crypto/bn/bn.h

   1 /* crypto/bn/bn.h */
   2 /* Copyright (C) 1995-1997 Eric Young (eay@cryptsoft.com)
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * This package is an SSL implementation written
   6  * by Eric Young (eay@cryptsoft.com).
   7  * The implementation was written so as to conform with Netscapes SSL.
   8  *
   9  * This library is free for commercial and non-commercial use as long as
  10  * the following conditions are aheared to.  The following conditions
  11  * apply to all code found in this distribution, be it the RC4, RSA,
  12  * lhash, DES, etc., code; not just the SSL code.  The SSL documentation
  13  * included with this distribution is covered by the same copyright terms
  14  * except that the holder is Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com).
  15  *
  16  * Copyright remains Eric Young's, and as such any Copyright notices in
  17  * the code are not to be removed.
  18  * If this package is used in a product, Eric Young should be given attribution
  19  * as the author of the parts of the library used.
  20  * This can be in the form of a textual message at program startup or
  21  * in documentation (online or textual) provided with the package.
  22  *
  23  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  24  * modification, are permitted provided that the following conditions
  25  * are met:
  26  * 1. Redistributions of source code must retain the copyright
  27  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  28  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  29  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  30  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  31  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  32  *    must display the following acknowledgement:
  33  *    "This product includes cryptographic software written by
  34  *     Eric Young (eay@cryptsoft.com)"
  35  *    The word 'cryptographic' can be left out if the rouines from the library
  36  *    being used are not cryptographic related :-).
  37  * 4. If you include any Windows specific code (or a derivative thereof) from
  38  *    the apps directory (application code) you must include an acknowledgement:
  39  *    "This product includes software written by Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com)"
  40  *
  41  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY ERIC YOUNG ``AS IS'' AND
  42  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  43  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  44  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  45  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  46  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  47  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  48  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  49  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  50  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  51  * SUCH DAMAGE.
  52  *
  53  * The licence and distribution terms for any publically available version or
  54  * derivative of this code cannot be changed.  i.e. this code cannot simply be
  55  * copied and put under another distribution licence
  56  * [including the GNU Public Licence.]
  57  */
  58 /* ====================================================================
  59  * Copyright 2002 Sun Microsystems, Inc. ALL RIGHTS RESERVED.
  60  *
  61  * Portions of the attached software ("Contribution") are developed by
  62  * SUN MICROSYSTEMS, INC., and are contributed to the OpenSSL project.
  63  *
  64  * The Contribution is licensed pursuant to the Eric Young open source
  65  * license provided above.
  66  *
  67  * The binary polynomial arithmetic software is originally written by
  68  * Sheueling Chang Shantz and Douglas Stebila of Sun Microsystems Laboratories.
  69  *
  70  */
  71
  72 #ifndef HEADER_BN_H
  73 #define HEADER_BN_H
  74
  75 #include <openssl/e_os2.h>
  76 #ifndef OPENSSL_NO_FP_API
  77 #include <stdio.h> /* FILE */
  78 #endif
  79
  80 #ifdef  __cplusplus
  81 extern "C" {
  82 #endif
  83
  84 #ifdef OPENSSL_SYS_VMS
  85 #undef BN_LLONG /* experimental, so far... */
  86 #endif
  87
  88 #define BN_MUL_COMBA
  89 #define BN_SQR_COMBA
  90 #define BN_RECURSION
  91
  92 /* This next option uses the C libraries (2 word)/(1 word) function.
  93  * If it is not defined, I use my C version (which is slower).
  94  * The reason for this flag is that when the particular C compiler
  95  * library routine is used, and the library is linked with a different
  96  * compiler, the library is missing.  This mostly happens when the
  97  * library is built with gcc and then linked using normal cc.  This would
  98  * be a common occurrence because gcc normally produces code that is
  99  * 2 times faster than system compilers for the big number stuff.
