Remove old EC based X25519 code.
[openssl.git] / crypto / ec / ec_lcl.h
1 /*
2  * Copyright 2001-2016 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
3  *
4  * Licensed under the OpenSSL license (the "License").  You may not use
5  * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
6  * in the file LICENSE in the source distribution or at
7  * https://www.openssl.org/source/license.html
8  */
9
10 /* ====================================================================
11  * Copyright 2002 Sun Microsystems, Inc. ALL RIGHTS RESERVED.
12  *
13  * Portions of the attached software ("Contribution") are developed by
14  * SUN MICROSYSTEMS, INC., and are contributed to the OpenSSL project.
15  *
16  * The Contribution is licensed pursuant to the OpenSSL open source
17  * license provided above.
18  *
19  * The elliptic curve binary polynomial software is originally written by
20  * Sheueling Chang Shantz and Douglas Stebila of Sun Microsystems Laboratories.
21  *
22  */
23
24 #include <stdlib.h>
25
26 #include <openssl/obj_mac.h>
27 #include <openssl/ec.h>
28 #include <openssl/bn.h>
29
30 #include "e_os.h"
31
32 #if defined(__SUNPRO_C)
33 # if __SUNPRO_C >= 0x520
34 #  pragma error_messages (off,E_ARRAY_OF_INCOMPLETE_NONAME,E_ARRAY_OF_INCOMPLETE)
35 # endif
36 #endif
37
38 /* Use default functions for poin2oct, oct2point and compressed coordinates */
39 #define EC_FLAGS_DEFAULT_OCT    0x1
40
41 /* Use custom formats for EC_GROUP, EC_POINT and EC_KEY */
42 #define EC_FLAGS_CUSTOM_CURVE   0x2
43
44 /* Curve does not support signing operations */
45 #define EC_FLAGS_NO_SIGN        0x4
46
47 /*
48  * Structure details are not part of the exported interface, so all this may
49  * change in future versions.
50  */
51
52 struct ec_method_st {
53     /* Various method flags */
54     int flags;
55     /* used by EC_METHOD_get_field_type: */
56     int field_type;             /* a NID */
57     /*
58      * used by EC_GROUP_new, EC_GROUP_free, EC_GROUP_clear_free,
59      * EC_GROUP_copy:
60      */
61     int (*group_init) (EC_GROUP *);
62     void (*group_finish) (EC_GROUP *);
63     void (*group_clear_finish) (EC_GROUP *);
64     int (*group_copy) (EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
65     /* used by EC_GROUP_set_curve_GFp, EC_GROUP_get_curve_GFp, */
66     /* EC_GROUP_set_curve_GF2m, and EC_GROUP_get_curve_GF2m: */
67     int (*group_set_curve) (EC_GROUP *, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
68                             const BIGNUM *b, BN_CTX *);
69     int (*group_get_curve) (const EC_GROUP *, BIGNUM *p, BIGNUM *a, BIGNUM *b,
70                             BN_CTX *);
71     /* used by EC_GROUP_get_degree: */
72     int (*group_get_degree) (const EC_GROUP *);
73     int (*group_order_bits) (const EC_GROUP *);
74     /* used by EC_GROUP_check: */
75     int (*group_check_discriminant) (const EC_GROUP *, BN_CTX *);
76     /*
77      * used by EC_POINT_new, EC_POINT_free, EC_POINT_clear_free,
78      * EC_POINT_copy:
79      */
80     int (*point_init) (EC_POINT *);
81     void (*point_finish) (EC_POINT *);
82     void (*point_clear_finish) (EC_POINT *);
83     int (*point_copy) (EC_POINT *, const EC_POINT *);
84     /*-
85      * used by EC_POINT_set_to_infinity,
86      * EC_POINT_set_Jprojective_coordinates_GFp,
87      * EC_POINT_get_Jprojective_coordinates_GFp,
88      * EC_POINT_set_affine_coordinates_GFp,     ..._GF2m,
89      * EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp,     ..._GF2m,
90      * EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp, ..._GF2m:
91      */
92     int (*point_set_to_infinity) (const EC_GROUP *, EC_POINT *);
93     int (*point_set_Jprojective_coordinates_GFp) (const EC_GROUP *,
94                                                   EC_POINT *, const BIGNUM *x,
95                                                   const BIGNUM *y,
96                                                   const BIGNUM *z, BN_CTX *);
97     int (*point_get_Jprojective_coordinates_GFp) (const EC_GROUP *,
98                                                   const EC_POINT *, BIGNUM *x,
99                                                   BIGNUM *y, BIGNUM *z,
100                                                   BN_CTX *);
101     int (*point_set_affine_coordinates) (const EC_GROUP *, EC_POINT *,
