crypto/ec/ec_lcl.h

   1 /*
   2  * Copyright 2001-2017 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
   3  * Copyright (c) 2002, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved
   4  *
   5  * Licensed under the OpenSSL license (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 <stdlib.h>
  12
  13 #include <openssl/obj_mac.h>
  14 #include <openssl/ec.h>
  15 #include <openssl/bn.h>
  16 #include "internal/refcount.h"
  17
  18 #if defined(__SUNPRO_C)
  19 # if __SUNPRO_C >= 0x520
  20 #  pragma error_messages (off,E_ARRAY_OF_INCOMPLETE_NONAME,E_ARRAY_OF_INCOMPLETE)
  21 # endif
  22 #endif
  23
  24 /* Use default functions for poin2oct, oct2point and compressed coordinates */
  25 #define EC_FLAGS_DEFAULT_OCT    0x1
  26
  27 /* Use custom formats for EC_GROUP, EC_POINT and EC_KEY */
  28 #define EC_FLAGS_CUSTOM_CURVE   0x2
  29
  30 /* Curve does not support signing operations */
  31 #define EC_FLAGS_NO_SIGN        0x4
  32
  33 /*
  34  * Structure details are not part of the exported interface, so all this may
  35  * change in future versions.
  36  */
  37
  38 struct ec_method_st {
  39     /* Various method flags */
  40     int flags;
  41     /* used by EC_METHOD_get_field_type: */
  42     int field_type;             /* a NID */
  43     /*
  44      * used by EC_GROUP_new, EC_GROUP_free, EC_GROUP_clear_free,
  45      * EC_GROUP_copy:
  46      */
  47     int (*group_init) (EC_GROUP *);
  48     void (*group_finish) (EC_GROUP *);
  49     void (*group_clear_finish) (EC_GROUP *);
  50     int (*group_copy) (EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
  51     /* used by EC_GROUP_set_curve_GFp, EC_GROUP_get_curve_GFp, */
  52     /* EC_GROUP_set_curve_GF2m, and EC_GROUP_get_curve_GF2m: */
  53     int (*group_set_curve) (EC_GROUP *, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
  54                             const BIGNUM *b, BN_CTX *);
  55     int (*group_get_curve) (const EC_GROUP *, BIGNUM *p, BIGNUM *a, BIGNUM *b,
  56                             BN_CTX *);
  57     /* used by EC_GROUP_get_degree: */
  58     int (*group_get_degree) (const EC_GROUP *);
  59     int (*group_order_bits) (const EC_GROUP *);
  60     /* used by EC_GROUP_check: */
  61     int (*group_check_discriminant) (const EC_GROUP *, BN_CTX *);
  62     /*
  63      * used by EC_POINT_new, EC_POINT_free, EC_POINT_clear_free,
  64      * EC_POINT_copy:
  65      */
  66     int (*point_init) (EC_POINT *);
  67     void (*point_finish) (EC_POINT *);
  68     void (*point_clear_finish) (EC_POINT *);
  69     int (*point_copy) (EC_POINT *, const EC_POINT *);
  70     /*-
  71      * used by EC_POINT_set_to_infinity,
  72      * EC_POINT_set_Jprojective_coordinates_GFp,
  73      * EC_POINT_get_Jprojective_coordinates_GFp,
  74      * EC_POINT_set_affine_coordinates_GFp,     ..._GF2m,
  75      * EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp,     ..._GF2m,
  76      * EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp, ..._GF2m:
  77      */
  78     int (*point_set_to_infinity) (const EC_GROUP *, EC_POINT *);
  79     int (*point_set_Jprojective_coordinates_GFp) (const EC_GROUP *,
  80                                                   EC_POINT *, const BIGNUM *x,
  81                                                   const BIGNUM *y,
  82                                                   const BIGNUM *z, BN_CTX *);
  83     int (*point_get_Jprojective_coordinates_GFp) (const EC_GROUP *,
  84                                                   const EC_POINT *, BIGNUM *x,
  85                                                   BIGNUM *y, BIGNUM *z,
  86                                                   BN_CTX *);
  87     int (*point_set_affine_coordinates) (const EC_GROUP *, EC_POINT *,
  88                                          const BIGNUM *x, const BIGNUM *y,
  89                                          BN_CTX *);
  90     int (*point_get_affine_coordinates) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
  91                                          BIGNUM *x, BIGNUM *y, BN_CTX *);
  92     int (*point_set_compressed_coordinates) (const EC_GROUP *, EC_POINT *,
  93                                              const BIGNUM *x, int y_bit,