 100  * For machines with only one compiler (or shared libraries), this should
 101  * be on.  Again this in only really a problem on machines
 102  * using "long long's", are 32bit, and are not using my assembler code. */
 103 #if defined(OPENSSL_SYS_MSDOS) || defined(OPENSSL_SYS_WINDOWS) || \
 104     defined(OPENSSL_SYS_WIN32) || defined(linux)
 105 # ifndef BN_DIV2W
 106 #  define BN_DIV2W
 107 # endif
 108 #endif
 109
 110 /* assuming long is 64bit - this is the DEC Alpha
 111  * unsigned long long is only 64 bits :-(, don't define
 112  * BN_LLONG for the DEC Alpha */
 113 #ifdef SIXTY_FOUR_BIT_LONG
 114 #define BN_ULLONG       unsigned long long
 115 #define BN_ULONG        unsigned long
 116 #define BN_LONG         long
 117 #define BN_BITS         128
 118 #define BN_BYTES        8
 119 #define BN_BITS2        64
 120 #define BN_BITS4        32
 121 #define BN_MASK         (0xffffffffffffffffffffffffffffffffLL)
 122 #define BN_MASK2        (0xffffffffffffffffL)
 123 #define BN_MASK2l       (0xffffffffL)
 124 #define BN_MASK2h       (0xffffffff00000000L)
 125 #define BN_MASK2h1      (0xffffffff80000000L)
 126 #define BN_TBIT         (0x8000000000000000L)
 127 #define BN_DEC_CONV     (10000000000000000000UL)
 128 #define BN_DEC_FMT1     "%lu"
 129 #define BN_DEC_FMT2     "%019lu"
 130 #define BN_DEC_NUM      19
 131 #endif
 132
 133 /* This is where the long long data type is 64 bits, but long is 32.
 134  * For machines where there are 64bit registers, this is the mode to use.
 135  * IRIX, on R4000 and above should use this mode, along with the relevant
 136  * assembler code :-).  Do NOT define BN_LLONG.
 137  */
 138 #ifdef SIXTY_FOUR_BIT
 139 #undef BN_LLONG
 140 #undef BN_ULLONG
 141 #define BN_ULONG        unsigned long long
 142 #define BN_LONG         long long
 143 #define BN_BITS         128
 144 #define BN_BYTES        8
 145 #define BN_BITS2        64
 146 #define BN_BITS4        32
 147 #define BN_MASK2        (0xffffffffffffffffLL)
 148 #define BN_MASK2l       (0xffffffffL)
 149 #define BN_MASK2h       (0xffffffff00000000LL)
 150 #define BN_MASK2h1      (0xffffffff80000000LL)
 151 #define BN_TBIT         (0x8000000000000000LL)
 152 #define BN_DEC_CONV     (10000000000000000000ULL)
 153 #define BN_DEC_FMT1     "%llu"
 154 #define BN_DEC_FMT2     "%019llu"
 155 #define BN_DEC_NUM      19
 156 #endif
 157
 158 #ifdef THIRTY_TWO_BIT
 159 #if defined(OPENSSL_SYS_WIN32) && !defined(__GNUC__)
 160 #define BN_ULLONG       unsigned _int64
 161 #else
 162 #define BN_ULLONG       unsigned long long
 163 #endif
 164 #define BN_ULONG        unsigned long
 165 #define BN_LONG         long
 166 #define BN_BITS         64
 167 #define BN_BYTES        4
 168 #define BN_BITS2        32
 169 #define BN_BITS4        16
 170 #ifdef OPENSSL_SYS_WIN32
 171 /* VC++ doesn't like the LL suffix */
 172 #define BN_MASK         (0xffffffffffffffffL)
 173 #else
 174 #define BN_MASK         (0xffffffffffffffffLL)
 175 #endif
 176 #define BN_MASK2        (0xffffffffL)
 177 #define BN_MASK2l       (0xffff)
 178 #define BN_MASK2h1      (0xffff8000L)
 179 #define BN_MASK2h       (0xffff0000L)
 180 #define BN_TBIT         (0x80000000L)
 181 #define BN_DEC_CONV     (1000000000L)
 182 #define BN_DEC_FMT1     "%lu"
 183 #define BN_DEC_FMT2     "%09lu"
 184 #define BN_DEC_NUM      9
 185 #endif
 186
 187 #ifdef SIXTEEN_BIT
 188 #ifndef BN_DIV2W
 189 #define BN_DIV2W
 190 #endif
 191 #define BN_ULLONG       unsigned long
 192 #define BN_ULONG        unsigned short
 193 #define BN_LONG         short
 194 #define BN_BITS         32
 195 #define BN_BYTES        2
 196 #define BN_BITS2        16
 197 #define BN_BITS4        8
 198 #define BN_MASK         (0xffffffff)
