crypto/ec/ec_lib.c

   1 /*
   2  * Copyright 2001-2018 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
   3  * Copyright (c) 2002, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved
   4  *
   5  * Licensed under the Apache License 2.0 (the "License").  You may not use
   6  * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
   7  * in the file LICENSE in the source distribution or at
   8  * https://www.openssl.org/source/license.html
   9  */
  10
  11 #include <string.h>
  12
  13 #include <openssl/err.h>
  14 #include <openssl/opensslv.h>
  15
  16 #include "ec_local.h"
  17
  18 /* functions for EC_GROUP objects */
  19
  20 EC_GROUP *EC_GROUP_new_ex(OPENSSL_CTX *libctx, const EC_METHOD *meth)
  21 {
  22     EC_GROUP *ret;
  23
  24     if (meth == NULL) {
  25         ECerr(EC_F_EC_GROUP_NEW_EX, EC_R_SLOT_FULL);
  26         return NULL;
  27     }
  28     if (meth->group_init == 0) {
  29         ECerr(EC_F_EC_GROUP_NEW_EX, ERR_R_SHOULD_NOT_HAVE_BEEN_CALLED);
  30         return NULL;
  31     }
  32
  33     ret = OPENSSL_zalloc(sizeof(*ret));
  34     if (ret == NULL) {
  35         ECerr(EC_F_EC_GROUP_NEW_EX, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
  36         return NULL;
  37     }
  38
  39     ret->libctx = libctx;
  40     ret->meth = meth;
  41     if ((ret->meth->flags & EC_FLAGS_CUSTOM_CURVE) == 0) {
  42         ret->order = BN_new();
  43         if (ret->order == NULL)
  44             goto err;
  45         ret->cofactor = BN_new();
  46         if (ret->cofactor == NULL)
  47             goto err;
  48     }
  49     ret->asn1_flag = OPENSSL_EC_NAMED_CURVE;
  50     ret->asn1_form = POINT_CONVERSION_UNCOMPRESSED;
  51     if (!meth->group_init(ret))
  52         goto err;
  53     return ret;
  54
  55  err:
  56     BN_free(ret->order);
  57     BN_free(ret->cofactor);
  58     OPENSSL_free(ret);
  59     return NULL;
  60 }
  61
  62 #ifndef FIPS_MODE
  63 EC_GROUP *EC_GROUP_new(const EC_METHOD *meth)
  64 {
  65     return EC_GROUP_new_ex(NULL, meth);
  66 }
  67 #endif
  68
  69 void EC_pre_comp_free(EC_GROUP *group)
  70 {
  71     switch (group->pre_comp_type) {
  72     case PCT_none:
  73         break;
  74     case PCT_nistz256:
  75 #ifdef ECP_NISTZ256_ASM
  76         EC_nistz256_pre_comp_free(group->pre_comp.nistz256);
  77 #endif
  78         break;
  79 #ifndef OPENSSL_NO_EC_NISTP_64_GCC_128
  80     case PCT_nistp224:
  81         EC_nistp224_pre_comp_free(group->pre_comp.nistp224);
  82         break;
  83     case PCT_nistp256:
  84         EC_nistp256_pre_comp_free(group->pre_comp.nistp256);
  85         break;
  86     case PCT_nistp521:
  87         EC_nistp521_pre_comp_free(group->pre_comp.nistp521);
  88         break;
  89 #else
  90     case PCT_nistp224:
  91     case PCT_nistp256:
  92     case PCT_nistp521:
  93         break;
  94 #endif
  95     case PCT_ec:
  96         EC_ec_pre_comp_free(group->pre_comp.ec);
  97         break;
  98     }
  99     group->pre_comp.ec = NULL;
 100 }
 101
 102 void EC_GROUP_free(EC_GROUP *group)
 103 {
 104     if (!group)
 105         return;
 106
 107     if (group->meth->group_finish != 0)
 108         group->meth->group_finish(group);
 109
 110     EC_pre_comp_free(group);
 111     BN_MONT_CTX_free(group->mont_data);
 112     EC_POINT_free(group->generator);
 113     BN_free(group->order);
 114     BN_free(group->cofactor);
 115     OPENSSL_free(group->seed);
 116     OPENSSL_free(group);
 117 }
 118
 119 #ifndef OPENSSL_NO_DEPRECATED_3_0
 120 void EC_GROUP_clear_free(EC_GROUP *group)
 121 {
 122     if (!group)
 123         return;
 124
 125     if (group->meth->group_clear_finish != 0)
 126         group->meth->group_clear_finish(group);
 127     else if (group->meth->group_finish != 0)
 128         group->meth->group_finish(group);
 129
 130     EC_pre_comp_free(group);
 131     BN_MONT_CTX_free(group->mont_data);
 132     EC_POINT_clear_free(group->generator);
 133     BN_clear_free(group->order);
 134     BN_clear_free(group->cofactor);
 135     OPENSSL_clear_free(group->seed, group->seed_len);
 136     OPENSSL_clear_free(group, sizeof(*group));
 137 }
 138 #endif
 139
 140 int EC_GROUP_copy(EC_GROUP *dest, const EC_GROUP *src)
 141 {
 142     if (dest->meth->group_copy == 0) {
 143         ECerr(EC_F_EC_GROUP_COPY, ERR_R_SHOULD_NOT_HAVE_BEEN_CALLED);
 144         return 0;
 145     }
 146     if (dest->meth != src->meth) {
 147         ECerr(EC_F_EC_GROUP_COPY, EC_R_INCOMPATIBLE_OBJECTS);
 148         return 0;
 149     }
 150     if (dest == src)
 151         return 1;
 152
