUNET_CONTAINER_slist_iter_destroy (&tranit);
-  }
-  GNUNET_CONTAINER_slist_destroy (dfa_stack);
   GNUNET_REGEX_automaton_destroy (nfa);
-  GNUNET_REGEX_context_destroy (&ctx);
-  dfa_clear_nfa_set (dfa->states);
 
-  GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG, "Created DFA with %i States\n",
-              GNUNET_CONTAINER_slist_count (dfa->states));
+  // Minimize DFA
+  dfa_minimize (&ctx, dfa);
+
+  // Create proofs for all states
+  automaton_create_proofs (dfa);
 
   return dfa;
 }
 
+
 /**
- * Save the given automaton as a GraphViz dot file
+ * Free the memory allocated by constructing the GNUNET_REGEX_Automaton data
+ * structure.
  *
- * @param a the automaton to be saved
- * @param filename where to save the file
+ * @param a automaton to be destroyed
  */
 void
-GNUNET_REGEX_automaton_save_graph(struct GNUNET_REGEX_Automaton *a,
-                                  const char *filename)
+GNUNET_REGEX_automaton_destroy (struct GNUNET_REGEX_Automaton *a)
 {
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList_Iterator stateit;
-  struct GNUNET_CONTAINER_SList_Iterator tranit;
-  struct State *s;
-  struct Transition *ctran;
-  char *s_acc = NULL;
-  char *s_tran = NULL;
-  char *start;
-  char *end;
-  FILE *p;
+  struct GNUNET_REGEX_State *s;
+  struct GNUNET_REGEX_State *next_state;
 
   if (NULL == a)
-  {
-    GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "Could not print NFA, was NULL!");
     return;
+
+  GNUNET_free_non_null (a->regex);
+  GNUNET_free_non_null (a->canonical_regex);
+
+  for (s = a->states_head; NULL != s;)
+  {
+    next_state = s->next;
+    automaton_destroy_state (s);
+    s = next_state;
   }
 
-  if (NULL == filename || strlen (filename) < 1)
+  GNUNET_free (a);
+}
+
+
+/**
+ * Evaluates the given string using the given DFA automaton
+ *
+ * @param a automaton, type must be DFA
+ * @param string string that should be evaluated
+ *
+ * @return 0 if string matches, non 0 otherwise
+ */
+static int
+evaluate_dfa (struct GNUNET_REGEX_Automaton *a, const char *string)
+{
+  const char *strp;
+  struct GNUNET_REGEX_State *s;
+
+  if (DFA != a->type)
   {
-    GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "No Filename given!");
-    return;
+    GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
+                "Tried to evaluate DFA, but NFA automaton given");
+    return -1;
   }
 
-  p = fopen (filename, "w");
+  s = a->start;
 
-  if (p == NULL)
+  // If the string is empty but the starting state is accepting, we accept.
+  if ((NULL == string || 0 == strlen (string)) && s->accepting)
+    return 0;
+
+  for (strp = string; NULL != strp && *strp; strp++)
   {
-    GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "Could not open file for writing: %s",
-                filename);
-    return;
+    s = dfa_move (s, *strp);
+    if (NULL == s)
+      break;
   }
 
-  start = "digraph G {\nrankdir=LR\n";
-  fwrite (start, strlen (start), 1, p);
+  if (NULL != s && s->accepting)
+    return 0;
+
+  return 1;
+}
+
 
-  for (stateit = GNUNET_CONTAINER_slist_begin (a->states);
-       GNUNET_YES != GNUNET_CONTAINER_slist_end (&stateit);
-       GNUNET_CONTAINER_slist_next (&stateit))
+/**
+ * Evaluates the given string using the given NFA automaton
+ *
+ * @param a automaton, type must be NFA
+ * @param string string that should be evaluated
+ *
+ * @return 0 if string matches, non 0 otherwise
+ */
+static int
+evaluate_nfa (struct GNUNET_REGEX_Automaton *a, const char *string)
+{
+  const char *strp;
+  struct GNUNET_REGEX_State *s;
+  struct GNUNET_REGEX_StateSet *sset;
+  struct GNUNET_REGEX_StateSet *new_sset;
+  unsigned int i;
+  int result;
+
+  if (NFA != a->type)
   {
+    GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
+                "Tried to evaluate NFA, but DFA automaton given");
+    return -1;
+  }
 