 199 #define BN_MASK2        (0xffff)
 200 #define BN_MASK2l       (0xff)
 201 #define BN_MASK2h1      (0xff80)
 202 #define BN_MASK2h       (0xff00)
 203 #define BN_TBIT         (0x8000)
 204 #define BN_DEC_CONV     (100000)
 205 #define BN_DEC_FMT1     "%u"
 206 #define BN_DEC_FMT2     "%05u"
 207 #define BN_DEC_NUM      5
 208 #endif
 209
 210 #ifdef EIGHT_BIT
 211 #ifndef BN_DIV2W
 212 #define BN_DIV2W
 213 #endif
 214 #define BN_ULLONG       unsigned short
 215 #define BN_ULONG        unsigned char
 216 #define BN_LONG         char
 217 #define BN_BITS         16
 218 #define BN_BYTES        1
 219 #define BN_BITS2        8
 220 #define BN_BITS4        4
 221 #define BN_MASK         (0xffff)
 222 #define BN_MASK2        (0xff)
 223 #define BN_MASK2l       (0xf)
 224 #define BN_MASK2h1      (0xf8)
 225 #define BN_MASK2h       (0xf0)
 226 #define BN_TBIT         (0x80)
 227 #define BN_DEC_CONV     (100)
 228 #define BN_DEC_FMT1     "%u"
 229 #define BN_DEC_FMT2     "%02u"
 230 #define BN_DEC_NUM      2
 231 #endif
 232
 233 #define BN_DEFAULT_BITS 1280
 234
 235 #ifdef BIGNUM
 236 #undef BIGNUM
 237 #endif
 238
 239 #define BN_FLG_MALLOCED         0x01
 240 #define BN_FLG_STATIC_DATA      0x02
 241 #define BN_FLG_FREE             0x8000  /* used for debuging */
 242 #define BN_set_flags(b,n)       ((b)->flags|=(n))
 243 #define BN_get_flags(b,n)       ((b)->flags&(n))
 244
 245 typedef struct bignum_st
 246         {
 247         BN_ULONG *d;    /* Pointer to an array of 'BN_BITS2' bit chunks. */
 248         int top;        /* Index of last used d +1. */
 249         /* The next are internal book keeping for bn_expand. */
 250         int dmax;       /* Size of the d array. */
 251         int neg;        /* one if the number is negative */
 252         int flags;
 253         } BIGNUM;
 254
 255 /* Used for temp variables (declaration hidden in bn_lcl.h) */
 256 typedef struct bignum_ctx BN_CTX;
 257
 258 typedef struct bn_blinding_st
 259         {
 260         int init;
 261         BIGNUM *A;
 262         BIGNUM *Ai;
 263         BIGNUM *mod; /* just a reference */
 264         } BN_BLINDING;
 265
 266 /* Used for montgomery multiplication */
 267 typedef struct bn_mont_ctx_st
 268         {
 269         int ri;        /* number of bits in R */
 270         BIGNUM RR;     /* used to convert to montgomery form */
 271         BIGNUM N;      /* The modulus */
 272         BIGNUM Ni;     /* R*(1/R mod N) - N*Ni = 1
 273                         * (Ni is only stored for bignum algorithm) */
 274         BN_ULONG n0;   /* least significant word of Ni */
 275         int flags;
 276         } BN_MONT_CTX;
 277
 278 /* Used for reciprocal division/mod functions
 279  * It cannot be shared between threads
 280  */
 281 typedef struct bn_recp_ctx_st
 282         {
 283         BIGNUM N;       /* the divisor */
 284         BIGNUM Nr;      /* the reciprocal */
 285         int num_bits;
 286         int shift;
 287         int flags;
 288         } BN_RECP_CTX;
 289
 290 #define BN_prime_checks 0 /* default: select number of iterations
 291                              based on the size of the number */
 292
 293 /* number of Miller-Rabin iterations for an error rate  of less than 2^-80
 294  * for random 'b'-bit input, b >= 100 (taken from table 4.4 in the Handbook
 295  * of Applied Cryptography [Menezes, van Oorschot, Vanstone; CRC Press 1996];
 296  * original paper: Damgaard, Landrock, Pomerance: Average case error estimates
 297  * for the strong probable prime test. -- Math. Comp. 61 (1993) 177-194) */
 298 #define BN_prime_checks_for_size(b) ((b) >= 1300 ?  2 : \
 299                                 (b) >=  850 ?  3 : \