  94                                              BN_CTX *);
  95     /* used by EC_POINT_point2oct, EC_POINT_oct2point: */
  96     size_t (*point2oct) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
  97                          point_conversion_form_t form, unsigned char *buf,
  98                          size_t len, BN_CTX *);
  99     int (*oct2point) (const EC_GROUP *, EC_POINT *, const unsigned char *buf,
 100                       size_t len, BN_CTX *);
 101     /* used by EC_POINT_add, EC_POINT_dbl, ECP_POINT_invert: */
 102     int (*add) (const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 103                 const EC_POINT *b, BN_CTX *);
 104     int (*dbl) (const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a, BN_CTX *);
 105     int (*invert) (const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 106     /*
 107      * used by EC_POINT_is_at_infinity, EC_POINT_is_on_curve, EC_POINT_cmp:
 108      */
 109     int (*is_at_infinity) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *);
 110     int (*is_on_curve) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *, BN_CTX *);
 111     int (*point_cmp) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *a, const EC_POINT *b,
 112                       BN_CTX *);
 113     /* used by EC_POINT_make_affine, EC_POINTs_make_affine: */
 114     int (*make_affine) (const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 115     int (*points_make_affine) (const EC_GROUP *, size_t num, EC_POINT *[],
 116                                BN_CTX *);
 117     /*
 118      * used by EC_POINTs_mul, EC_POINT_mul, EC_POINT_precompute_mult,
 119      * EC_POINT_have_precompute_mult (default implementations are used if the
 120      * 'mul' pointer is 0):
 121      */
 122     int (*mul) (const EC_GROUP *group, EC_POINT *r, const BIGNUM *scalar,
 123                 size_t num, const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 124                 BN_CTX *);
 125     int (*precompute_mult) (EC_GROUP *group, BN_CTX *);
 126     int (*have_precompute_mult) (const EC_GROUP *group);
 127     /* internal functions */
 128     /*
 129      * 'field_mul', 'field_sqr', and 'field_div' can be used by 'add' and
 130      * 'dbl' so that the same implementations of point operations can be used
 131      * with different optimized implementations of expensive field
 132      * operations:
 133      */
 134     int (*field_mul) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 135                       const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 136     int (*field_sqr) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a, BN_CTX *);
 137     int (*field_div) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 138                       const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 139     /* e.g. to Montgomery */
 140     int (*field_encode) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 141                          BN_CTX *);
 142     /* e.g. from Montgomery */
 143     int (*field_decode) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 144                          BN_CTX *);
 145     int (*field_set_to_one) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, BN_CTX *);
 146     /* private key operations */
 147     size_t (*priv2oct)(const EC_KEY *eckey, unsigned char *buf, size_t len);
 148     int (*oct2priv)(EC_KEY *eckey, const unsigned char *buf, size_t len);
 149     int (*set_private)(EC_KEY *eckey, const BIGNUM *priv_key);
 150     int (*keygen)(EC_KEY *eckey);
 151     int (*keycheck)(const EC_KEY *eckey);
 152     int (*keygenpub)(EC_KEY *eckey);
 153     int (*keycopy)(EC_KEY *dst, const EC_KEY *src);
 154     void (*keyfinish)(EC_KEY *eckey);
 155     /* custom ECDH operation */
 156     int (*ecdh_compute_key)(unsigned char **pout, size_t *poutlen,
 157                             const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *ecdh);
 158     /* Inverse modulo order */
 159     int (*field_inverse_mod_ord)(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, BIGNUM *x,
 160                                  BN_CTX *ctx);
 161 };
 162
 163 /*
 164  * Types and functions to manipulate pre-computed values.