 153     dest->libctx = src->libctx;
 154     dest->curve_name = src->curve_name;
 155
 156     /* Copy precomputed */
 157     dest->pre_comp_type = src->pre_comp_type;
 158     switch (src->pre_comp_type) {
 159     case PCT_none:
 160         dest->pre_comp.ec = NULL;
 161         break;
 162     case PCT_nistz256:
 163 #ifdef ECP_NISTZ256_ASM
 164         dest->pre_comp.nistz256 = EC_nistz256_pre_comp_dup(src->pre_comp.nistz256);
 165 #endif
 166         break;
 167 #ifndef OPENSSL_NO_EC_NISTP_64_GCC_128
 168     case PCT_nistp224:
 169         dest->pre_comp.nistp224 = EC_nistp224_pre_comp_dup(src->pre_comp.nistp224);
 170         break;
 171     case PCT_nistp256:
 172         dest->pre_comp.nistp256 = EC_nistp256_pre_comp_dup(src->pre_comp.nistp256);
 173         break;
 174     case PCT_nistp521:
 175         dest->pre_comp.nistp521 = EC_nistp521_pre_comp_dup(src->pre_comp.nistp521);
 176         break;
 177 #else
 178     case PCT_nistp224:
 179     case PCT_nistp256:
 180     case PCT_nistp521:
 181         break;
 182 #endif
 183     case PCT_ec:
 184         dest->pre_comp.ec = EC_ec_pre_comp_dup(src->pre_comp.ec);
 185         break;
 186     }
 187
 188     if (src->mont_data != NULL) {
 189         if (dest->mont_data == NULL) {
 190             dest->mont_data = BN_MONT_CTX_new();
 191             if (dest->mont_data == NULL)
 192                 return 0;
 193         }
 194         if (!BN_MONT_CTX_copy(dest->mont_data, src->mont_data))
 195             return 0;
 196     } else {
 197         /* src->generator == NULL */
 198         BN_MONT_CTX_free(dest->mont_data);
 199         dest->mont_data = NULL;
 200     }
 201
 202     if (src->generator != NULL) {
 203         if (dest->generator == NULL) {
 204             dest->generator = EC_POINT_new(dest);
 205             if (dest->generator == NULL)
 206                 return 0;
 207         }
 208         if (!EC_POINT_copy(dest->generator, src->generator))
 209             return 0;
 210     } else {
 211         /* src->generator == NULL */
 212         EC_POINT_clear_free(dest->generator);
 213         dest->generator = NULL;
 214     }
 215
 216     if ((src->meth->flags & EC_FLAGS_CUSTOM_CURVE) == 0) {
 217         if (!BN_copy(dest->order, src->order))
 218             return 0;
 219         if (!BN_copy(dest->cofactor, src->cofactor))
 220             return 0;
 221     }
 222
 223     dest->asn1_flag = src->asn1_flag;
 224     dest->asn1_form = src->asn1_form;
 225
 226     if (src->seed) {
 227         OPENSSL_free(dest->seed);
 228         if ((dest->seed = OPENSSL_malloc(src->seed_len)) == NULL) {
 229             ECerr(EC_F_EC_GROUP_COPY, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 230             return 0;
 231         }
 232         if (!memcpy(dest->seed, src->seed, src->seed_len))
 233             return 0;
 234         dest->seed_len = src->seed_len;
 235     } else {
 236         OPENSSL_free(dest->seed);
 237         dest->seed = NULL;
 238         dest->seed_len = 0;
 239     }
 240
 241     return dest->meth->group_copy(dest, src);
 242 }
 243
 244 EC_GROUP *EC_GROUP_dup(const EC_GROUP *a)
 245 {
 246     EC_GROUP *t = NULL;
 247     int ok = 0;
 248
 249     if (a == NULL)
 250         return NULL;
 251
 252     if ((t = EC_GROUP_new_ex(a->libctx, a->meth)) == NULL)
 253         return NULL;
 254     if (!EC_GROUP_copy(t, a))
 255         goto err;
 256
 257     ok = 1;
 258
 259  err:
 260     if (!ok) {
 261         EC_GROUP_free(t);
 262         return NULL;
 263     }
 264         return t;
 265 }
 266
 267 const EC_METHOD *EC_GROUP_method_of(const EC_GROUP *group)
 268 {
 269     return group->meth;
 270 }
 271
 272 int EC_METHOD_get_field_type(const EC_METHOD *meth)
 273 {
 274     return meth->field_type;
 275 }
 276
 277 static int ec_precompute_mont_data(EC_GROUP *);
 278
 279 /*-
 280  * Try computing cofactor from the generator order (n) and field cardinality (q).
 281  * This works for all curves of cryptographic interest.
 282  *
 283  * Hasse thm: q + 1 - 2*sqrt(q) <= n*h <= q + 1 + 2*sqrt(q)
 284  * h_min = (q + 1 - 2*sqrt(q))/n
 285  * h_max = (q + 1 + 2*sqrt(q))/n
 286  * h_max - h_min = 4*sqrt(q)/n
 287  * So if n > 4*sqrt(q) holds, there is only one possible value for h:
 288  * h = \lfloor (h_min + h_max)/2 \rceil = \lfloor (q + 1)/n \rceil
 289  *
 290  * Otherwise, zero cofactor and return success.
 291  */
 292 static int ec_guess_cofactor(EC_GROUP *group) {
 293     int ret = 0;
 294     BN_CTX *ctx = NULL;
 295     BIGNUM *q = NULL;
 296
 297     /*-
 298      * If the cofactor is too large, we cannot guess it.