 300                                 (b) >=  650 ?  4 : \
 301                                 (b) >=  550 ?  5 : \
 302                                 (b) >=  450 ?  6 : \
 303                                 (b) >=  400 ?  7 : \
 304                                 (b) >=  350 ?  8 : \
 305                                 (b) >=  300 ?  9 : \
 306                                 (b) >=  250 ? 12 : \
 307                                 (b) >=  200 ? 15 : \
 308                                 (b) >=  150 ? 18 : \
 309                                 /* b >= 100 */ 27)
 310
 311 #define BN_num_bytes(a) ((BN_num_bits(a)+7)/8)
 312
 313 /* Note that BN_abs_is_word does not work reliably for w == 0 */
 314 #define BN_abs_is_word(a,w) (((a)->top == 1) && ((a)->d[0] == (BN_ULONG)(w)))
 315 #define BN_is_zero(a)       (((a)->top == 0) || BN_abs_is_word(a,0))
 316 #define BN_is_one(a)        (BN_abs_is_word((a),1) && !(a)->neg)
 317 #define BN_is_word(a,w)     ((w) ? BN_abs_is_word((a),(w)) && !(a)->neg : \
 318                                    BN_is_zero((a)))
 319 #define BN_is_odd(a)        (((a)->top > 0) && ((a)->d[0] & 1))
 320
 321 #define BN_one(a)       (BN_set_word((a),1))
 322 #define BN_zero(a)      (BN_set_word((a),0))
 323
 324 /*#define BN_ascii2bn(a)        BN_hex2bn(a) */
 325 /*#define BN_bn2ascii(a)        BN_bn2hex(a) */
 326
 327 const BIGNUM *BN_value_one(void);
 328 char *  BN_options(void);
 329 BN_CTX *BN_CTX_new(void);
 330 void    BN_CTX_init(BN_CTX *c);
 331 void    BN_CTX_free(BN_CTX *c);
 332 void    BN_CTX_start(BN_CTX *ctx);
 333 BIGNUM *BN_CTX_get(BN_CTX *ctx);
 334 void    BN_CTX_end(BN_CTX *ctx);
 335 int     BN_rand(BIGNUM *rnd, int bits, int top,int bottom);
 336 int     BN_pseudo_rand(BIGNUM *rnd, int bits, int top,int bottom);
 337 int     BN_rand_range(BIGNUM *rnd, BIGNUM *range);
 338 int     BN_pseudo_rand_range(BIGNUM *rnd, BIGNUM *range);
 339 int     BN_num_bits(const BIGNUM *a);
 340 int     BN_num_bits_word(BN_ULONG);
 341 BIGNUM *BN_new(void);
 342 void    BN_init(BIGNUM *);
 343 void    BN_clear_free(BIGNUM *a);
 344 BIGNUM *BN_copy(BIGNUM *a, const BIGNUM *b);
 345 /* BN_ncopy(): like BN_copy() but copies at most the first n BN_ULONGs */
 346 BIGNUM *BN_ncopy(BIGNUM *a, const BIGNUM *b, size_t n);
 347 void    BN_swap(BIGNUM *a, BIGNUM *b);
 348 BIGNUM *BN_bin2bn(const unsigned char *s,int len,BIGNUM *ret);
 349 int     BN_bn2bin(const BIGNUM *a, unsigned char *to);
 350 BIGNUM *BN_mpi2bn(const unsigned char *s,int len,BIGNUM *ret);
 351 int     BN_bn2mpi(const BIGNUM *a, unsigned char *to);
 352 int     BN_sub(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b);
 353 int     BN_usub(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b);
 354 int     BN_uadd(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b);
 355 int     BN_add(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b);
 356 int     BN_mul(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, BN_CTX *ctx);
 357 int     BN_sqr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a,BN_CTX *ctx);
 358
 359 int     BN_div(BIGNUM *dv, BIGNUM *rem, const BIGNUM *m, const BIGNUM *d,
 360         BN_CTX *ctx);
 361 #define BN_mod(rem,m,d,ctx) BN_div(NULL,(rem),(m),(d),(ctx))
 362 int     BN_nnmod(BIGNUM *r, const BIGNUM *m, const BIGNUM *d, BN_CTX *ctx);
 363 int     BN_mod_add(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);
 364 int     BN_mod_add_quick(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, const BIGNUM *m);
 365 int     BN_mod_sub(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);
 366 int     BN_mod_sub_quick(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, const BIGNUM *m);
 367 int     BN_mod_mul(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