 165  */
 166 typedef struct nistp224_pre_comp_st NISTP224_PRE_COMP;
 167 typedef struct nistp256_pre_comp_st NISTP256_PRE_COMP;
 168 typedef struct nistp521_pre_comp_st NISTP521_PRE_COMP;
 169 typedef struct nistz256_pre_comp_st NISTZ256_PRE_COMP;
 170 typedef struct ec_pre_comp_st EC_PRE_COMP;
 171
 172 struct ec_group_st {
 173     const EC_METHOD *meth;
 174     EC_POINT *generator;        /* optional */
 175     BIGNUM *order, *cofactor;
 176     int curve_name;             /* optional NID for named curve */
 177     int asn1_flag;              /* flag to control the asn1 encoding */
 178     point_conversion_form_t asn1_form;
 179     unsigned char *seed;        /* optional seed for parameters (appears in
 180                                  * ASN1) */
 181     size_t seed_len;
 182     /*
 183      * The following members are handled by the method functions, even if
 184      * they appear generic
 185      */
 186     /*
 187      * Field specification. For curves over GF(p), this is the modulus; for
 188      * curves over GF(2^m), this is the irreducible polynomial defining the
 189      * field.
 190      */
 191     BIGNUM *field;
 192     /*
 193      * Field specification for curves over GF(2^m). The irreducible f(t) is
 194      * then of the form: t^poly[0] + t^poly[1] + ... + t^poly[k] where m =
 195      * poly[0] > poly[1] > ... > poly[k] = 0. The array is terminated with
 196      * poly[k+1]=-1. All elliptic curve irreducibles have at most 5 non-zero
 197      * terms.
 198      */
 199     int poly[6];
 200     /*
 201      * Curve coefficients. (Here the assumption is that BIGNUMs can be used
 202      * or abused for all kinds of fields, not just GF(p).) For characteristic
 203      * > 3, the curve is defined by a Weierstrass equation of the form y^2 =
 204      * x^3 + a*x + b. For characteristic 2, the curve is defined by an
 205      * equation of the form y^2 + x*y = x^3 + a*x^2 + b.
 206      */
 207     BIGNUM *a, *b;
 208     /* enable optimized point arithmetics for special case */
 209     int a_is_minus3;
 210     /* method-specific (e.g., Montgomery structure) */
 211     void *field_data1;
 212     /* method-specific */
 213     void *field_data2;
 214     /* method-specific */
 215     int (*field_mod_func) (BIGNUM *, const BIGNUM *, const BIGNUM *,
 216                            BN_CTX *);
 217     /* data for ECDSA inverse */
 218     BN_MONT_CTX *mont_data;
 219
 220     /*
 221      * Precomputed values for speed. The PCT_xxx names match the
 222      * pre_comp.xxx union names; see the SETPRECOMP and HAVEPRECOMP
 223      * macros, below.