102                                          const BIGNUM *x, const BIGNUM *y,
103                                          BN_CTX *);
104     int (*point_get_affine_coordinates) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
105                                          BIGNUM *x, BIGNUM *y, BN_CTX *);
106     int (*point_set_compressed_coordinates) (const EC_GROUP *, EC_POINT *,
107                                              const BIGNUM *x, int y_bit,
108                                              BN_CTX *);
109     /* used by EC_POINT_point2oct, EC_POINT_oct2point: */
110     size_t (*point2oct) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
111                          point_conversion_form_t form, unsigned char *buf,
112                          size_t len, BN_CTX *);
113     int (*oct2point) (const EC_GROUP *, EC_POINT *, const unsigned char *buf,
114                       size_t len, BN_CTX *);
115     /* used by EC_POINT_add, EC_POINT_dbl, ECP_POINT_invert: */
116     int (*add) (const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
117                 const EC_POINT *b, BN_CTX *);
118     int (*dbl) (const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a, BN_CTX *);
119     int (*invert) (const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
120     /*
121      * used by EC_POINT_is_at_infinity, EC_POINT_is_on_curve, EC_POINT_cmp:
122      */
123     int (*is_at_infinity) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *);
124     int (*is_on_curve) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *, BN_CTX *);
125     int (*point_cmp) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *a, const EC_POINT *b,
126                       BN_CTX *);
127     /* used by EC_POINT_make_affine, EC_POINTs_make_affine: */
128     int (*make_affine) (const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
129     int (*points_make_affine) (const EC_GROUP *, size_t num, EC_POINT *[],
130                                BN_CTX *);
131     /*
132      * used by EC_POINTs_mul, EC_POINT_mul, EC_POINT_precompute_mult,
133      * EC_POINT_have_precompute_mult (default implementations are used if the
134      * 'mul' pointer is 0):
135      */
136     int (*mul) (const EC_GROUP *group, EC_POINT *r, const BIGNUM *scalar,
137                 size_t num, const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
138                 BN_CTX *);
139     int (*precompute_mult) (EC_GROUP *group, BN_CTX *);
140     int (*have_precompute_mult) (const EC_GROUP *group);
141     /* internal functions */
142     /*
143      * 'field_mul', 'field_sqr', and 'field_div' can be used by 'add' and
144      * 'dbl' so that the same implementations of point operations can be used
145      * with different optimized implementations of expensive field
146      * operations:
147      */
148     int (*field_mul) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
149                       const BIGNUM *b, BN_CTX *);
150     int (*field_sqr) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a, BN_CTX *);
151     int (*field_div) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
152                       const BIGNUM *b, BN_CTX *);
153     /* e.g. to Montgomery */
154     int (*field_encode) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
155                          BN_CTX *);
156     /* e.g. from Montgomery */
157     int (*field_decode) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
158                          BN_CTX *);
159     int (*field_set_to_one) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, BN_CTX *);
160     /* private key operations */
161     size_t (*priv2oct)(const EC_KEY *eckey, unsigned char *buf, size_t len);
162     int (*oct2priv)(EC_KEY *eckey, const unsigned char *buf, size_t len);
163     int (*set_private)(EC_KEY *eckey, const BIGNUM *priv_key);
164     int (*keygen)(EC_KEY *eckey);
165     int (*keycheck)(const EC_KEY *eckey);
166     int (*keygenpub)(EC_KEY *eckey);
167     int (*keycopy)(EC_KEY *dst, const EC_KEY *src);
168     void (*keyfinish)(EC_KEY *eckey);
169     /* custom ECDH operation */
170     int (*ecdh_compute_key)(unsigned char **pout, size_t *poutlen,
171                             const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *ecdh);
172 } /* EC_METHOD */ ;
173
174 /*
175  * Types and functions to manipulate pre-computed values.