 368         const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);
 369 int     BN_mod_sqr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);
 370 int     BN_mod_lshift1(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);
 371 int     BN_mod_lshift1_quick(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *m);
 372 int     BN_mod_lshift(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, int n, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);
 373 int     BN_mod_lshift_quick(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, int n, const BIGNUM *m);
 374
 375 BN_ULONG BN_mod_word(const BIGNUM *a, BN_ULONG w);
 376 BN_ULONG BN_div_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w);
 377 int     BN_mul_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w);
 378 int     BN_add_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w);
 379 int     BN_sub_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w);
 380 int     BN_set_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w);
 381 BN_ULONG BN_get_word(const BIGNUM *a);
 382
 383 int     BN_cmp(const BIGNUM *a, const BIGNUM *b);
 384 void    BN_free(BIGNUM *a);
 385 int     BN_is_bit_set(const BIGNUM *a, int n);
 386 int     BN_lshift(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, int n);
 387 int     BN_lshift1(BIGNUM *r, const BIGNUM *a);
 388 int     BN_exp(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,BN_CTX *ctx);
 389
 390 int     BN_mod_exp(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
 391         const BIGNUM *m,BN_CTX *ctx);
 392 int     BN_mod_exp_mont(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
 393         const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *m_ctx);
 394 int     BN_mod_exp_mont_word(BIGNUM *r, BN_ULONG a, const BIGNUM *p,
 395         const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *m_ctx);
 396 int     BN_mod_exp2_mont(BIGNUM *r, const BIGNUM *a1, const BIGNUM *p1,
 397         const BIGNUM *a2, const BIGNUM *p2,const BIGNUM *m,
 398         BN_CTX *ctx,BN_MONT_CTX *m_ctx);
 399 int     BN_mod_exp_simple(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
 400         const BIGNUM *m,BN_CTX *ctx);
 401
 402 int     BN_mask_bits(BIGNUM *a,int n);
 403 #ifndef OPENSSL_NO_FP_API
 404 int     BN_print_fp(FILE *fp, const BIGNUM *a);
 405 #endif
 406 #ifdef HEADER_BIO_H
 407 int     BN_print(BIO *fp, const BIGNUM *a);
 408 #else
 409 int     BN_print(void *fp, const BIGNUM *a);
 410 #endif
 411 int     BN_reciprocal(BIGNUM *r, const BIGNUM *m, int len, BN_CTX *ctx);
 412 int     BN_rshift(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, int n);
 413 int     BN_rshift1(BIGNUM *r, const BIGNUM *a);
 414 void    BN_clear(BIGNUM *a);
 415 BIGNUM *BN_dup(const BIGNUM *a);
 416 int     BN_ucmp(const BIGNUM *a, const BIGNUM *b);
 417 int     BN_set_bit(BIGNUM *a, int n);
 418 int     BN_clear_bit(BIGNUM *a, int n);
 419 char *  BN_bn2hex(const BIGNUM *a);
 420 char *  BN_bn2dec(const BIGNUM *a);
 421 int     BN_hex2bn(BIGNUM **a, const char *str);
 422 int     BN_dec2bn(BIGNUM **a, const char *str);
 423 int     BN_gcd(BIGNUM *r,const BIGNUM *a,const BIGNUM *b,BN_CTX *ctx);
 424 int     BN_kronecker(const BIGNUM *a,const BIGNUM *b,BN_CTX *ctx); /* returns -2 for error */
 425 BIGNUM *BN_mod_inverse(BIGNUM *ret,
 426         const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,BN_CTX *ctx);
 427 BIGNUM *BN_mod_sqrt(BIGNUM *ret,
 428         const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,BN_CTX *ctx);
 429 BIGNUM *BN_generate_prime(BIGNUM *ret,int bits,int safe,
 430         const BIGNUM *add, const BIGNUM *rem,