 224      */
 225     enum {
 226         PCT_none,
 227         PCT_nistp224, PCT_nistp256, PCT_nistp521, PCT_nistz256,
 228         PCT_ec
 229     } pre_comp_type;
 230     union {
 231         NISTP224_PRE_COMP *nistp224;
 232         NISTP256_PRE_COMP *nistp256;
 233         NISTP521_PRE_COMP *nistp521;
 234         NISTZ256_PRE_COMP *nistz256;
 235         EC_PRE_COMP *ec;
 236     } pre_comp;
 237 };
 238
 239 #define SETPRECOMP(g, type, pre) \
 240     g->pre_comp_type = PCT_##type, g->pre_comp.type = pre
 241 #define HAVEPRECOMP(g, type) \
 242     g->pre_comp_type == PCT_##type && g->pre_comp.type != NULL
 243
 244 struct ec_key_st {
 245     const EC_KEY_METHOD *meth;
 246     ENGINE *engine;
 247     int version;
 248     EC_GROUP *group;
 249     EC_POINT *pub_key;
 250     BIGNUM *priv_key;
 251     unsigned int enc_flag;
 252     point_conversion_form_t conv_form;
 253     CRYPTO_REF_COUNT references;
 254     int flags;
 255     CRYPTO_EX_DATA ex_data;
 256     CRYPTO_RWLOCK *lock;
 257 };
 258
 259 struct ec_point_st {
 260     const EC_METHOD *meth;
 261     /*
 262      * All members except 'meth' are handled by the method functions, even if
 263      * they appear generic
 264      */
 265     BIGNUM *X;
 266     BIGNUM *Y;
 267     BIGNUM *Z;                  /* Jacobian projective coordinates: * (X, Y,
 268                                  * Z) represents (X/Z^2, Y/Z^3) if Z != 0 */
 269     int Z_is_one;               /* enable optimized point arithmetics for
 270                                  * special case */
 271 };
 272
 273 NISTP224_PRE_COMP *EC_nistp224_pre_comp_dup(NISTP224_PRE_COMP *);
 274 NISTP256_PRE_COMP *EC_nistp256_pre_comp_dup(NISTP256_PRE_COMP *);
 275 NISTP521_PRE_COMP *EC_nistp521_pre_comp_dup(NISTP521_PRE_COMP *);
 276 NISTZ256_PRE_COMP *EC_nistz256_pre_comp_dup(NISTZ256_PRE_COMP *);
 277 NISTP256_PRE_COMP *EC_nistp256_pre_comp_dup(NISTP256_PRE_COMP *);
 278 EC_PRE_COMP *EC_ec_pre_comp_dup(EC_PRE_COMP *);
 279
 280 void EC_pre_comp_free(EC_GROUP *group);
 281 void EC_nistp224_pre_comp_free(NISTP224_PRE_COMP *);
 282 void EC_nistp256_pre_comp_free(NISTP256_PRE_COMP *);
 283 void EC_nistp521_pre_comp_free(NISTP521_PRE_COMP *);
 284 void EC_nistz256_pre_comp_free(NISTZ256_PRE_COMP *);
 285 void EC_ec_pre_comp_free(EC_PRE_COMP *);
 286
 287 /*
 288  * method functions in ec_mult.c (ec_lib.c uses these as defaults if
 289  * group->method->mul is 0)
 290  */
 291 int ec_wNAF_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r, const BIGNUM *scalar,
 292                 size_t num, const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 293                 BN_CTX *);
 294 int ec_wNAF_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *);
 295 int ec_wNAF_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 296
 297 /* method functions in ecp_smpl.c */
 298 int ec_GFp_simple_group_init(EC_GROUP *);
 299 void ec_GFp_simple_group_finish(EC_GROUP *);
 300 void ec_GFp_simple_group_clear_finish(EC_GROUP *);
 301 int ec_GFp_simple_group_copy(EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
 302 int ec_GFp_simple_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p,
 303                                   const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 304 int ec_GFp_simple_group_get_curve(const EC_GROUP *, BIGNUM *p, BIGNUM *a,
 305                                   BIGNUM *b, BN_CTX *);
 306 int ec_GFp_simple_group_get_degree(const EC_GROUP *);
 307 int ec_GFp_simple_group_check_discriminant(const EC_GROUP *, BN_CTX *);
 308 int ec_GFp_simple_point_init(EC_POINT *);
 309 void ec_GFp_simple_point_finish(EC_POINT *);
 310 void ec_GFp_simple_point_clear_finish(EC_POINT *);
 311 int ec_GFp_simple_point_copy(EC_POINT *, const EC_POINT *);
 312 int ec_GFp_simple_point_set_to_infinity(const EC_GROUP *, EC_POINT *);
 313 int ec_GFp_simple_set_Jprojective_coordinates_GFp(const EC_GROUP *,
 314                                                   EC_POINT *, const BIGNUM *x,
 315                                                   const BIGNUM *y,
 316                                                   const BIGNUM *z, BN_CTX *);
 317 int ec_GFp_simple_get_Jprojective_coordinates_GFp(const EC_GROUP *,
 318                                                   const EC_POINT *, BIGNUM *x,
 319                                                   BIGNUM *y, BIGNUM *z,
 320                                                   BN_CTX *);
 321 int ec_GFp_simple_point_set_affine_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 322                                                const BIGNUM *x,
 323                                                const BIGNUM *y, BN_CTX *);
 324 int ec_GFp_simple_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *,