176  */
177 typedef struct nistp224_pre_comp_st NISTP224_PRE_COMP;
178 typedef struct nistp256_pre_comp_st NISTP256_PRE_COMP;
179 typedef struct nistp521_pre_comp_st NISTP521_PRE_COMP;
180 typedef struct nistz256_pre_comp_st NISTZ256_PRE_COMP;
181 typedef struct ec_pre_comp_st EC_PRE_COMP;
182
183 struct ec_group_st {
184     const EC_METHOD *meth;
185     EC_POINT *generator;        /* optional */
186     BIGNUM *order, *cofactor;
187     int curve_name;             /* optional NID for named curve */
188     int asn1_flag;              /* flag to control the asn1 encoding */
189     point_conversion_form_t asn1_form;
190     unsigned char *seed;        /* optional seed for parameters (appears in
191                                  * ASN1) */
192     size_t seed_len;
193     /*
194      * The following members are handled by the method functions, even if
195      * they appear generic
196      */
197     /*
198      * Field specification. For curves over GF(p), this is the modulus; for
199      * curves over GF(2^m), this is the irreducible polynomial defining the
200      * field.
201      */
202     BIGNUM *field;
203     /*
204      * Field specification for curves over GF(2^m). The irreducible f(t) is
205      * then of the form: t^poly[0] + t^poly[1] + ... + t^poly[k] where m =
206      * poly[0] > poly[1] > ... > poly[k] = 0. The array is terminated with
207      * poly[k+1]=-1. All elliptic curve irreducibles have at most 5 non-zero
208      * terms.
209      */
210     int poly[6];
211     /*
212      * Curve coefficients. (Here the assumption is that BIGNUMs can be used
213      * or abused for all kinds of fields, not just GF(p).) For characteristic
214      * > 3, the curve is defined by a Weierstrass equation of the form y^2 =
215      * x^3 + a*x + b. For characteristic 2, the curve is defined by an
216      * equation of the form y^2 + x*y = x^3 + a*x^2 + b.
217      */
218     BIGNUM *a, *b;
219     /* enable optimized point arithmetics for special case */
220     int a_is_minus3;
221     /* method-specific (e.g., Montgomery structure) */
222     void *field_data1;
223     /* method-specific */
224     void *field_data2;
225     /* method-specific */
226     int (*field_mod_func) (BIGNUM *, const BIGNUM *, const BIGNUM *,
227                            BN_CTX *);
228     /* data for ECDSA inverse */
229     BN_MONT_CTX *mont_data;
230
231     /* precomputed values for speed. */
232     enum {
233         pct_none,
234         pct_nistp224, pct_nistp256, pct_nistp521, pct_nistz256,
235         pct_ec } pre_comp_type;
236     union {
237         NISTP224_PRE_COMP *nistp224;
238         NISTP256_PRE_COMP *nistp256;
239         NISTP521_PRE_COMP *nistp521;
240         NISTZ256_PRE_COMP *nistz256;
241         EC_PRE_COMP *ec;
242     } pre_comp;
243 } /* EC_GROUP */ ;
244
245 #define SETPRECOMP(g, type, pre) \
246     g->pre_comp_type = pct_##type, g->pre_comp.type = pre
247 #define HAVEPRECOMP(g, type) \
248     g->pre_comp_type == pct_##type && g->pre_comp.type != NULL
249
250 struct ec_key_st {
251     const EC_KEY_METHOD *meth;
252     ENGINE *engine;
253     int version;
254     EC_GROUP *group;
255     EC_POINT *pub_key;
256     BIGNUM *priv_key;
257     unsigned int enc_flag;
258     point_conversion_form_t conv_form;
259     int references;
260     int flags;
261     CRYPTO_EX_DATA ex_data;
262     CRYPTO_RWLOCK *lock;
263 } /* EC_KEY */ ;
264
265 struct ec_point_st {
266     const EC_METHOD *meth;
267     /*
268      * All members except 'meth' are handled by the method functions, even if
269      * they appear generic
270      */
271     BIGNUM *X;
272     BIGNUM *Y;
273     BIGNUM *Z;                  /* Jacobian projective coordinates: * (X, Y,
274                                  * Z) represents (X/Z^2, Y/Z^3) if Z != 0 */
275     int Z_is_one;               /* enable optimized point arithmetics for
276                                  * special case */
277 } /* EC_POINT */ ;
278
279 NISTP224_PRE_COMP *EC_nistp224_pre_comp_dup(NISTP224_PRE_COMP *);
280 NISTP256_PRE_COMP *EC_nistp256_pre_comp_dup(NISTP256_PRE_COMP *);
281 NISTP521_PRE_COMP *EC_nistp521_pre_comp_dup(NISTP521_PRE_COMP *);
282 NISTZ256_PRE_COMP *EC_nistz256_pre_comp_dup(NISTZ256_PRE_COMP *);
283 NISTP256_PRE_COMP *EC_nistp256_pre_comp_dup(NISTP256_PRE_COMP *);
284 EC_PRE_COMP *EC_ec_pre_comp_dup(EC_PRE_COMP *);
285
286 void EC_pre_comp_free(EC_GROUP *group);
287 void EC_nistp224_pre_comp_free(NISTP224_PRE_COMP *);
288 void EC_nistp256_pre_comp_free(NISTP256_PRE_COMP *);
289 void EC_nistp521_pre_comp_free(NISTP521_PRE_COMP *);
290 void EC_nistz256_pre_comp_free(NISTZ256_PRE_COMP *);
291 void EC_ec_pre_comp_free(EC_PRE_COMP *);
292
293 /*
294  * method functions in ec_mult.c (ec_lib.c uses these as defaults if
295  * group->method->mul is 0)
296  */
297 int ec_wNAF_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r, const BIGNUM *scalar,
298                 size_t num, const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
299                 BN_CTX *);
300 int ec_wNAF_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *);
301 int ec_wNAF_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
302
303 /* method functions in ecp_smpl.c */
304 int ec_GFp_simple_group_init(EC_GROUP *);