 299      * The RHS of below is a strict overestimate of lg(4 * sqrt(q))
 300      */
 301     if (BN_num_bits(group->order) <= (BN_num_bits(group->field) + 1) / 2 + 3) {
 302         /* default to 0 */
 303         BN_zero(group->cofactor);
 304         /* return success */
 305         return 1;
 306     }
 307
 308     if ((ctx = BN_CTX_new_ex(group->libctx)) == NULL)
 309         return 0;
 310
 311     BN_CTX_start(ctx);
 312     if ((q = BN_CTX_get(ctx)) == NULL)
 313         goto err;
 314
 315     /* set q = 2**m for binary fields; q = p otherwise */
 316     if (group->meth->field_type == NID_X9_62_characteristic_two_field) {
 317         BN_zero(q);
 318         if (!BN_set_bit(q, BN_num_bits(group->field) - 1))
 319             goto err;
 320     } else {
 321         if (!BN_copy(q, group->field))
 322             goto err;
 323     }
 324
 325     /* compute h = \lfloor (q + 1)/n \rceil = \lfloor (q + 1 + n/2)/n \rfloor */
 326     if (!BN_rshift1(group->cofactor, group->order) /* n/2 */
 327         || !BN_add(group->cofactor, group->cofactor, q) /* q + n/2 */
 328         /* q + 1 + n/2 */
 329         || !BN_add(group->cofactor, group->cofactor, BN_value_one())
 330         /* (q + 1 + n/2)/n */
 331         || !BN_div(group->cofactor, NULL, group->cofactor, group->order, ctx))
 332         goto err;
 333     ret = 1;
 334  err:
 335     BN_CTX_end(ctx);
 336     BN_CTX_free(ctx);
 337     return ret;
 338 }
 339
 340 int EC_GROUP_set_generator(EC_GROUP *group, const EC_POINT *generator,
 341                            const BIGNUM *order, const BIGNUM *cofactor)
 342 {
 343     if (generator == NULL) {
 344         ECerr(EC_F_EC_GROUP_SET_GENERATOR, ERR_R_PASSED_NULL_PARAMETER);
 345         return 0;
 346     }
 347
 348     /* require group->field >= 1 */
 349     if (group->field == NULL || BN_is_zero(group->field)
 350         || BN_is_negative(group->field)) {
 351         ECerr(EC_F_EC_GROUP_SET_GENERATOR, EC_R_INVALID_FIELD);
 352         return 0;
 353     }
 354
 355     /*-
 356      * - require order >= 1
 357      * - enforce upper bound due to Hasse thm: order can be no more than one bit
 358      *   longer than field cardinality
 359      */
 360     if (order == NULL || BN_is_zero(order) || BN_is_negative(order)
 361         || BN_num_bits(order) > BN_num_bits(group->field) + 1) {
 362         ECerr(EC_F_EC_GROUP_SET_GENERATOR, EC_R_INVALID_GROUP_ORDER);
 363         return 0;
 364     }
 365
 366     /*-
 367      * Unfortunately the cofactor is an optional field in many standards.
 368      * Internally, the lib uses 0 cofactor as a marker for "unknown cofactor".
 369      * So accept cofactor == NULL or cofactor >= 0.
 370      */
 371     if (cofactor != NULL && BN_is_negative(cofactor)) {
 372         ECerr(EC_F_EC_GROUP_SET_GENERATOR, EC_R_UNKNOWN_COFACTOR);
 373         return 0;
 374     }
 375
 376     if (group->generator == NULL) {
 377         group->generator = EC_POINT_new(group);
 378         if (group->generator == NULL)
 379             return 0;
 380     }
 381     if (!EC_POINT_copy(group->generator, generator))
 382         return 0;
 383
 384     if (!BN_copy(group->order, order))
 385         return 0;
 386
 387     /* Either take the provided positive cofactor, or try to compute it */
 388     if (cofactor != NULL && !BN_is_zero(cofactor)) {
 389         if (!BN_copy(group->cofactor, cofactor))
 390             return 0;
 391     } else if (!ec_guess_cofactor(group)) {
 392         BN_zero(group->cofactor);
 393         return 0;
 394     }
 395
 396     /*
 397      * Some groups have an order with
 398      * factors of two, which makes the Montgomery setup fail.
 399      * |group->mont_data| will be NULL in this case.
 400      */
 401     if (BN_is_odd(group->order)) {
 402         return ec_precompute_mont_data(group);
 403     }
 404
 405     BN_MONT_CTX_free(group->mont_data);
 406     group->mont_data = NULL;
 407     return 1;
 408 }
 409
 410 const EC_POINT *EC_GROUP_get0_generator(const EC_GROUP *group)
 411 {
 412     return group->generator;
 413 }
 414
 415 BN_MONT_CTX *EC_GROUP_get_mont_data(const EC_GROUP *group)
 416 {
 417     return group->mont_data;
 418 }
 419
 420 int EC_GROUP_get_order(const EC_GROUP *group, BIGNUM *order, BN_CTX *ctx)
 421 {
 422     if (group->order == NULL)
 423         return 0;
 424     if (!BN_copy(order, group->order))
 425         return 0;
 426
 427     return !BN_is_zero(order);
 428 }
 429
 430 const BIGNUM *EC_GROUP_get0_order(const EC_GROUP *group)
 431 {
 432     return group->order;
 433 }
 434
 435 int EC_GROUP_order_bits(const EC_GROUP *group)
 436 {
 437     return group->meth->group_order_bits(group);
 438 }
 439
 440 int EC_GROUP_get_cofactor(const EC_GROUP *group, BIGNUM *cofactor,
 441                           BN_CTX *ctx)
 442 {
 443
 444     if (group->cofactor == NULL)
 445         return 0;
 446     if (!BN_copy(cofactor, group->cofactor))
 447         return 0;
 448
 449     return !BN_is_zero(group->cofactor);
 450 }
 451
 452 const BIGNUM *EC_GROUP_get0_cofactor(const EC_GROUP *group)
 453 {
 454     return group->cofactor;
 455 }
 456
 457 void EC_GROUP_set_curve_name(EC_GROUP *group, int nid)
 458 {
 459     group->curve_name = nid;
 460 }
 461
 462 int EC_GROUP_get_curve_name(const EC_GROUP *group)
 463 {
 464     return group->curve_name;
 465 }
 466
 467 const BIGNUM *EC_GROUP_get0_field(const EC_GROUP *group)
 468 {
 469     return group->field;
 470 }
 471
 472 void EC_GROUP_set_asn1_flag(EC_GROUP *group, int flag)
 473 {
 474     group->asn1_flag = flag;
 475 }
 476
 477 int EC_GROUP_get_asn1_flag(const EC_GROUP *group)
 478 {
 479     return group->asn1_flag;
 480 }
 481
 482 void EC_GROUP_set_point_conversion_form(EC_GROUP *group,
 483                                         point_conversion_form_t form)
 484 {
 485     group->asn1_form = form;
 486 }
 487