 325                                                const EC_POINT *, BIGNUM *x,
 326                                                BIGNUM *y, BN_CTX *);
 327 int ec_GFp_simple_set_compressed_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 328                                              const BIGNUM *x, int y_bit,
 329                                              BN_CTX *);
 330 size_t ec_GFp_simple_point2oct(const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
 331                                point_conversion_form_t form,
 332                                unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
 333 int ec_GFp_simple_oct2point(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 334                             const unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
 335 int ec_GFp_simple_add(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 336                       const EC_POINT *b, BN_CTX *);
 337 int ec_GFp_simple_dbl(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 338                       BN_CTX *);
 339 int ec_GFp_simple_invert(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 340 int ec_GFp_simple_is_at_infinity(const EC_GROUP *, const EC_POINT *);
 341 int ec_GFp_simple_is_on_curve(const EC_GROUP *, const EC_POINT *, BN_CTX *);
 342 int ec_GFp_simple_cmp(const EC_GROUP *, const EC_POINT *a, const EC_POINT *b,
 343                       BN_CTX *);
 344 int ec_GFp_simple_make_affine(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 345 int ec_GFp_simple_points_make_affine(const EC_GROUP *, size_t num,
 346                                      EC_POINT *[], BN_CTX *);
 347 int ec_GFp_simple_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 348                             const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 349 int ec_GFp_simple_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 350                             BN_CTX *);
 351
 352 /* method functions in ecp_mont.c */
 353 int ec_GFp_mont_group_init(EC_GROUP *);
 354 int ec_GFp_mont_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
 355                                 const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 356 void ec_GFp_mont_group_finish(EC_GROUP *);
 357 void ec_GFp_mont_group_clear_finish(EC_GROUP *);
 358 int ec_GFp_mont_group_copy(EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
 359 int ec_GFp_mont_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 360                           const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 361 int ec_GFp_mont_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 362                           BN_CTX *);
 363 int ec_GFp_mont_field_encode(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 364                              BN_CTX *);
 365 int ec_GFp_mont_field_decode(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 366                              BN_CTX *);
 367 int ec_GFp_mont_field_set_to_one(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, BN_CTX *);
 368
 369 /* method functions in ecp_nist.c */
 370 int ec_GFp_nist_group_copy(EC_GROUP *dest, const EC_GROUP *src);
 371 int ec_GFp_nist_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
 372                                 const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 373 int ec_GFp_nist_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 374                           const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 375 int ec_GFp_nist_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 376                           BN_CTX *);
 377
 378 /* method functions in ec2_smpl.c */
 379 int ec_GF2m_simple_group_init(EC_GROUP *);
 380 void ec_GF2m_simple_group_finish(EC_GROUP *);
 381 void ec_GF2m_simple_group_clear_finish(EC_GROUP *);
 382 int ec_GF2m_simple_group_copy(EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
 383 int ec_GF2m_simple_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p,
 384                                    const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
 385                                    BN_CTX *);
 386 int ec_GF2m_simple_group_get_curve(const EC_GROUP *, BIGNUM *p, BIGNUM *a,
 387                                    BIGNUM *b, BN_CTX *);
 388 int ec_GF2m_simple_group_get_degree(const EC_GROUP *);
 389 int ec_GF2m_simple_group_check_discriminant(const EC_GROUP *, BN_CTX *);
 390 int ec_GF2m_simple_point_init(EC_POINT *);
 391 void ec_GF2m_simple_point_finish(EC_POINT *);
 392 void ec_GF2m_simple_point_clear_finish(EC_POINT *);
 393 int ec_GF2m_simple_point_copy(EC_POINT *, const EC_POINT *);
 394 int ec_GF2m_simple_point_set_to_infinity(const EC_GROUP *, EC_POINT *);