305 void ec_GFp_simple_group_finish(EC_GROUP *);
306 void ec_GFp_simple_group_clear_finish(EC_GROUP *);
307 int ec_GFp_simple_group_copy(EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
308 int ec_GFp_simple_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p,
309                                   const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, BN_CTX *);
310 int ec_GFp_simple_group_get_curve(const EC_GROUP *, BIGNUM *p, BIGNUM *a,
311                                   BIGNUM *b, BN_CTX *);
312 int ec_GFp_simple_group_get_degree(const EC_GROUP *);
313 int ec_GFp_simple_group_check_discriminant(const EC_GROUP *, BN_CTX *);
314 int ec_GFp_simple_point_init(EC_POINT *);
315 void ec_GFp_simple_point_finish(EC_POINT *);
316 void ec_GFp_simple_point_clear_finish(EC_POINT *);
317 int ec_GFp_simple_point_copy(EC_POINT *, const EC_POINT *);
318 int ec_GFp_simple_point_set_to_infinity(const EC_GROUP *, EC_POINT *);
319 int ec_GFp_simple_set_Jprojective_coordinates_GFp(const EC_GROUP *,
320                                                   EC_POINT *, const BIGNUM *x,
321                                                   const BIGNUM *y,
322                                                   const BIGNUM *z, BN_CTX *);
323 int ec_GFp_simple_get_Jprojective_coordinates_GFp(const EC_GROUP *,
324                                                   const EC_POINT *, BIGNUM *x,
325                                                   BIGNUM *y, BIGNUM *z,
326                                                   BN_CTX *);
327 int ec_GFp_simple_point_set_affine_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
328                                                const BIGNUM *x,
329                                                const BIGNUM *y, BN_CTX *);
330 int ec_GFp_simple_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *,
331                                                const EC_POINT *, BIGNUM *x,
332                                                BIGNUM *y, BN_CTX *);
333 int ec_GFp_simple_set_compressed_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
334                                              const BIGNUM *x, int y_bit,
335                                              BN_CTX *);
336 size_t ec_GFp_simple_point2oct(const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
337                                point_conversion_form_t form,
338                                unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
339 int ec_GFp_simple_oct2point(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
340                             const unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
341 int ec_GFp_simple_add(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
342                       const EC_POINT *b, BN_CTX *);
343 int ec_GFp_simple_dbl(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
344                       BN_CTX *);
345 int ec_GFp_simple_invert(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
346 int ec_GFp_simple_is_at_infinity(const EC_GROUP *, const EC_POINT *);
347 int ec_GFp_simple_is_on_curve(const EC_GROUP *, const EC_POINT *, BN_CTX *);
348 int ec_GFp_simple_cmp(const EC_GROUP *, const EC_POINT *a, const EC_POINT *b,
349                       BN_CTX *);
350 int ec_GFp_simple_make_affine(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
351 int ec_GFp_simple_points_make_affine(const EC_GROUP *, size_t num,
352                                      EC_POINT *[], BN_CTX *);
353 int ec_GFp_simple_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
354                             const BIGNUM *b, BN_CTX *);
355 int ec_GFp_simple_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
356                             BN_CTX *);
357
358 /* method functions in ecp_mont.c */
359 int ec_GFp_mont_group_init(EC_GROUP *);
360 int ec_GFp_mont_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
361                                 const BIGNUM *b, BN_CTX *);
362 void ec_GFp_mont_group_finish(EC_GROUP *);
363 void ec_GFp_mont_group_clear_finish(EC_GROUP *);
364 int ec_GFp_mont_group_copy(EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
365 int ec_GFp_mont_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
366                           const BIGNUM *b, BN_CTX *);
367 int ec_GFp_mont_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
368                           BN_CTX *);
369 int ec_GFp_mont_field_encode(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
370                              BN_CTX *);
371 int ec_GFp_mont_field_decode(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
372                              BN_CTX *);
373 int ec_GFp_mont_field_set_to_one(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, BN_CTX *);
374
375 /* method functions in ecp_nist.c */
376 int ec_GFp_nist_group_copy(EC_GROUP *dest, const EC_GROUP *src);
377 int ec_GFp_nist_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
378                                 const BIGNUM *b, BN_CTX *);
379 int ec_GFp_nist_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
380                           const BIGNUM *b, BN_CTX *);
381 int ec_GFp_nist_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