-    s = GNUNET_CONTAINER_slist_get (&stateit, NULL);
+  // If the string is empty but the starting state is accepting, we accept.
+  if ((NULL == string || 0 == strlen (string)) && a->start->accepting)
+    return 0;
 
-    if (s->accepting)
+  result = 1;
+  sset = nfa_closure_create (a, a->start, 0);
+
+  for (strp = string; NULL != strp && *strp; strp++)
+  {
+    new_sset = nfa_closure_set_create (a, sset, *strp);
+    state_set_clear (sset);
+    sset = nfa_closure_set_create (a, new_sset, 0);
+    state_set_clear (new_sset);
+  }
+
+  for (i = 0; i < sset->len; i++)
+  {
+    s = sset->states[i];
+    if (NULL != s && s->accepting)
+    {
+      result = 0;
+      break;
+    }
+  }
+
+  state_set_clear (sset);
+  return result;
+}
+
+
+/**
+ * Evaluates the given 'string' against the given compiled regex
+ *
+ * @param a automaton
+ * @param string string to check
+ *
+ * @return 0 if string matches, non 0 otherwise
+ */
+int
+GNUNET_REGEX_eval (struct GNUNET_REGEX_Automaton *a, const char *string)
+{
+  int result;
+
+  switch (a->type)
+  {
+  case DFA:
+    result = evaluate_dfa (a, string);
+    break;
+  case NFA:
+    result = evaluate_nfa (a, string);
+    break;
+  default:
+    GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
+                "Evaluating regex failed, automaton has no type!\n");
+    result = GNUNET_SYSERR;
+    break;
+  }
+
+  return result;
+}
+
+
+/**
+ * Get the canonical regex of the given automaton.
+ * When constructing the automaton a proof is computed for each state,
+ * consisting of the regular expression leading to this state. A complete
+ * regex for the automaton can be computed by combining these proofs.
+ * As of now this function is only useful for testing.
+ *
+ * @param a automaton for which the canonical regex should be returned.
+ *
+ * @return
+ */
+const char *
+GNUNET_REGEX_get_canonical_regex (struct GNUNET_REGEX_Automaton *a)
+{
+  if (NULL == a)
+    return NULL;
+
+  return a->canonical_regex;
+}
+
+
+/**
+ * Get the first key for the given 'input_string'. This hashes the first x bits
+ * of the 'input_string'.
+ *
+ * @param input_string string.
+ * @param string_len length of the 'input_string'.
+ * @param key pointer to where to write the hash code.
+ *
+ * @return number of bits of 'input_string' that have been consumed
+ *         to construct the key
+ */
+size_t
+GNUNET_REGEX_get_first_key (const char *input_string, size_t string_len,
+                            struct GNUNET_HashCode * key)
+{
+  unsigned int size;
+
+  size = string_len < INITIAL_BITS ? string_len : INITIAL_BITS;
+
+  if (NULL == input_string)
+  {
+    GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "Given input string was NULL!\n");
+    return 0;
+  }
+
+  GNUNET_CRYPTO_hash (input_string, size, key);
+
+  return size;
+}
+
+
+/**
+ * Check if the given 'proof' matches the given 'key'.
+ *
+ * @param proof partial regex of a state.
+ * @param key hash of a state.
+ *
+ * @return GNUNET_OK if the proof is valid for the given key.
+ */
+int
+GNUNET_REGEX_check_proof (const char *proof, const struct GNUNET_HashCode *key)
+{
+  struct GNUNET_HashCode key_check;
+
+  GNUNET_CRYPTO_hash (proof, strlen (proof), &key_check);
+  return (0 ==
+          GNUNET_CRYPTO_hash_cmp (key, &key_check)) ? GNUNET_OK : GNUNET_NO;
+}
+
+
+/**
+ * Recursive helper function for iterate_initial_edges. Will call iterator
+ * function for each initial state.
+ *
+ * @param min_len minimum length of the path in the graph.
+ * @param max_len maximum length of the path in the graph.
+ * @param cur_len current length of the path already traversed.
+ * @param consumed_string string consumed by traversing the graph till this state.
+ * @param state current state of the automaton.
+ * @param iterator iterator function called for each edge.
+ * @param iterator_cls closure for the iterator function.
+ */
+static void
+iterate_initial_edge (const unsigned int min_len, const unsigned int max_len,
+                      unsigned int cur_len, char *consumed_string,
+                      struct GNUNET_REGEX_State *state,
+                      GNUNET_REGEX_KeyIterator iterator, void *iterator_cls)
+{
+  unsigned int i;
+  char label[state->transition_count][2];
+  char *temp;
+  struct GNUNET_REGEX_Transition *t;
+  unsigned int num_edges = state->transition_count;
+  struct GNUNET_REGEX_Edge edges[num_edges];
+  struct GNUNET_HashCode hash;
+
+  if (cur_len > min_len && NULL != consumed_string && cur_len <= max_len)
+  {
+    for (i = 0, t = state->transitions_head; NULL != t; t = t->next, i++)
     {
-      GNUNET_asprintf (&s_acc, "\"%s\" [shape=doublecircle];\n", s->name);
-      fwrite (s_acc, strlen (s_acc), 1, p);
-      GNUNET_free (s_acc);
+      label[i][0] = t->label;
+      label[i][1] = '\0';
+      edges[i].label = label[i];
+      edges[i].destination = t->to_state->hash;
     }
 