 395 int ec_GF2m_simple_point_set_affine_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 396                                                 const BIGNUM *x,
 397                                                 const BIGNUM *y, BN_CTX *);
 398 int ec_GF2m_simple_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *,
 399                                                 const EC_POINT *, BIGNUM *x,
 400                                                 BIGNUM *y, BN_CTX *);
 401 int ec_GF2m_simple_set_compressed_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 402                                               const BIGNUM *x, int y_bit,
 403                                               BN_CTX *);
 404 size_t ec_GF2m_simple_point2oct(const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
 405                                 point_conversion_form_t form,
 406                                 unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
 407 int ec_GF2m_simple_oct2point(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 408                              const unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
 409 int ec_GF2m_simple_add(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 410                        const EC_POINT *b, BN_CTX *);
 411 int ec_GF2m_simple_dbl(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 412                        BN_CTX *);
 413 int ec_GF2m_simple_invert(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 414 int ec_GF2m_simple_is_at_infinity(const EC_GROUP *, const EC_POINT *);
 415 int ec_GF2m_simple_is_on_curve(const EC_GROUP *, const EC_POINT *, BN_CTX *);
 416 int ec_GF2m_simple_cmp(const EC_GROUP *, const EC_POINT *a, const EC_POINT *b,
 417                        BN_CTX *);
 418 int ec_GF2m_simple_make_affine(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 419 int ec_GF2m_simple_points_make_affine(const EC_GROUP *, size_t num,
 420                                       EC_POINT *[], BN_CTX *);
 421 int ec_GF2m_simple_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 422                              const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 423 int ec_GF2m_simple_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 424                              BN_CTX *);
 425 int ec_GF2m_simple_field_div(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 426                              const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 427
 428 /* method functions in ec2_mult.c */
 429 int ec_GF2m_simple_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 430                        const BIGNUM *scalar, size_t num,
 431                        const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 432                        BN_CTX *);
 433 int ec_GF2m_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
 434 int ec_GF2m_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 435
 436 #ifndef OPENSSL_NO_EC_NISTP_64_GCC_128
 437 /* method functions in ecp_nistp224.c */
 438 int ec_GFp_nistp224_group_init(EC_GROUP *group);
 439 int ec_GFp_nistp224_group_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p,
 440                                     const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,
 441                                     BN_CTX *);
 442 int ec_GFp_nistp224_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *group,
 443                                                  const EC_POINT *point,
 444                                                  BIGNUM *x, BIGNUM *y,
 445                                                  BN_CTX *ctx);
 446 int ec_GFp_nistp224_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 447                         const BIGNUM *scalar, size_t num,
 448                         const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 449                         BN_CTX *);
 450 int ec_GFp_nistp224_points_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 451                                const BIGNUM *scalar, size_t num,
 452                                const EC_POINT *points[],
 453                                const BIGNUM *scalars[], BN_CTX *ctx);
 454 int ec_GFp_nistp224_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
 455 int ec_GFp_nistp224_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 456
 457 /* method functions in ecp_nistp256.c */
 458 int ec_GFp_nistp256_group_init(EC_GROUP *group);
 459 int ec_GFp_nistp256_group_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p,
 460                                     const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,
 461                                     BN_CTX *);
 462 int ec_GFp_nistp256_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *group,