 431         void (*callback)(int,int,void *),void *cb_arg);
 432 int     BN_is_prime(const BIGNUM *p,int nchecks,
 433         void (*callback)(int,int,void *),
 434         BN_CTX *ctx,void *cb_arg);
 435 int     BN_is_prime_fasttest(const BIGNUM *p,int nchecks,
 436         void (*callback)(int,int,void *),BN_CTX *ctx,void *cb_arg,
 437         int do_trial_division);
 438
 439 BN_MONT_CTX *BN_MONT_CTX_new(void );
 440 void BN_MONT_CTX_init(BN_MONT_CTX *ctx);
 441 int BN_mod_mul_montgomery(BIGNUM *r,const BIGNUM *a,const BIGNUM *b,
 442         BN_MONT_CTX *mont, BN_CTX *ctx);
 443 #define BN_to_montgomery(r,a,mont,ctx)  BN_mod_mul_montgomery(\
 444         (r),(a),&((mont)->RR),(mont),(ctx))
 445 int BN_from_montgomery(BIGNUM *r,const BIGNUM *a,
 446         BN_MONT_CTX *mont, BN_CTX *ctx);
 447 void BN_MONT_CTX_free(BN_MONT_CTX *mont);
 448 int BN_MONT_CTX_set(BN_MONT_CTX *mont,const BIGNUM *mod,BN_CTX *ctx);
 449 BN_MONT_CTX *BN_MONT_CTX_copy(BN_MONT_CTX *to,BN_MONT_CTX *from);
 450
 451 BN_BLINDING *BN_BLINDING_new(BIGNUM *A,BIGNUM *Ai,BIGNUM *mod);
 452 void BN_BLINDING_free(BN_BLINDING *b);
 453 int BN_BLINDING_update(BN_BLINDING *b,BN_CTX *ctx);
 454 int BN_BLINDING_convert(BIGNUM *n, BN_BLINDING *r, BN_CTX *ctx);
 455 int BN_BLINDING_invert(BIGNUM *n, BN_BLINDING *b, BN_CTX *ctx);
 456
 457 void BN_set_params(int mul,int high,int low,int mont);
 458 int BN_get_params(int which); /* 0, mul, 1 high, 2 low, 3 mont */
 459
 460 void    BN_RECP_CTX_init(BN_RECP_CTX *recp);
 461 BN_RECP_CTX *BN_RECP_CTX_new(void);
 462 void    BN_RECP_CTX_free(BN_RECP_CTX *recp);
 463 int     BN_RECP_CTX_set(BN_RECP_CTX *recp,const BIGNUM *rdiv,BN_CTX *ctx);
 464 int     BN_mod_mul_reciprocal(BIGNUM *r, const BIGNUM *x, const BIGNUM *y,
 465         BN_RECP_CTX *recp,BN_CTX *ctx);
 466 int     BN_mod_exp_recp(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
 467         const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);
 468 int     BN_div_recp(BIGNUM *dv, BIGNUM *rem, const BIGNUM *m,
 469         BN_RECP_CTX *recp, BN_CTX *ctx);
 470
 471 /* Functions for arithmetic over binary polynomials represented by BIGNUMs.
 472  *
 473  * The BIGNUM::neg property of BIGNUMs representing binary polynomials is ignored.
 474  *
 475  * Note that input arguments are not const so that their bit arrays can
 476  * be expanded to the appropriate size if needed.
 477  */
 478 int     BN_GF2m_add(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b); /* r = a + b */
 479 #define BN_GF2m_sub(r, a, b) BN_GF2m_add(r, a, b)
 480 int     BN_GF2m_mod(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p); /* r = a mod p */
 481 int     BN_GF2m_mod_mul(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx); /* r = (a * b) mod p */
 482 int     BN_GF2m_mod_sqr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx); /* r = (a * a) mod p */
 483 int BN_GF2m_mod_inv(BIGNUM *r, const BIGNUM *b, const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx); /* r = (1 / b) mod p */
 484 int BN_GF2m_mod_div(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx); /* r = (a / b) mod p */
 485 int BN_GF2m_mod_exp(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx); /* r = (a ^ b) mod p */
 486 int BN_GF2m_mod_sqrt(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx); /* r = sqrt(a) mod p */
 487 int BN_GF2m_mod_solve_quad(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx); /* r^2 + r = a mod p */
 488 #define BN_GF2m_cmp(a, b) BN_ucmp((a), (b))
 489 /* Some functions allow for representation of the irreducible polynomials
 490  * as an unsigned int[], say p.  The irreducible f(t) is then of the form:
 491  *     t^p[0] + t^p[1] + ... + t^p[k]
 492  * where m = p[0] > p[1] > ... > p[k] = 0.