382                           BN_CTX *);
383
384 /* method functions in ec2_smpl.c */
385 int ec_GF2m_simple_group_init(EC_GROUP *);
386 void ec_GF2m_simple_group_finish(EC_GROUP *);
387 void ec_GF2m_simple_group_clear_finish(EC_GROUP *);
388 int ec_GF2m_simple_group_copy(EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
389 int ec_GF2m_simple_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p,
390                                    const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
391                                    BN_CTX *);
392 int ec_GF2m_simple_group_get_curve(const EC_GROUP *, BIGNUM *p, BIGNUM *a,
393                                    BIGNUM *b, BN_CTX *);
394 int ec_GF2m_simple_group_get_degree(const EC_GROUP *);
395 int ec_GF2m_simple_group_check_discriminant(const EC_GROUP *, BN_CTX *);
396 int ec_GF2m_simple_point_init(EC_POINT *);
397 void ec_GF2m_simple_point_finish(EC_POINT *);
398 void ec_GF2m_simple_point_clear_finish(EC_POINT *);
399 int ec_GF2m_simple_point_copy(EC_POINT *, const EC_POINT *);
400 int ec_GF2m_simple_point_set_to_infinity(const EC_GROUP *, EC_POINT *);
401 int ec_GF2m_simple_point_set_affine_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
402                                                 const BIGNUM *x,
403                                                 const BIGNUM *y, BN_CTX *);
404 int ec_GF2m_simple_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *,
405                                                 const EC_POINT *, BIGNUM *x,
406                                                 BIGNUM *y, BN_CTX *);
407 int ec_GF2m_simple_set_compressed_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
408                                               const BIGNUM *x, int y_bit,
409                                               BN_CTX *);
410 size_t ec_GF2m_simple_point2oct(const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
411                                 point_conversion_form_t form,
412                                 unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
413 int ec_GF2m_simple_oct2point(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
414                              const unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
415 int ec_GF2m_simple_add(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
416                        const EC_POINT *b, BN_CTX *);
417 int ec_GF2m_simple_dbl(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
418                        BN_CTX *);
419 int ec_GF2m_simple_invert(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
420 int ec_GF2m_simple_is_at_infinity(const EC_GROUP *, const EC_POINT *);
421 int ec_GF2m_simple_is_on_curve(const EC_GROUP *, const EC_POINT *, BN_CTX *);
422 int ec_GF2m_simple_cmp(const EC_GROUP *, const EC_POINT *a, const EC_POINT *b,
423                        BN_CTX *);
424 int ec_GF2m_simple_make_affine(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
425 int ec_GF2m_simple_points_make_affine(const EC_GROUP *, size_t num,
426                                       EC_POINT *[], BN_CTX *);
427 int ec_GF2m_simple_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
428                              const BIGNUM *b, BN_CTX *);
429 int ec_GF2m_simple_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
430                              BN_CTX *);
431 int ec_GF2m_simple_field_div(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
432                              const BIGNUM *b, BN_CTX *);
433
434 /* method functions in ec2_mult.c */
435 int ec_GF2m_simple_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
436                        const BIGNUM *scalar, size_t num,
437                        const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
438                        BN_CTX *);
439 int ec_GF2m_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
440 int ec_GF2m_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
441
442 #ifndef OPENSSL_NO_EC_NISTP_64_GCC_128
443 /* method functions in ecp_nistp224.c */
444 int ec_GFp_nistp224_group_init(EC_GROUP *group);
445 int ec_GFp_nistp224_group_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p,
446                                     const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,
447                                     BN_CTX *);
448 int ec_GFp_nistp224_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *group,
449                                                  const EC_POINT *point,
450                                                  BIGNUM *x, BIGNUM *y,
451                                                  BN_CTX *ctx);
452 int ec_GFp_nistp224_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
453                         const BIGNUM *scalar, size_t num,
454                         const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
455                         BN_CTX *);
456 int ec_GFp_nistp224_points_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
457                                const BIGNUM *scalar, size_t num,
458                                const EC_POINT *points[],
459                                const BIGNUM *scalars[], BN_CTX *ctx);
460 int ec_GFp_nistp224_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