 463                                                  const EC_POINT *point,
 464                                                  BIGNUM *x, BIGNUM *y,
 465                                                  BN_CTX *ctx);
 466 int ec_GFp_nistp256_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 467                         const BIGNUM *scalar, size_t num,
 468                         const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 469                         BN_CTX *);
 470 int ec_GFp_nistp256_points_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 471                                const BIGNUM *scalar, size_t num,
 472                                const EC_POINT *points[],
 473                                const BIGNUM *scalars[], BN_CTX *ctx);
 474 int ec_GFp_nistp256_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
 475 int ec_GFp_nistp256_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 476
 477 /* method functions in ecp_nistp521.c */
 478 int ec_GFp_nistp521_group_init(EC_GROUP *group);
 479 int ec_GFp_nistp521_group_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p,
 480                                     const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,
 481                                     BN_CTX *);
 482 int ec_GFp_nistp521_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *group,
 483                                                  const EC_POINT *point,
 484                                                  BIGNUM *x, BIGNUM *y,
 485                                                  BN_CTX *ctx);
 486 int ec_GFp_nistp521_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 487                         const BIGNUM *scalar, size_t num,
 488                         const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 489                         BN_CTX *);
 490 int ec_GFp_nistp521_points_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 491                                const BIGNUM *scalar, size_t num,
 492                                const EC_POINT *points[],
 493                                const BIGNUM *scalars[], BN_CTX *ctx);
 494 int ec_GFp_nistp521_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
 495 int ec_GFp_nistp521_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 496
 497 /* utility functions in ecp_nistputil.c */
 498 void ec_GFp_nistp_points_make_affine_internal(size_t num, void *point_array,
 499                                               size_t felem_size,
 500                                               void *tmp_felems,
 501                                               void (*felem_one) (void *out),
 502                                               int (*felem_is_zero) (const void
 503                                                                     *in),
 504                                               void (*felem_assign) (void *out,
 505                                                                     const void
 506                                                                     *in),
 507                                               void (*felem_square) (void *out,
 508                                                                     const void
 509                                                                     *in),
 510                                               void (*felem_mul) (void *out,
 511                                                                  const void
 512                                                                  *in1,
 513                                                                  const void
 514                                                                  *in2),
 515                                               void (*felem_inv) (void *out,
 516                                                                  const void
 517                                                                  *in),
 518                                               void (*felem_contract) (void
 519                                                                       *out,
 520                                                                       const
 521                                                                       void
 522                                                                       *in));
 523 void ec_GFp_nistp_recode_scalar_bits(unsigned char *sign,
 524                                      unsigned char *digit, unsigned char in);
 525 #endif
 526 int ec_group_simple_order_bits(const EC_GROUP *group);
 527
 528 #ifdef ECP_NISTZ256_ASM
 529 /** Returns GFp methods using montgomery multiplication, with x86-64 optimized
 530  * P256. See http://eprint.iacr.org/2013/816.