 493  */
 494 int     BN_GF2m_mod_arr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const unsigned int p[]); /* r = a mod p */
 495 int     BN_GF2m_mod_mul_arr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, const unsigned int p[], BN_CTX *ctx); /* r = (a * b) mod p */
 496 int     BN_GF2m_mod_sqr_arr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const unsigned int p[], BN_CTX *ctx); /* r = (a * a) mod p */
 497 int BN_GF2m_mod_inv_arr(BIGNUM *r, const BIGNUM *b, const unsigned int p[], BN_CTX *ctx); /* r = (1 / b) mod p */
 498 int BN_GF2m_mod_div_arr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, const unsigned int p[], BN_CTX *ctx); /* r = (a / b) mod p */
 499 int BN_GF2m_mod_exp_arr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, const unsigned int p[], BN_CTX *ctx); /* r = (a ^ b) mod p */
 500 int BN_GF2m_mod_sqrt_arr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const unsigned int p[], BN_CTX *ctx); /* r = sqrt(a) mod p */
 501 int BN_GF2m_mod_solve_quad_arr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const unsigned int p[], BN_CTX *ctx); /* r^2 + r = a mod p */
 502 int BN_GF2m_poly2arr(const BIGNUM *a, unsigned int p[], int max);
 503 int BN_GF2m_arr2poly(const unsigned int p[], BIGNUM *a);
 504
 505 /* faster mod functions for the 'NIST primes'
 506  * 0 <= a < p^2 */
 507 int BN_nist_mod_192(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx);
 508 int BN_nist_mod_224(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx);
 509 int BN_nist_mod_256(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx);
 510 int BN_nist_mod_384(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx);
 511 int BN_nist_mod_521(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx);
 512
 513 const BIGNUM *BN_get0_nist_prime_192(void);
 514 const BIGNUM *BN_get0_nist_prime_224(void);
 515 const BIGNUM *BN_get0_nist_prime_256(void);
 516 const BIGNUM *BN_get0_nist_prime_384(void);
 517 const BIGNUM *BN_get0_nist_prime_521(void);
 518
 519 /* library internal functions */
 520
 521 #define bn_expand(a,bits) ((((((bits+BN_BITS2-1))/BN_BITS2)) <= (a)->dmax)?\
 522         (a):bn_expand2((a),(bits)/BN_BITS2+1))
 523 #define bn_wexpand(a,words) (((words) <= (a)->dmax)?(a):bn_expand2((a),(words)))
 524 BIGNUM *bn_expand2(BIGNUM *a, int words);
 525 BIGNUM *bn_dup_expand(const BIGNUM *a, int words);
 526
 527 #define bn_fix_top(a) \
 528         { \
 529         BN_ULONG *ftl; \
 530         if ((a)->top > 0) \
 531                 { \
 532                 for (ftl= &((a)->d[(a)->top-1]); (a)->top > 0; (a)->top--) \
 533                 if (*(ftl--)) break; \
 534                 } \
 535         }
 536
 537 BN_ULONG bn_mul_add_words(BN_ULONG *rp, const BN_ULONG *ap, int num, BN_ULONG w);
 538 BN_ULONG bn_mul_words(BN_ULONG *rp, const BN_ULONG *ap, int num, BN_ULONG w);
 539 void     bn_sqr_words(BN_ULONG *rp, const BN_ULONG *ap, int num);
 540 BN_ULONG bn_div_words(BN_ULONG h, BN_ULONG l, BN_ULONG d);
 541 BN_ULONG bn_add_words(BN_ULONG *rp, const BN_ULONG *ap, const BN_ULONG *bp,int num);
 542 BN_ULONG bn_sub_words(BN_ULONG *rp, const BN_ULONG *ap, const BN_ULONG *bp,int num);
 543
 544 #ifdef BN_DEBUG
 545 void bn_dump1(FILE *o, const char *a, const BN_ULONG *b,int n);
 546 # define bn_print(a) {fprintf(stderr, #a "="); BN_print_fp(stderr,a); \
 547    fprintf(stderr,"\n");}
 548 # define bn_dump(a,n) bn_dump1(stderr,#a,a,n);
 549 #else
 550 # define bn_print(a)
 551 # define bn_dump(a,b)
 552 #endif
 553
 554 int BN_bntest_rand(BIGNUM *rnd, int bits, int top,int bottom);
 555
 556 /* BEGIN ERROR CODES */
 557 /* The following lines are auto generated by the script mkerr.pl. Any changes
 558  * made after this point may be overwritten when the script is next run.