-    s->marked = 1;
+    GNUNET_CRYPTO_hash (consumed_string, strlen (consumed_string), &hash);
+    iterator (iterator_cls, &hash, consumed_string, state->accepting, num_edges,
+              edges);
+  }
 
-    for (tranit = GNUNET_CONTAINER_slist_begin (s->transitions);
-         GNUNET_YES != GNUNET_CONTAINER_slist_end (&tranit);
-         GNUNET_CONTAINER_slist_next (&tranit))
+  if (cur_len < max_len)
+  {
+    cur_len++;
+    for (t = state->transitions_head; NULL != t; t = t->next)
     {
-      ctran = GNUNET_CONTAINER_slist_get (&tranit, NULL);
+      if (NULL != consumed_string)
+        GNUNET_asprintf (&temp, "%s%c", consumed_string, t->label);
+      else
+        GNUNET_asprintf (&temp, "%c", t->label);
 
-      if (NULL == ctran->state)
-      {
-        GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
-                    "Transition from State %i has has no state for transitioning\n",
-                    s->id);
-        continue;
-      }
+      iterate_initial_edge (min_len, max_len, cur_len, temp, t->to_state,
+                            iterator, iterator_cls);
+      GNUNET_free (temp);
+    }
+  }
+}
+
+
+/**
+ * Iterate over all initial edges that aren't actually part of the automaton.
+ * This is needed to find the initial states returned by
+ * GNUNET_REGEX_get_first_key. Iteration will start at the first branch state (a
+ * state that has more than one outgoing edge, can be the first state), because
+ * all previous states will have the same proof and be iterated over in
+ * iterate_all_edges.
+ *
+ * @param a the automaton for which the initial states should be computed.
+ * @param initial_len length of the initial state string.
+ * @param iterator iterator function called for each edge.
+ * @param iterator_cls closure for the iterator function.
+ */
+void
+iterate_initial_edges (struct GNUNET_REGEX_Automaton *a,
+                       const unsigned int initial_len,
+                       GNUNET_REGEX_KeyIterator iterator, void *iterator_cls)
+{
+  char *consumed_string;
+  char *temp;
+  struct GNUNET_REGEX_State *s;
+  unsigned int cur_len;
+
+  if (1 > initial_len)
+    return;
+
+  consumed_string = NULL;
+  s = a->start;
+  cur_len = 0;
 
