engines/e_nuron.c

   1 /* crypto/engine/hw_nuron.c */
   2 /* Written by Ben Laurie for the OpenSSL Project, leaning heavily on Geoff
   3  * Thorpe's Atalla implementation.
   4  */
   5 /* ====================================================================
   6  * Copyright (c) 2000-2001 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  *
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  *
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  17  *    the documentation and/or other materials provided with the
  18  *    distribution.
  19  *
  20  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
  21  *    software must display the following acknowledgment:
  22  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  23  *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.OpenSSL.org/)"
  24  *
  25  * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
  26  *    endorse or promote products derived from this software without
  27  *    prior written permission. For written permission, please contact
  28  *    licensing@OpenSSL.org.
  29  *
  30  * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
  31  *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
  32  *    permission of the OpenSSL Project.
  33  *
  34  * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
  35  *    acknowledgment:
  36  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  37  *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.OpenSSL.org/)"
  38  *
  39  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
  40  * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  41  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  42  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
  43  * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  44  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  45  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  46  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  47  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
  48  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
  49  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
  50  * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  51  * ====================================================================
  52  *
  53  * This product includes cryptographic software written by Eric Young
  54  * (eay@cryptsoft.com).  This product includes software written by Tim
  55  * Hudson (tjh@cryptsoft.com).
  56  *
  57  */
  58
  59 #include <stdio.h>
  60 #include <string.h>
  61 #include <openssl/crypto.h>
  62 #include <openssl/buffer.h>
  63 #include <openssl/dso.h>
  64 #include <openssl/engine.h>
  65
  66
  67 #ifndef OPENSSL_NO_HW
  68 #ifndef OPENSSL_NO_HW_NURON
  69
  70 #define NURON_LIB_NAME "nuron engine"
  71 #include "e_nuron_err.c"
  72
  73 static const char *NURON_LIBNAME = NULL;
  74 static const char *get_NURON_LIBNAME(void)
  75         {
  76         if(NURON_LIBNAME)
  77                 return NURON_LIBNAME;
  78         return "nuronssl";
  79         }
  80 static void free_NURON_LIBNAME(void)
  81         {
  82         if(NURON_LIBNAME)
  83                 OPENSSL_free((void*)NURON_LIBNAME);
  84         NURON_LIBNAME = NULL;
  85         }
  86 static long set_NURON_LIBNAME(const char *name)
  87         {
  88         free_NURON_LIBNAME();
  89         return (((NURON_LIBNAME = BUF_strdup(name)) != NULL) ? 1 : 0);
  90         }
  91 static const char *NURON_F1 = "nuron_mod_exp";
  92
  93 /* The definitions for control commands specific to this engine */
  94 #define NURON_CMD_SO_PATH               ENGINE_CMD_BASE
  95 static const ENGINE_CMD_DEFN nuron_cmd_defns[] = {
  96         {NURON_CMD_SO_PATH,
  97                 "SO_PATH",