461 int ec_GFp_nistp224_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
462
463 /* method functions in ecp_nistp256.c */
464 int ec_GFp_nistp256_group_init(EC_GROUP *group);
465 int ec_GFp_nistp256_group_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p,
466                                     const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,
467                                     BN_CTX *);
468 int ec_GFp_nistp256_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *group,
469                                                  const EC_POINT *point,
470                                                  BIGNUM *x, BIGNUM *y,
471                                                  BN_CTX *ctx);
472 int ec_GFp_nistp256_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
473                         const BIGNUM *scalar, size_t num,
474                         const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
475                         BN_CTX *);
476 int ec_GFp_nistp256_points_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
477                                const BIGNUM *scalar, size_t num,
478                                const EC_POINT *points[],
479                                const BIGNUM *scalars[], BN_CTX *ctx);
480 int ec_GFp_nistp256_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
481 int ec_GFp_nistp256_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
482
483 /* method functions in ecp_nistp521.c */
484 int ec_GFp_nistp521_group_init(EC_GROUP *group);
485 int ec_GFp_nistp521_group_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p,
486                                     const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,
487                                     BN_CTX *);
488 int ec_GFp_nistp521_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *group,
489                                                  const EC_POINT *point,
490                                                  BIGNUM *x, BIGNUM *y,
491                                                  BN_CTX *ctx);
492 int ec_GFp_nistp521_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
493                         const BIGNUM *scalar, size_t num,
494                         const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
495                         BN_CTX *);
496 int ec_GFp_nistp521_points_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
497                                const BIGNUM *scalar, size_t num,
498                                const EC_POINT *points[],
499                                const BIGNUM *scalars[], BN_CTX *ctx);
500 int ec_GFp_nistp521_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
501 int ec_GFp_nistp521_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
502
503 /* utility functions in ecp_nistputil.c */
504 void ec_GFp_nistp_points_make_affine_internal(size_t num, void *point_array,
505                                               size_t felem_size,
506                                               void *tmp_felems,
507                                               void (*felem_one) (void *out),
508                                               int (*felem_is_zero) (const void
509                                                                     *in),
510                                               void (*felem_assign) (void *out,
511                                                                     const void
512                                                                     *in),
513                                               void (*felem_square) (void *out,
514                                                                     const void
515                                                                     *in),
516                                               void (*felem_mul) (void *out,
517                                                                  const void
518                                                                  *in1,
519                                                                  const void
520                                                                  *in2),
521                                               void (*felem_inv) (void *out,
522                                                                  const void
523                                                                  *in),
524                                               void (*felem_contract) (void
525                                                                       *out,
526                                                                       const
527                                                                       void
528                                                                       *in));
529 void ec_GFp_nistp_recode_scalar_bits(unsigned char *sign,
530                                      unsigned char *digit, unsigned char in);
531 #endif
532 int ec_precompute_mont_data(EC_GROUP *);
533 int ec_group_simple_order_bits(const EC_GROUP *group);
534
535 #ifdef ECP_NISTZ256_ASM
536 /** Returns GFp methods using montgomery multiplication, with x86-64 optimized
537  * P256. See http://eprint.iacr.org/2013/816.