 559  */
 560 void ERR_load_BN_strings(void);
 561
 562 /* Error codes for the BN functions. */
 563
 564 /* Function codes. */
 565 #define BN_F_BN_BLINDING_CONVERT                         100
 566 #define BN_F_BN_BLINDING_INVERT                          101
 567 #define BN_F_BN_BLINDING_NEW                             102
 568 #define BN_F_BN_BLINDING_UPDATE                          103
 569 #define BN_F_BN_BN2DEC                                   104
 570 #define BN_F_BN_BN2HEX                                   105
 571 #define BN_F_BN_CTX_GET                                  116
 572 #define BN_F_BN_CTX_NEW                                  106
 573 #define BN_F_BN_DIV                                      107
 574 #define BN_F_BN_EXPAND2                                  108
 575 #define BN_F_BN_EXPAND_INTERNAL                          120
 576 #define BN_F_BN_GF2M_MOD                                 126
 577 #define BN_F_BN_GF2M_MOD_DIV                             123
 578 #define BN_F_BN_GF2M_MOD_EXP                             127
 579 #define BN_F_BN_GF2M_MOD_MUL                             124
 580 #define BN_F_BN_GF2M_MOD_SOLVE_QUAD                      128
 581 #define BN_F_BN_GF2M_MOD_SOLVE_QUAD_ARR                  129
 582 #define BN_F_BN_GF2M_MOD_SQR                             125
 583 #define BN_F_BN_MOD_EXP2_MONT                            118
 584 #define BN_F_BN_MOD_EXP_MONT                             109
 585 #define BN_F_BN_MOD_EXP_MONT_WORD                        117
 586 #define BN_F_BN_MOD_INVERSE                              110
 587 #define BN_F_BN_MOD_LSHIFT_QUICK                         119
 588 #define BN_F_BN_MOD_MUL_RECIPROCAL                       111
 589 #define BN_F_BN_MOD_SQRT                                 121
 590 #define BN_F_BN_MPI2BN                                   112
 591 #define BN_F_BN_NEW                                      113
 592 #define BN_F_BN_RAND                                     114
 593 #define BN_F_BN_RAND_RANGE                               122
 594 #define BN_F_BN_USUB                                     115
 595
 596 /* Reason codes. */
 597 #define BN_R_ARG2_LT_ARG3                                100
 598 #define BN_R_BAD_RECIPROCAL                              101
 599 #define BN_R_BIGNUM_TOO_LONG                             114
 600 #define BN_R_CALLED_WITH_EVEN_MODULUS                    102
 601 #define BN_R_DIV_BY_ZERO                                 103
 602 #define BN_R_ENCODING_ERROR                              104
 603 #define BN_R_EXPAND_ON_STATIC_BIGNUM_DATA                105
 604 #define BN_R_INPUT_NOT_REDUCED                           110
 605 #define BN_R_INVALID_LENGTH                              106
 606 #define BN_R_INVALID_RANGE                               115
 607 #define BN_R_NOT_A_SQUARE                                111
 608 #define BN_R_NOT_IMPLEMENTED                             116
 609 #define BN_R_NOT_INITIALIZED                             107
 610 #define BN_R_NO_INVERSE                                  108
 611 #define BN_R_P_IS_NOT_PRIME                              112
 612 #define BN_R_TOO_MANY_ITERATIONS                         113
 613 #define BN_R_TOO_MANY_TEMPORARY_VARIABLES                109
 614
 615 #ifdef  __cplusplus
 616 }
 617 #endif
 618 #endif