 488 point_conversion_form_t EC_GROUP_get_point_conversion_form(const EC_GROUP
 489                                                            *group)
 490 {
 491     return group->asn1_form;
 492 }
 493
 494 size_t EC_GROUP_set_seed(EC_GROUP *group, const unsigned char *p, size_t len)
 495 {
 496     OPENSSL_free(group->seed);
 497     group->seed = NULL;
 498     group->seed_len = 0;
 499
 500     if (!len || !p)
 501         return 1;
 502
 503     if ((group->seed = OPENSSL_malloc(len)) == NULL) {
 504         ECerr(EC_F_EC_GROUP_SET_SEED, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 505         return 0;
 506     }
 507     memcpy(group->seed, p, len);
 508     group->seed_len = len;
 509
 510     return len;
 511 }
 512
 513 unsigned char *EC_GROUP_get0_seed(const EC_GROUP *group)
 514 {
 515     return group->seed;
 516 }
 517
 518 size_t EC_GROUP_get_seed_len(const EC_GROUP *group)
 519 {
 520     return group->seed_len;
 521 }
 522
 523 int EC_GROUP_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
 524                        const BIGNUM *b, BN_CTX *ctx)
 525 {
 526     if (group->meth->group_set_curve == 0) {
 527         ECerr(EC_F_EC_GROUP_SET_CURVE, ERR_R_SHOULD_NOT_HAVE_BEEN_CALLED);
 528         return 0;
 529     }
 530     return group->meth->group_set_curve(group, p, a, b, ctx);
 531 }
 532
 533 int EC_GROUP_get_curve(const EC_GROUP *group, BIGNUM *p, BIGNUM *a, BIGNUM *b,
 534                        BN_CTX *ctx)
 535 {
 536     if (group->meth->group_get_curve == NULL) {
 537         ECerr(EC_F_EC_GROUP_GET_CURVE, ERR_R_SHOULD_NOT_HAVE_BEEN_CALLED);
 538         return 0;
 539     }
 540     return group->meth->group_get_curve(group, p, a, b, ctx);
 541 }
 542
 543 #ifndef OPENSSL_NO_DEPRECATED_3_0
 544 int EC_GROUP_set_curve_GFp(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
 545                            const BIGNUM *b, BN_CTX *ctx)
 546 {
 547     return EC_GROUP_set_curve(group, p, a, b, ctx);
 548 }
 549
 550 int EC_GROUP_get_curve_GFp(const EC_GROUP *group, BIGNUM *p, BIGNUM *a,
 551                            BIGNUM *b, BN_CTX *ctx)
 552 {
 553     return EC_GROUP_get_curve(group, p, a, b, ctx);
 554 }
 555
 556 # ifndef OPENSSL_NO_EC2M
 557 int EC_GROUP_set_curve_GF2m(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
 558                             const BIGNUM *b, BN_CTX *ctx)
 559 {
 560     return EC_GROUP_set_curve(group, p, a, b, ctx);
 561 }
 562
 563 int EC_GROUP_get_curve_GF2m(const EC_GROUP *group, BIGNUM *p, BIGNUM *a,
 564                             BIGNUM *b, BN_CTX *ctx)
 565 {
 566     return EC_GROUP_get_curve(group, p, a, b, ctx);
 567 }
 568 # endif
 569 #endif
 570
 571 int EC_GROUP_get_degree(const EC_GROUP *group)
 572 {
 573     if (group->meth->group_get_degree == 0) {
 574         ECerr(EC_F_EC_GROUP_GET_DEGREE, ERR_R_SHOULD_NOT_HAVE_BEEN_CALLED);
 575         return 0;
 576     }
 577     return group->meth->group_get_degree(group);
 578 }
 579
 580 int EC_GROUP_check_discriminant(const EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx)
 581 {
 582     if (group->meth->group_check_discriminant == 0) {
 583         ECerr(EC_F_EC_GROUP_CHECK_DISCRIMINANT,
 584               ERR_R_SHOULD_NOT_HAVE_BEEN_CALLED);
 585         return 0;
 586     }
 587     return group->meth->group_check_discriminant(group, ctx);
 588 }
 589
 590 int EC_GROUP_cmp(const EC_GROUP *a, const EC_GROUP *b, BN_CTX *ctx)
 591 {
 592     int r = 0;
 593     BIGNUM *a1, *a2, *a3, *b1, *b2, *b3;
 594 #ifndef FIPS_MODE
 595     BN_CTX *ctx_new = NULL;
 596
 597     if (ctx == NULL)
 598         ctx_new = ctx = BN_CTX_new();
 599 #endif
 600     if (ctx == NULL)
 601         return -1;
 602
 603     /* compare the field types */
 604     if (EC_METHOD_get_field_type(EC_GROUP_method_of(a)) !=
 605         EC_METHOD_get_field_type(EC_GROUP_method_of(b)))
 606         return 1;
 607     /* compare the curve name (if present in both) */
 608     if (EC_GROUP_get_curve_name(a) && EC_GROUP_get_curve_name(b) &&
 609         EC_GROUP_get_curve_name(a) != EC_GROUP_get_curve_name(b))
 610         return 1;
 611     if (a->meth->flags & EC_FLAGS_CUSTOM_CURVE)
 612         return 0;
 613
 614     BN_CTX_start(ctx);
 615     a1 = BN_CTX_get(ctx);
 616     a2 = BN_CTX_get(ctx);
 617     a3 = BN_CTX_get(ctx);
 618     b1 = BN_CTX_get(ctx);
 619     b2 = BN_CTX_get(ctx);
 620     b3 = BN_CTX_get(ctx);
 621     if (b3 == NULL) {
 622         BN_CTX_end(ctx);
 623 #ifndef FIPS_MODE
 624         BN_CTX_free(ctx_new);
 625 #endif
 626         return -1;
 627     }
 628
 629     /*
 630      * XXX This approach assumes that the external representation of curves
 631      * over the same field type is the same.
 632      */
 633     if (!a->meth->group_get_curve(a, a1, a2, a3, ctx) ||
 634         !b->meth->group_get_curve(b, b1, b2, b3, ctx))
 635         r = 1;
 636
 637     /* return 1 if the curve parameters are different */
 638     if (r || BN_cmp(a1, b1) != 0 || BN_cmp(a2, b2) != 0 || BN_cmp(a3, b3) != 0)
 639         r = 1;
 640
 641     /* XXX EC_POINT_cmp() assumes that the methods are equal */
 642     /* return 1 if the generators are different */
 643     if (r || EC_POINT_cmp(a, EC_GROUP_get0_generator(a),
 644                           EC_GROUP_get0_generator(b), ctx) != 0)
 645         r = 1;
 646
 647     if (!r) {
 648         const BIGNUM *ao, *bo, *ac, *bc;
 649         /* compare the orders */
 650         ao = EC_GROUP_get0_order(a);
 651         bo = EC_GROUP_get0_order(b);
 652         if (ao == NULL || bo == NULL) {
 653             /* return an error if either order is NULL */
 654             r = -1;
 655             goto end;
 656         }
 657         if (BN_cmp(ao, bo) != 0) {
 658             /* return 1 if orders are different */
 659             r = 1;
 660             goto end;
 661         }
 662         /*
 663          * It gets here if the curve parameters and generator matched.