-      if (ctran->literal == 0)
+  if (1 == s->transition_count)
+  {
+    do
+    {
+      if (NULL != consumed_string)
       {
-        GNUNET_asprintf (&s_tran, "\"%s\" -> \"%s\" [label = \"epsilon\"];\n",
-                         s->name, ctran->state->name);
+        temp = consumed_string;
+        GNUNET_asprintf (&consumed_string, "%s%c", consumed_string,
+                         s->transitions_head->label);
+        GNUNET_free (temp);
       }
       else
-      {
-        GNUNET_asprintf (&s_tran, "\"%s\" -> \"%s\" [label = \"%c\"];\n",
-                         s->name, ctran->state->name, ctran->literal);
-      }
+        GNUNET_asprintf (&consumed_string, "%c", s->transitions_head->label);
 
-      fwrite (s_tran, strlen (s_tran), 1, p);
-      GNUNET_free (s_tran);
+      s = s->transitions_head->to_state;
+      cur_len++;
     }
-    GNUNET_CONTAINER_slist_iter_destroy (&tranit);
+    while (cur_len < initial_len && 1 == s->transition_count);
+  }
+
+  iterate_initial_edge (cur_len, initial_len, cur_len, consumed_string, s,
+                        iterator, iterator_cls);
+
+  GNUNET_free_non_null (consumed_string);
+}
+
+
+/**
+ * Iterate over all edges helper function starting from state 's', calling
+ * iterator on for each edge.
+ *
+ * @param s state.
+ * @param iterator iterator function called for each edge.
+ * @param iterator_cls closure.
+ */
+static void
+iterate_edge (struct GNUNET_REGEX_State *s, GNUNET_REGEX_KeyIterator iterator,
+              void *iterator_cls)
+{
+  struct GNUNET_REGEX_Transition *t;
+  struct GNUNET_REGEX_Edge edges[s->transition_count];
+  unsigned int num_edges;
+
+  if (GNUNET_YES != s->marked)
+  {
+    s->marked = GNUNET_YES;
+
+    num_edges = state_get_edges (s, edges);
+
+    if (0 < strlen (s->proof) || s->accepting)
+      iterator (iterator_cls, &s->hash, s->proof, s->accepting, num_edges,
+                edges);
+
+    for (t = s->transitions_head; NULL != t; t = t->next)
+      iterate_edge (t->to_state, iterator, iterator_cls);
   }
-  GNUNET_CONTAINER_slist_iter_destroy (&stateit);
+}
+
+
+/**
+ * Iterate over all edges starting from start state of automaton 'a'. Calling
+ * iterator for each edge.
+ *
+ * @param a automaton.
+ * @param iterator iterator called for each edge.
+ * @param iterator_cls closure.
+ */
+void
+GNUNET_REGEX_iterate_all_edges (struct GNUNET_REGEX_Automaton *a,
+                                GNUNET_REGEX_KeyIterator iterator,
+                                void *iterator_cls)
+{
+  struct GNUNET_REGEX_State *s;
+
+  for (s = a->states_head; NULL != s; s = s->next)
+    s->marked = GNUNET_NO;
 
-  end = "\n}\n";
-  fwrite (end, strlen (end), 1, p);
-  fclose (p);
+  iterate_initial_edges (a, INITIAL_BITS, iterator, iterator_cls);
+  iterate_edge (a->start, iterator, iterator_cls);
 }