  98                 "Specifies the path to the 'nuronssl' shared library",
  99                 ENGINE_CMD_FLAG_STRING},
 100         {0, NULL, NULL, 0}
 101         };
 102
 103 typedef int tfnModExp(BIGNUM *r,const BIGNUM *a,const BIGNUM *p,const BIGNUM *m);
 104 static tfnModExp *pfnModExp = NULL;
 105
 106 static DSO *pvDSOHandle = NULL;
 107
 108 static int nuron_destroy(ENGINE *e)
 109         {
 110         free_NURON_LIBNAME();
 111         ERR_unload_NURON_strings();
 112         return 1;
 113         }
 114
 115 static int nuron_init(ENGINE *e)
 116         {
 117         if(pvDSOHandle != NULL)
 118                 {
 119                 NURONerr(NURON_F_NURON_INIT,NURON_R_ALREADY_LOADED);
 120                 return 0;
 121                 }
 122
 123         pvDSOHandle = DSO_load(NULL, get_NURON_LIBNAME(), NULL,
 124                 DSO_FLAG_NAME_TRANSLATION_EXT_ONLY);
 125         if(!pvDSOHandle)
 126                 {
 127                 NURONerr(NURON_F_NURON_INIT,NURON_R_DSO_NOT_FOUND);
 128                 return 0;
 129                 }
 130
 131         pfnModExp = (tfnModExp *)DSO_bind_func(pvDSOHandle, NURON_F1);
 132         if(!pfnModExp)
 133                 {
 134                 NURONerr(NURON_F_NURON_INIT,NURON_R_DSO_FUNCTION_NOT_FOUND);
 135                 return 0;
 136                 }
 137
 138         return 1;
 139         }
 140
 141 static int nuron_finish(ENGINE *e)
 142         {
 143         free_NURON_LIBNAME();
 144         if(pvDSOHandle == NULL)
 145                 {
 146                 NURONerr(NURON_F_NURON_FINISH,NURON_R_NOT_LOADED);
 147                 return 0;
 148                 }
 149         if(!DSO_free(pvDSOHandle))
 150                 {
 151                 NURONerr(NURON_F_NURON_FINISH,NURON_R_DSO_FAILURE);
 152                 return 0;
 153                 }
 154         pvDSOHandle=NULL;
 155         pfnModExp=NULL;
 156         return 1;
 157         }
 158
 159 static int nuron_ctrl(ENGINE *e, int cmd, long i, void *p, void (*f)())
 160         {
 161         int initialised = ((pvDSOHandle == NULL) ? 0 : 1);
 162         switch(cmd)
 163                 {
 164         case NURON_CMD_SO_PATH:
 165                 if(p == NULL)
 166                         {
 167                         NURONerr(NURON_F_NURON_CTRL,ERR_R_PASSED_NULL_PARAMETER);
 168                         return 0;
 169                         }
 170                 if(initialised)
 171                         {
 172                         NURONerr(NURON_F_NURON_CTRL,NURON_R_ALREADY_LOADED);
 173                         return 0;
 174                         }
 175                 return set_NURON_LIBNAME((const char *)p);
 176         default:
 177                 break;
 178                 }
 179         NURONerr(NURON_F_NURON_CTRL,NURON_R_CTRL_COMMAND_NOT_IMPLEMENTED);
 180         return 0;
 181 }
 182
 183 static int nuron_mod_exp(BIGNUM *r,const BIGNUM *a,const BIGNUM *p,
 184                          const BIGNUM *m,BN_CTX *ctx)
 185         {
 186         if(!pvDSOHandle)
 187                 {
 188                 NURONerr(NURON_F_NURON_MOD_EXP,NURON_R_NOT_LOADED);
 189                 return 0;
 190                 }
 191         return pfnModExp(r,a,p,m);
 192         }
 193
 194 #ifndef OPENSSL_NO_RSA
 195 static int nuron_rsa_mod_exp(BIGNUM *r0, const BIGNUM *I, RSA *rsa)
 196         {
 197         return nuron_mod_exp(r0,I,rsa->d,rsa->n,NULL);
 198         }
 199 #endif
 200
 201 #ifndef OPENSSL_NO_DSA
 202 /* This code was liberated and adapted from the commented-out code in
 203  * dsa_ossl.c. Because of the unoptimised form of the Atalla acceleration
 204  * (it doesn't have a CRT form for RSA), this function means that an
 205  * Atalla system running with a DSA server certificate can handshake