 664          * Now check the optional cofactors (if both are present).
 665          */
 666         ac = EC_GROUP_get0_cofactor(a);
 667         bc = EC_GROUP_get0_cofactor(b);
 668         /* Returns 1 (mismatch) if both cofactors are specified and different */
 669         if (!BN_is_zero(ac) && !BN_is_zero(bc) && BN_cmp(ac, bc) != 0)
 670             r = 1;
 671         /* Returns 0 if the parameters matched */
 672     }
 673 end:
 674     BN_CTX_end(ctx);
 675 #ifndef FIPS_MODE
 676     BN_CTX_free(ctx_new);
 677 #endif
 678     return r;
 679 }
 680
 681 /* functions for EC_POINT objects */
 682
 683 EC_POINT *EC_POINT_new(const EC_GROUP *group)
 684 {
 685     EC_POINT *ret;
 686
 687     if (group == NULL) {
 688         ECerr(EC_F_EC_POINT_NEW, ERR_R_PASSED_NULL_PARAMETER);
 689         return NULL;
 690     }
 691     if (group->meth->point_init == NULL) {
 692         ECerr(EC_F_EC_POINT_NEW, ERR_R_SHOULD_NOT_HAVE_BEEN_CALLED);
 693         return NULL;
 694     }
 695
 696     ret = OPENSSL_zalloc(sizeof(*ret));
 697     if (ret == NULL) {
 698         ECerr(EC_F_EC_POINT_NEW, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 699         return NULL;
 700     }
 701
 702     ret->meth = group->meth;
 703     ret->curve_name = group->curve_name;
 704
 705     if (!ret->meth->point_init(ret)) {
 706         OPENSSL_free(ret);
 707         return NULL;
 708     }
 709
 710     return ret;
 711 }
 712
 713 void EC_POINT_free(EC_POINT *point)
 714 {
 715     if (point == NULL)
 716         return;
 717
 718     if (point->meth->point_finish != 0)
 719         point->meth->point_finish(point);
 720     OPENSSL_free(point);
 721 }
 722
 723 void EC_POINT_clear_free(EC_POINT *point)
 724 {
 725     if (point == NULL)
 726         return;
 727
 728     if (point->meth->point_clear_finish != 0)
 729         point->meth->point_clear_finish(point);
 730     else if (point->meth->point_finish != 0)
 731         point->meth->point_finish(point);
 732     OPENSSL_clear_free(point, sizeof(*point));
 733 }
 734
 735 int EC_POINT_copy(EC_POINT *dest, const EC_POINT *src)
 736 {
 737     if (dest->meth->point_copy == 0) {
 738         ECerr(EC_F_EC_POINT_COPY, ERR_R_SHOULD_NOT_HAVE_BEEN_CALLED);
 739         return 0;
 740     }
 741     if (dest->meth != src->meth
 742             || (dest->curve_name != src->curve_name
 743                  && dest->curve_name != 0
 744                  && src->curve_name != 0)) {
 745         ECerr(EC_F_EC_POINT_COPY, EC_R_INCOMPATIBLE_OBJECTS);
 746         return 0;
 747     }
 748     if (dest == src)
 749         return 1;
 750     return dest->meth->point_copy(dest, src);
 751 }
 752
 753 EC_POINT *EC_POINT_dup(const EC_POINT *a, const EC_GROUP *group)
 754 {
 755     EC_POINT *t;
 756     int r;
 757
 758     if (a == NULL)
 759         return NULL;
 760
 761     t = EC_POINT_new(group);
 762     if (t == NULL)
 763         return NULL;
 764     r = EC_POINT_copy(t, a);
 765     if (!r) {
 766         EC_POINT_free(t);
 767         return NULL;
 768     }
 769     return t;
 770 }
 771
 772 const EC_METHOD *EC_POINT_method_of(const EC_POINT *point)
 773 {
 774     return point->meth;
 775 }
 776
 777 int EC_POINT_set_to_infinity(const EC_GROUP *group, EC_POINT *point)
 778 {
 779     if (group->meth->point_set_to_infinity == 0) {
 780         ECerr(EC_F_EC_POINT_SET_TO_INFINITY,
 781               ERR_R_SHOULD_NOT_HAVE_BEEN_CALLED);
 782         return 0;
 783     }
 784     if (group->meth != point->meth) {
 785         ECerr(EC_F_EC_POINT_SET_TO_INFINITY, EC_R_INCOMPATIBLE_OBJECTS);
 786         return 0;
 787     }
 788     return group->meth->point_set_to_infinity(group, point);
 789 }
 790
 791 int EC_POINT_set_Jprojective_coordinates_GFp(const EC_GROUP *group,
 792                                              EC_POINT *point, const BIGNUM *x,
 793                                              const BIGNUM *y, const BIGNUM *z,
 794                                              BN_CTX *ctx)
 795 {
 796     if (group->meth->point_set_Jprojective_coordinates_GFp == 0) {
 797         ECerr(EC_F_EC_POINT_SET_JPROJECTIVE_COORDINATES_GFP,
 798               ERR_R_SHOULD_NOT_HAVE_BEEN_CALLED);
 799         return 0;
 800     }
 801     if (!ec_point_is_compat(point, group)) {
 802         ECerr(EC_F_EC_POINT_SET_JPROJECTIVE_COORDINATES_GFP,
 803               EC_R_INCOMPATIBLE_OBJECTS);
 804         return 0;
 805     }
 806     return group->meth->point_set_Jprojective_coordinates_GFp(group, point, x,
 807                                                               y, z, ctx);
 808 }
 809
 810 int EC_POINT_get_Jprojective_coordinates_GFp(const EC_GROUP *group,
 811                                              const EC_POINT *point, BIGNUM *x,
 812                                              BIGNUM *y, BIGNUM *z,
 813                                              BN_CTX *ctx)
 814 {
 815     if (group->meth->point_get_Jprojective_coordinates_GFp == 0) {
 816         ECerr(EC_F_EC_POINT_GET_JPROJECTIVE_COORDINATES_GFP,
 817               ERR_R_SHOULD_NOT_HAVE_BEEN_CALLED);
 818         return 0;
 819     }
 820     if (!ec_point_is_compat(point, group)) {
 821         ECerr(EC_F_EC_POINT_GET_JPROJECTIVE_COORDINATES_GFP,
 822               EC_R_INCOMPATIBLE_OBJECTS);
 823         return 0;
 824     }
 825     return group->meth->point_get_Jprojective_coordinates_GFp(group, point, x,
 826                                                               y, z, ctx);
 827 }