538  *  \return  EC_METHOD object
539  */
540 const EC_METHOD *EC_GFp_nistz256_method(void);
541 #endif
542
543 size_t ec_key_simple_priv2oct(const EC_KEY *eckey,
544                               unsigned char *buf, size_t len);
545 int ec_key_simple_oct2priv(EC_KEY *eckey, const unsigned char *buf, size_t len);
546 int ec_key_simple_generate_key(EC_KEY *eckey);
547 int ec_key_simple_generate_public_key(EC_KEY *eckey);
548 int ec_key_simple_check_key(const EC_KEY *eckey);
549
550 /* EC_METHOD definitions */
551
552 struct ec_key_method_st {
553     const char *name;
554     int32_t flags;
555     int (*init)(EC_KEY *key);
556     void (*finish)(EC_KEY *key);
557     int (*copy)(EC_KEY *dest, const EC_KEY *src);
558     int (*set_group)(EC_KEY *key, const EC_GROUP *grp);
559     int (*set_private)(EC_KEY *key, const BIGNUM *priv_key);
560     int (*set_public)(EC_KEY *key, const EC_POINT *pub_key);
561     int (*keygen)(EC_KEY *key);
562     int (*compute_key)(unsigned char **pout, size_t *poutlen,
563                        const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *ecdh);
564     int (*sign)(int type, const unsigned char *dgst, int dlen, unsigned char
565                 *sig, unsigned int *siglen, const BIGNUM *kinv,
566                 const BIGNUM *r, EC_KEY *eckey);
567     int (*sign_setup)(EC_KEY *eckey, BN_CTX *ctx_in, BIGNUM **kinvp,
568                       BIGNUM **rp);
569     ECDSA_SIG *(*sign_sig)(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
570                            const BIGNUM *in_kinv, const BIGNUM *in_r,
571                            EC_KEY *eckey);
572
573     int (*verify)(int type, const unsigned char *dgst, int dgst_len,
574                   const unsigned char *sigbuf, int sig_len, EC_KEY *eckey);
575     int (*verify_sig)(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
576                       const ECDSA_SIG *sig, EC_KEY *eckey);
577 } /* EC_KEY_METHOD */ ;
578
579 #define EC_KEY_METHOD_DYNAMIC   1
580
581 int ossl_ec_key_gen(EC_KEY *eckey);
582 int ossl_ecdh_compute_key(unsigned char **pout, size_t *poutlen,
583                           const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *ecdh);
584 int ecdh_simple_compute_key(unsigned char **pout, size_t *poutlen,
585                             const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *ecdh);
586
587 struct ECDSA_SIG_st {
588     BIGNUM *r;
589     BIGNUM *s;
590 };
591
592 int ossl_ecdsa_sign_setup(EC_KEY *eckey, BN_CTX *ctx_in, BIGNUM **kinvp,
593                           BIGNUM **rp);
594 int ossl_ecdsa_sign(int type, const unsigned char *dgst, int dlen,
595                     unsigned char *sig, unsigned int *siglen,
596                     const BIGNUM *kinv, const BIGNUM *r, EC_KEY *eckey);
597 ECDSA_SIG *ossl_ecdsa_sign_sig(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
598                                const BIGNUM *in_kinv, const BIGNUM *in_r,
599                                EC_KEY *eckey);
600 int ossl_ecdsa_verify(int type, const unsigned char *dgst, int dgst_len,
601                       const unsigned char *sigbuf, int sig_len, EC_KEY *eckey);
602 int ossl_ecdsa_verify_sig(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
603                           const ECDSA_SIG *sig, EC_KEY *eckey);
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]);