 531  *  \return  EC_METHOD object
 532  */
 533 const EC_METHOD *EC_GFp_nistz256_method(void);
 534 #endif
 535
 536 size_t ec_key_simple_priv2oct(const EC_KEY *eckey,
 537                               unsigned char *buf, size_t len);
 538 int ec_key_simple_oct2priv(EC_KEY *eckey, const unsigned char *buf, size_t len);
 539 int ec_key_simple_generate_key(EC_KEY *eckey);
 540 int ec_key_simple_generate_public_key(EC_KEY *eckey);
 541 int ec_key_simple_check_key(const EC_KEY *eckey);
 542
 543 /* EC_METHOD definitions */
 544
 545 struct ec_key_method_st {
 546     const char *name;
 547     int32_t flags;
 548     int (*init)(EC_KEY *key);
 549     void (*finish)(EC_KEY *key);
 550     int (*copy)(EC_KEY *dest, const EC_KEY *src);
 551     int (*set_group)(EC_KEY *key, const EC_GROUP *grp);
 552     int (*set_private)(EC_KEY *key, const BIGNUM *priv_key);
 553     int (*set_public)(EC_KEY *key, const EC_POINT *pub_key);
 554     int (*keygen)(EC_KEY *key);
 555     int (*compute_key)(unsigned char **pout, size_t *poutlen,
 556                        const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *ecdh);
 557     int (*sign)(int type, const unsigned char *dgst, int dlen, unsigned char
 558                 *sig, unsigned int *siglen, const BIGNUM *kinv,
 559                 const BIGNUM *r, EC_KEY *eckey);
 560     int (*sign_setup)(EC_KEY *eckey, BN_CTX *ctx_in, BIGNUM **kinvp,
 561                       BIGNUM **rp);
 562     ECDSA_SIG *(*sign_sig)(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 563                            const BIGNUM *in_kinv, const BIGNUM *in_r,
 564                            EC_KEY *eckey);
 565
 566     int (*verify)(int type, const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 567                   const unsigned char *sigbuf, int sig_len, EC_KEY *eckey);
 568     int (*verify_sig)(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 569                       const ECDSA_SIG *sig, EC_KEY *eckey);
 570 };
 571
 572 #define EC_KEY_METHOD_DYNAMIC   1
 573
 574 int ossl_ec_key_gen(EC_KEY *eckey);
 575 int ossl_ecdh_compute_key(unsigned char **pout, size_t *poutlen,
 576                           const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *ecdh);
 577 int ecdh_simple_compute_key(unsigned char **pout, size_t *poutlen,
 578                             const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *ecdh);
 579
 580 struct ECDSA_SIG_st {
 581     BIGNUM *r;
 582     BIGNUM *s;
 583 };
 584
 585 int ossl_ecdsa_sign_setup(EC_KEY *eckey, BN_CTX *ctx_in, BIGNUM **kinvp,
 586                           BIGNUM **rp);
 587 int ossl_ecdsa_sign(int type, const unsigned char *dgst, int dlen,
 588                     unsigned char *sig, unsigned int *siglen,
 589                     const BIGNUM *kinv, const BIGNUM *r, EC_KEY *eckey);
 590 ECDSA_SIG *ossl_ecdsa_sign_sig(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 591                                const BIGNUM *in_kinv, const BIGNUM *in_r,
 592                                EC_KEY *eckey);
 593 int ossl_ecdsa_verify(int type, const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 594                       const unsigned char *sigbuf, int sig_len, EC_KEY *eckey);
 595 int ossl_ecdsa_verify_sig(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 596                           const ECDSA_SIG *sig, EC_KEY *eckey);
 597
 598 int ED25519_sign(uint8_t *out_sig, const uint8_t *message, size_t message_len,
 599                  const uint8_t public_key[32], const uint8_t private_key[32]);
 600 int ED25519_verify(const uint8_t *message, size_t message_len,
 601                    const uint8_t signature[64], const uint8_t public_key[32]);
 602 void ED25519_public_from_private(uint8_t out_public_key[32],
 603                                  const uint8_t private_key[32]);
 604
 605 int X25519(uint8_t out_shared_key[32], const uint8_t private_key[32],
 606            const uint8_t peer_public_value[32]);
 607 void X25519_public_from_private(uint8_t out_public_value[32],
 608                                 const uint8_t private_key[32]);
 609
 610 int EC_GROUP_do_inverse_ord(const EC_GROUP *group, BIGNUM *res,
 611                             BIGNUM *x, BN_CTX *ctx);