 828
 829 int EC_POINT_set_affine_coordinates(const EC_GROUP *group, EC_POINT *point,
 830                                     const BIGNUM *x, const BIGNUM *y,
 831                                     BN_CTX *ctx)
 832 {
 833     if (group->meth->point_set_affine_coordinates == NULL) {
 834         ECerr(EC_F_EC_POINT_SET_AFFINE_COORDINATES,
 835               ERR_R_SHOULD_NOT_HAVE_BEEN_CALLED);
 836         return 0;
 837     }
 838     if (!ec_point_is_compat(point, group)) {
 839         ECerr(EC_F_EC_POINT_SET_AFFINE_COORDINATES, EC_R_INCOMPATIBLE_OBJECTS);
 840         return 0;
 841     }
 842     if (!group->meth->point_set_affine_coordinates(group, point, x, y, ctx))
 843         return 0;
 844
 845     if (EC_POINT_is_on_curve(group, point, ctx) <= 0) {
 846         ECerr(EC_F_EC_POINT_SET_AFFINE_COORDINATES, EC_R_POINT_IS_NOT_ON_CURVE);
 847         return 0;
 848     }
 849     return 1;
 850 }
 851
 852 #ifndef OPENSSL_NO_DEPRECATED_3_0
 853 int EC_POINT_set_affine_coordinates_GFp(const EC_GROUP *group,
 854                                         EC_POINT *point, const BIGNUM *x,
 855                                         const BIGNUM *y, BN_CTX *ctx)
 856 {
 857     return EC_POINT_set_affine_coordinates(group, point, x, y, ctx);
 858 }
 859
 860 # ifndef OPENSSL_NO_EC2M
 861 int EC_POINT_set_affine_coordinates_GF2m(const EC_GROUP *group,
 862                                          EC_POINT *point, const BIGNUM *x,
 863                                          const BIGNUM *y, BN_CTX *ctx)
 864 {
 865     return EC_POINT_set_affine_coordinates(group, point, x, y, ctx);
 866 }
 867 # endif
 868 #endif
 869
 870 int EC_POINT_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *group,
 871                                     const EC_POINT *point, BIGNUM *x, BIGNUM *y,
 872                                     BN_CTX *ctx)
 873 {
 874     if (group->meth->point_get_affine_coordinates == NULL) {
 875         ECerr(EC_F_EC_POINT_GET_AFFINE_COORDINATES,
 876               ERR_R_SHOULD_NOT_HAVE_BEEN_CALLED);
 877         return 0;
 878     }
 879     if (!ec_point_is_compat(point, group)) {
 880         ECerr(EC_F_EC_POINT_GET_AFFINE_COORDINATES, EC_R_INCOMPATIBLE_OBJECTS);
 881         return 0;
 882     }
 883     if (EC_POINT_is_at_infinity(group, point)) {
 884         ECerr(EC_F_EC_POINT_GET_AFFINE_COORDINATES, EC_R_POINT_AT_INFINITY);
 885         return 0;
 886     }
 887     return group->meth->point_get_affine_coordinates(group, point, x, y, ctx);
 888 }
 889
 890 #ifndef OPENSSL_NO_DEPRECATED_3_0
 891 int EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(const EC_GROUP *group,
 892                                         const EC_POINT *point, BIGNUM *x,
 893                                         BIGNUM *y, BN_CTX *ctx)
 894 {
 895     return EC_POINT_get_affine_coordinates(group, point, x, y, ctx);
 896 }
 897
 898 # ifndef OPENSSL_NO_EC2M
 899 int EC_POINT_get_affine_coordinates_GF2m(const EC_GROUP *group,
 900                                          const EC_POINT *point, BIGNUM *x,
 901                                          BIGNUM *y, BN_CTX *ctx)
 902 {
 903     return EC_POINT_get_affine_coordinates(group, point, x, y, ctx);
 904 }
 905 # endif
 906 #endif
 907
 908 int EC_POINT_add(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 909                  const EC_POINT *b, BN_CTX *ctx)
 910 {
 911     if (group->meth->add == 0) {
 912         ECerr(EC_F_EC_POINT_ADD, ERR_R_SHOULD_NOT_HAVE_BEEN_CALLED);
 913         return 0;
 914     }
 915     if (!ec_point_is_compat(r, group) || !ec_point_is_compat(a, group)
 916         || !ec_point_is_compat(b, group)) {
 917         ECerr(EC_F_EC_POINT_ADD, EC_R_INCOMPATIBLE_OBJECTS);
 918         return 0;
 919     }
 920     return group->meth->add(group, r, a, b, ctx);
 921 }
 922
 923 int EC_POINT_dbl(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 924                  BN_CTX *ctx)
 925 {
 926     if (group->meth->dbl == 0) {
 927         ECerr(EC_F_EC_POINT_DBL, ERR_R_SHOULD_NOT_HAVE_BEEN_CALLED);
 928         return 0;
 929     }
 930     if (!ec_point_is_compat(r, group) || !ec_point_is_compat(a, group)) {
 931         ECerr(EC_F_EC_POINT_DBL, EC_R_INCOMPATIBLE_OBJECTS);
 932         return 0;
 933     }
 934     return group->meth->dbl(group, r, a, ctx);
 935 }
 936
 937 int EC_POINT_invert(const EC_GROUP *group, EC_POINT *a, BN_CTX *ctx)
 938 {
 939     if (group->meth->invert == 0) {
 940         ECerr(EC_F_EC_POINT_INVERT, ERR_R_SHOULD_NOT_HAVE_BEEN_CALLED);
 941         return 0;
 942     }
 943     if (!ec_point_is_compat(a, group)) {
 944         ECerr(EC_F_EC_POINT_INVERT, EC_R_INCOMPATIBLE_OBJECTS);
 945         return 0;
 946     }
 947     return group->meth->invert(group, a, ctx);
 948 }
 949
 950 int EC_POINT_is_at_infinity(const EC_GROUP *group, const EC_POINT *point)
 951 {
 952     if (group->meth->is_at_infinity == 0) {
 953         ECerr(EC_F_EC_POINT_IS_AT_INFINITY,
 954               ERR_R_SHOULD_NOT_HAVE_BEEN_CALLED);
 955         return 0;
 956     }
 957     if (!ec_point_is_compat(point, group)) {
 958         ECerr(EC_F_EC_POINT_IS_AT_INFINITY, EC_R_INCOMPATIBLE_OBJECTS);
 959         return 0;
 960     }
 961     return group->meth->is_at_infinity(group, point);
 962 }
 963
 964 /*
 965  * Check whether an EC_POINT is on the curve or not. Note that the return
 966  * value for this function should NOT be treated as a boolean. Return values:
 967  *  1: The point is on the curve