 206  * around 5 or 6 times faster/more than an equivalent system running with
 207  * RSA. Just check out the "signs" statistics from the RSA and DSA parts
 208  * of "openssl speed -engine atalla dsa1024 rsa1024". */
 209 static int nuron_dsa_mod_exp(DSA *dsa, BIGNUM *rr, BIGNUM *a1,
 210                              BIGNUM *p1, BIGNUM *a2, BIGNUM *p2, BIGNUM *m,
 211                              BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *in_mont)
 212         {
 213         BIGNUM t;
 214         int to_return = 0;
 215
 216         BN_init(&t);
 217         /* let rr = a1 ^ p1 mod m */
 218         if (!nuron_mod_exp(rr,a1,p1,m,ctx))
 219                 goto end;
 220         /* let t = a2 ^ p2 mod m */
 221         if (!nuron_mod_exp(&t,a2,p2,m,ctx))
 222                 goto end;
 223         /* let rr = rr * t mod m */
 224         if (!BN_mod_mul(rr,rr,&t,m,ctx))
 225                 goto end;
 226         to_return = 1;
 227 end:
 228         BN_free(&t);
 229         return to_return;
 230         }
 231
 232
 233 static int nuron_mod_exp_dsa(DSA *dsa, BIGNUM *r, BIGNUM *a,
 234                              const BIGNUM *p, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx,
 235                              BN_MONT_CTX *m_ctx)
 236         {
 237         return nuron_mod_exp(r, a, p, m, ctx);
 238         }
 239 #endif
 240
 241 /* This function is aliased to mod_exp (with the mont stuff dropped). */
 242 static int nuron_mod_exp_mont(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
 243                               const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *m_ctx)
 244         {
 245         return nuron_mod_exp(r, a, p, m, ctx);
 246         }
 247
 248 #ifndef OPENSSL_NO_DH
 249 /* This function is aliased to mod_exp (with the dh and mont dropped). */
 250 static int nuron_mod_exp_dh(const DH *dh, BIGNUM *r,
 251                 const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
 252                 const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *m_ctx)
 253         {
 254         return nuron_mod_exp(r, a, p, m, ctx);
 255         }
 256 #endif
 257
 258 #ifndef OPENSSL_NO_RSA
 259 static RSA_METHOD nuron_rsa =
 260         {
 261         "Nuron RSA method",
 262         NULL,
 263         NULL,
 264         NULL,
 265         NULL,
 266         nuron_rsa_mod_exp,
 267         nuron_mod_exp_mont,
 268         NULL,
 269         NULL,
 270         0,
 271         NULL,
 272         NULL,
 273         NULL,
 274         NULL
 275         };
 276 #endif
 277
 278 #ifndef OPENSSL_NO_DSA
 279 static DSA_METHOD nuron_dsa =
 280         {
 281         "Nuron DSA method",
 282         NULL, /* dsa_do_sign */
 283         NULL, /* dsa_sign_setup */
 284         NULL, /* dsa_do_verify */
 285         nuron_dsa_mod_exp, /* dsa_mod_exp */
 286         nuron_mod_exp_dsa, /* bn_mod_exp */
 287         NULL, /* init */
 288         NULL, /* finish */
 289         0, /* flags */
 290         NULL /* app_data */
 291         };
 292 #endif
 293
 294 #ifndef OPENSSL_NO_DH
 295 static DH_METHOD nuron_dh =
 296         {
 297         "Nuron DH method",
 298         NULL,
 299         NULL,
 300         nuron_mod_exp_dh,
 301         NULL,
 302         NULL,
 303         0,
 304         NULL
 305         };
 306 #endif
 307
 308 /* Constants used when creating the ENGINE */
 309 static const char *engine_nuron_id = "nuron";
 310 static const char *engine_nuron_name = "Nuron hardware engine support";
 311
 312 /* This internal function is used by ENGINE_nuron() and possibly by the
 313  * "dynamic" ENGINE support too */
 314 static int bind_helper(ENGINE *e)
 315         {
 316 #ifndef OPENSSL_NO_RSA
 317         const RSA_METHOD *meth1;
 318 #endif