 968  *  0: The point is not on the curve
 969  * -1: An error occurred
 970  */
 971 int EC_POINT_is_on_curve(const EC_GROUP *group, const EC_POINT *point,
 972                          BN_CTX *ctx)
 973 {
 974     if (group->meth->is_on_curve == 0) {
 975         ECerr(EC_F_EC_POINT_IS_ON_CURVE, ERR_R_SHOULD_NOT_HAVE_BEEN_CALLED);
 976         return 0;
 977     }
 978     if (!ec_point_is_compat(point, group)) {
 979         ECerr(EC_F_EC_POINT_IS_ON_CURVE, EC_R_INCOMPATIBLE_OBJECTS);
 980         return 0;
 981     }
 982     return group->meth->is_on_curve(group, point, ctx);
 983 }
 984
 985 int EC_POINT_cmp(const EC_GROUP *group, const EC_POINT *a, const EC_POINT *b,
 986                  BN_CTX *ctx)
 987 {
 988     if (group->meth->point_cmp == 0) {
 989         ECerr(EC_F_EC_POINT_CMP, ERR_R_SHOULD_NOT_HAVE_BEEN_CALLED);
 990         return -1;
 991     }
 992     if (!ec_point_is_compat(a, group) || !ec_point_is_compat(b, group)) {
 993         ECerr(EC_F_EC_POINT_CMP, EC_R_INCOMPATIBLE_OBJECTS);
 994         return -1;
 995     }
 996     return group->meth->point_cmp(group, a, b, ctx);
 997 }
 998
 999 int EC_POINT_make_affine(const EC_GROUP *group, EC_POINT *point, BN_CTX *ctx)
1000 {
1001     if (group->meth->make_affine == 0) {
1002         ECerr(EC_F_EC_POINT_MAKE_AFFINE, ERR_R_SHOULD_NOT_HAVE_BEEN_CALLED);
1003         return 0;
1004     }
1005     if (!ec_point_is_compat(point, group)) {
1006         ECerr(EC_F_EC_POINT_MAKE_AFFINE, EC_R_INCOMPATIBLE_OBJECTS);
1007         return 0;
1008     }
1009     return group->meth->make_affine(group, point, ctx);
1010 }
1011
1012 int EC_POINTs_make_affine(const EC_GROUP *group, size_t num,
1013                           EC_POINT *points[], BN_CTX *ctx)
1014 {
1015     size_t i;
1016
1017     if (group->meth->points_make_affine == 0) {
1018         ECerr(EC_F_EC_POINTS_MAKE_AFFINE, ERR_R_SHOULD_NOT_HAVE_BEEN_CALLED);
1019         return 0;
1020     }
1021     for (i = 0; i < num; i++) {
1022         if (!ec_point_is_compat(points[i], group)) {
1023             ECerr(EC_F_EC_POINTS_MAKE_AFFINE, EC_R_INCOMPATIBLE_OBJECTS);
1024             return 0;
1025         }
1026     }
1027     return group->meth->points_make_affine(group, num, points, ctx);
1028 }
1029
1030 /*
1031  * Functions for point multiplication. If group->meth->mul is 0, we use the
1032  * wNAF-based implementations in ec_mult.c; otherwise we dispatch through
1033  * methods.
1034  */
1035
1036 int EC_POINTs_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r, const BIGNUM *scalar,
1037                   size_t num, const EC_POINT *points[],
1038                   const BIGNUM *scalars[], BN_CTX *ctx)
1039 {
1040     int ret = 0;
1041     size_t i = 0;
1042 #ifndef FIPS_MODE
1043     BN_CTX *new_ctx = NULL;
1044
1045     if (ctx == NULL)
1046         ctx = new_ctx = BN_CTX_secure_new();
1047 #endif
1048     if (ctx == NULL) {
1049         ECerr(EC_F_EC_POINTS_MUL, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
1050         return 0;
1051     }
1052
1053     if ((scalar == NULL) && (num == 0)) {
1054         return EC_POINT_set_to_infinity(group, r);
1055     }
1056
1057     if (!ec_point_is_compat(r, group)) {
1058         ECerr(EC_F_EC_POINTS_MUL, EC_R_INCOMPATIBLE_OBJECTS);
1059         return 0;
1060     }
1061     for (i = 0; i < num; i++) {
1062         if (!ec_point_is_compat(points[i], group)) {
1063             ECerr(EC_F_EC_POINTS_MUL, EC_R_INCOMPATIBLE_OBJECTS);
1064             return 0;
1065         }
1066     }
1067
1068     if (group->meth->mul != NULL)
1069         ret = group->meth->mul(group, r, scalar, num, points, scalars, ctx);
1070     else
1071         /* use default */
1072         ret = ec_wNAF_mul(group, r, scalar, num, points, scalars, ctx);
1073
1074 #ifndef FIPS_MODE
1075     BN_CTX_free(new_ctx);
1076 #endif
1077     return ret;
1078 }
1079
1080 int EC_POINT_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r, const BIGNUM *g_scalar,
1081                  const EC_POINT *point, const BIGNUM *p_scalar, BN_CTX *ctx)
1082 {
1083     /* just a convenient interface to EC_POINTs_mul() */
1084
1085     const EC_POINT *points[1];
1086     const BIGNUM *scalars[1];
1087
1088     points[0] = point;
1089     scalars[0] = p_scalar;
1090
1091     return EC_POINTs_mul(group, r, g_scalar,
1092                          (point != NULL
1093                           && p_scalar != NULL), points, scalars, ctx);
1094 }
1095
1096 int EC_GROUP_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx)
1097 {
1098     if (group->meth->mul == 0)
1099         /* use default */
1100         return ec_wNAF_precompute_mult(group, ctx);
1101
1102     if (group->meth->precompute_mult != 0)
1103         return group->meth->precompute_mult(group, ctx);
1104     else
1105         return 1;               /* nothing to do, so report success */
1106 }
1107
1108 int EC_GROUP_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group)
1109 {
1110     if (group->meth->mul == 0)
1111         /* use default */
1112         return ec_wNAF_have_precompute_mult(group);
1113
1114     if (group->meth->have_precompute_mult != 0)
1115         return group->meth->have_precompute_mult(group);
1116     else
1117         return 0;               /* cannot tell whether precomputation has
1118                                  * been performed */
1119 }
1120
1121 /*
1122  * ec_precompute_mont_data sets |group->mont_data| from |group->order| and
1123  * returns one on success. On error it returns zero.
1124  */
1125 static int ec_precompute_mont_data(EC_GROUP *group)
1126 {
1127     BN_CTX *ctx = BN_CTX_new_ex(group->libctx);
1128     int ret = 0;
1129
1130     BN_MONT_CTX_free(group->mont_data);
1131     group->mont_data = NULL;
1132
1133     if (ctx == NULL)
1134         goto err;
1135
1136     group->mont_data = BN_MONT_CTX_new();
1137     if (group->mont_data == NULL)
1138         goto err;
1139
1140     if (!BN_MONT_CTX_set(group->mont_data, group->order, ctx)) {
1141         BN_MONT_CTX_free(group->mont_data);
1142         group->mont_data = NULL;
1143         goto err;
1144     }
1145
1146     ret = 1;
1147
1148  err:
1149
1150     BN_CTX_free(ctx);
1151     return ret;
1152 }
1153
1154 #ifndef FIPS_MODE
1155 int EC_KEY_set_ex_data(EC_KEY *key, int idx, void *arg)
1156 {
1157     return CRYPTO_set_ex_data(&key->ex_data, idx, arg);
1158 }
1159
1160 void *EC_KEY_get_ex_data(const EC_KEY *key, int idx)
1161 {
1162     return CRYPTO_get_ex_data(&key->ex_data, idx);
1163 }
1164 #endif
1165
1166 int ec_group_simple_order_bits(const EC_GROUP *group)
1167 {
1168     if (group->order == NULL)
1169         return 0;
1170     return BN_num_bits(group->order);
1171 }
1172
1173 static int ec_field_inverse_mod_ord(const EC_GROUP *group, BIGNUM *r,
1174                                     const BIGNUM *x, BN_CTX *ctx)
1175 {
1176     BIGNUM *e = NULL;
1177     int ret = 0;
1178 #ifndef FIPS_MODE
1179     BN_CTX *new_ctx = NULL;
1180
1181     if (ctx == NULL)
1182         ctx = new_ctx = BN_CTX_secure_new();
1183 #endif
1184     if (ctx == NULL)
1185         return 0;
1186
1187     if (group->mont_data == NULL)
1188         goto err;
1189
1190     BN_CTX_start(ctx);
1191     if ((e = BN_CTX_get(ctx)) == NULL)
1192         goto err;
1193
1194     /*-
1195      * We want inverse in constant time, therefore we utilize the fact
1196      * order must be prime and use Fermats Little Theorem instead.
1197      */
1198     if (!BN_set_word(e, 2))
1199         goto err;
1200     if (!BN_sub(e, group->order, e))
1201         goto err;
1202     /*-
1203      * Exponent e is public.
1204      * No need for scatter-gather or BN_FLG_CONSTTIME.
1205      */
1206     if (!BN_mod_exp_mont(r, x, e, group->order, ctx, group->mont_data))
1207         goto err;
1208
1209     ret = 1;
1210
1211  err:
1212     BN_CTX_end(ctx);
1213 #ifndef FIPS_MODE
1214     BN_CTX_free(new_ctx);
1215 #endif
1216     return ret;
1217 }
1218
1219 /*-
1220  * Default behavior, if group->meth->field_inverse_mod_ord is NULL:
1221  * - When group->order is even, this function returns an error.
1222  * - When group->order is otherwise composite, the correctness
1223  *   of the output is not guaranteed.
1224  * - When x is outside the range [1, group->order), the correctness
1225  *   of the output is not guaranteed.
1226  * - Otherwise, this function returns the multiplicative inverse in the
1227  *   range [1, group->order).
1228  *
1229  * EC_METHODs must implement their own field_inverse_mod_ord for
1230  * other functionality.
1231  */
1232 int ec_group_do_inverse_ord(const EC_GROUP *group, BIGNUM *res,
1233                             const BIGNUM *x, BN_CTX *ctx)
1234 {
1235     if (group->meth->field_inverse_mod_ord != NULL)
1236         return group->meth->field_inverse_mod_ord(group, res, x, ctx);
1237     else
1238         return ec_field_inverse_mod_ord(group, res, x, ctx);
1239 }
1240
1241 /*-
1242  * Coordinate blinding for EC_POINT.
1243  *
1244  * The underlying EC_METHOD can optionally implement this function:
1245  * underlying implementations should return 0 on errors, or 1 on
1246  * success.
1247  *
1248  * This wrapper returns 1 in case the underlying EC_METHOD does not
1249  * support coordinate blinding.
1250  */
1251 int ec_point_blind_coordinates(const EC_GROUP *group, EC_POINT *p, BN_CTX *ctx)
1252 {
1253     if (group->meth->blind_coordinates == NULL)
1254         return 1; /* ignore if not implemented */
1255
1256     return group->meth->blind_coordinates(group, p, ctx);
1257 }