 319 #ifndef OPENSSL_NO_DSA
 320         const DSA_METHOD *meth2;
 321 #endif
 322 #ifndef OPENSSL_NO_DH
 323         const DH_METHOD *meth3;
 324 #endif
 325         if(!ENGINE_set_id(e, engine_nuron_id) ||
 326                         !ENGINE_set_name(e, engine_nuron_name) ||
 327 #ifndef OPENSSL_NO_RSA
 328                         !ENGINE_set_RSA(e, &nuron_rsa) ||
 329 #endif
 330 #ifndef OPENSSL_NO_DSA
 331                         !ENGINE_set_DSA(e, &nuron_dsa) ||
 332 #endif
 333 #ifndef OPENSSL_NO_DH
 334                         !ENGINE_set_DH(e, &nuron_dh) ||
 335 #endif
 336                         !ENGINE_set_destroy_function(e, nuron_destroy) ||
 337                         !ENGINE_set_init_function(e, nuron_init) ||
 338                         !ENGINE_set_finish_function(e, nuron_finish) ||
 339                         !ENGINE_set_ctrl_function(e, nuron_ctrl) ||
 340                         !ENGINE_set_cmd_defns(e, nuron_cmd_defns))
 341                 return 0;
 342
 343 #ifndef OPENSSL_NO_RSA
 344         /* We know that the "PKCS1_SSLeay()" functions hook properly
 345          * to the nuron-specific mod_exp and mod_exp_crt so we use
 346          * those functions. NB: We don't use ENGINE_openssl() or
 347          * anything "more generic" because something like the RSAref
 348          * code may not hook properly, and if you own one of these
 349          * cards then you have the right to do RSA operations on it
 350          * anyway! */
 351         meth1=RSA_PKCS1_SSLeay();
 352         nuron_rsa.rsa_pub_enc=meth1->rsa_pub_enc;
 353         nuron_rsa.rsa_pub_dec=meth1->rsa_pub_dec;
 354         nuron_rsa.rsa_priv_enc=meth1->rsa_priv_enc;
 355         nuron_rsa.rsa_priv_dec=meth1->rsa_priv_dec;
 356 #endif
 357
 358 #ifndef OPENSSL_NO_DSA
 359         /* Use the DSA_OpenSSL() method and just hook the mod_exp-ish
 360          * bits. */
 361         meth2=DSA_OpenSSL();
 362         nuron_dsa.dsa_do_sign=meth2->dsa_do_sign;
 363         nuron_dsa.dsa_sign_setup=meth2->dsa_sign_setup;
 364         nuron_dsa.dsa_do_verify=meth2->dsa_do_verify;
 365 #endif
 366
 367 #ifndef OPENSSL_NO_DH
 368         /* Much the same for Diffie-Hellman */
 369         meth3=DH_OpenSSL();
 370         nuron_dh.generate_key=meth3->generate_key;
 371         nuron_dh.compute_key=meth3->compute_key;
 372 #endif
 373
 374         /* Ensure the nuron error handling is set up */
 375         ERR_load_NURON_strings();
 376         return 1;
 377         }
 378
 379 #ifdef OPENSSL_NO_DYNAMIC_ENGINE
 380 static ENGINE *engine_nuron(void)
 381         {
 382         ENGINE *ret = ENGINE_new();
 383         if(!ret)
 384                 return NULL;
 385         if(!bind_helper(ret))
 386                 {
 387                 ENGINE_free(ret);
 388                 return NULL;
 389                 }
 390         return ret;
 391         }
 392
 393 void ENGINE_load_nuron(void)
 394         {
 395         /* Copied from eng_[openssl|dyn].c */
 396         ENGINE *toadd = engine_nuron();
 397         if(!toadd) return;
 398         ENGINE_add(toadd);
 399         ENGINE_free(toadd);
 400         ERR_clear_error();
 401         }
 402 #endif
 403
 404 /* This stuff is needed if this ENGINE is being compiled into a self-contained
 405  * shared-library. */
 406 #ifndef OPENSSL_NO_DYNAMIC_ENGINE
 407 static int bind_fn(ENGINE *e, const char *id)
 408         {
 409         if(id && (strcmp(id, engine_nuron_id) != 0))
 410                 return 0;
 411         if(!bind_helper(e))
 412                 return 0;
 413         return 1;
 414         }
 415 IMPLEMENT_DYNAMIC_CHECK_FN()
 416 IMPLEMENT_DYNAMIC_BIND_FN(bind_fn)
 417 #endif /* OPENSSL_NO_DYNAMIC_ENGINE */
 418
 419 #endif /* !OPENSSL_NO_HW_NURON */
 420 #endif /* !OPENSSL_NO_HW */