crypto/ec/ecp_mont.c

   1 /*
   2  * Copyright 2001-2018 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
   3  * Copyright (c) 2002, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved
   4  *
   5  * Licensed under the Apache License 2.0 (the "License").  You may not use
   6  * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
   7  * in the file LICENSE in the source distribution or at
   8  * https://www.openssl.org/source/license.html
   9  */
  10
  11 /*
  12  * ECDSA low level APIs are deprecated for public use, but still ok for
  13  * internal use.
  14  */
  15 #include "internal/deprecated.h"
  16
  17 #include <openssl/err.h>
  18
  19 #include "ec_local.h"
  20
  21 const EC_METHOD *EC_GFp_mont_method(void)
  22 {
  23     static const EC_METHOD ret = {
  24         EC_FLAGS_DEFAULT_OCT,
  25         NID_X9_62_prime_field,
  26         ec_GFp_mont_group_init,
  27         ec_GFp_mont_group_finish,
  28         ec_GFp_mont_group_clear_finish,
  29         ec_GFp_mont_group_copy,
  30         ec_GFp_mont_group_set_curve,
  31         ec_GFp_simple_group_get_curve,
  32         ec_GFp_simple_group_get_degree,
  33         ec_group_simple_order_bits,
  34         ec_GFp_simple_group_check_discriminant,
  35         ec_GFp_simple_point_init,
  36         ec_GFp_simple_point_finish,
  37         ec_GFp_simple_point_clear_finish,
  38         ec_GFp_simple_point_copy,
  39         ec_GFp_simple_point_set_to_infinity,
  40         ec_GFp_simple_set_Jprojective_coordinates_GFp,
  41         ec_GFp_simple_get_Jprojective_coordinates_GFp,
  42         ec_GFp_simple_point_set_affine_coordinates,
  43         ec_GFp_simple_point_get_affine_coordinates,
  44         0, 0, 0,
  45         ec_GFp_simple_add,
  46         ec_GFp_simple_dbl,
  47         ec_GFp_simple_invert,
  48         ec_GFp_simple_is_at_infinity,
  49         ec_GFp_simple_is_on_curve,
  50         ec_GFp_simple_cmp,
  51         ec_GFp_simple_make_affine,
  52         ec_GFp_simple_points_make_affine,
  53         0 /* mul */ ,
  54         0 /* precompute_mult */ ,
  55         0 /* have_precompute_mult */ ,
  56         ec_GFp_mont_field_mul,
  57         ec_GFp_mont_field_sqr,
  58         0 /* field_div */ ,
  59         ec_GFp_mont_field_inv,
  60         ec_GFp_mont_field_encode,
  61         ec_GFp_mont_field_decode,
  62         ec_GFp_mont_field_set_to_one,
  63         ec_key_simple_priv2oct,
  64         ec_key_simple_oct2priv,
  65         0, /* set private */
  66         ec_key_simple_generate_key,
  67         ec_key_simple_check_key,
  68         ec_key_simple_generate_public_key,
  69         0, /* keycopy */
  70         0, /* keyfinish */
  71         ecdh_simple_compute_key,
  72         ecdsa_simple_sign_setup,
  73         ecdsa_simple_sign_sig,
  74         ecdsa_simple_verify_sig,
  75         0, /* field_inverse_mod_ord */
  76         ec_GFp_simple_blind_coordinates,
  77         ec_GFp_simple_ladder_pre,
  78         ec_GFp_simple_ladder_step,
  79         ec_GFp_simple_ladder_post
  80     };
  81
  82     return &ret;
  83 }
  84
  85 int ec_GFp_mont_group_init(EC_GROUP *group)
  86 {
  87     int ok;
  88
  89     ok = ec_GFp_simple_group_init(group);
  90     group->field_data1 = NULL;
  91     group->field_data2 = NULL;
  92     return ok;
  93 }
  94
  95 void ec_GFp_mont_group_finish(EC_GROUP *group)
  96 {
  97     BN_MONT_CTX_free(group->field_data1);
  98     group->field_data1 = NULL;
  99     BN_free(group->field_data2);
 100     group->field_data2 = NULL;
 101     ec_GFp_simple_group_finish(group);
 102 }
 103
 104 void ec_GFp_mont_group_clear_finish(EC_GROUP *group)
 105 {
 106     BN_MONT_CTX_free(group->field_data1);
 107     group->field_data1 = NULL;
 108     BN_clear_free(group->field_data2);
 109     group->field_data2 = NULL;
 110     ec_GFp_simple_group_clear_finish(group);
 111 }
 112
 113 int ec_GFp_mont_group_copy(EC_GROUP *dest, const EC_GROUP *src)
 114 {
 115     BN_MONT_CTX_free(dest->field_data1);
 116     dest->field_data1 = NULL;
 117     BN_clear_free(dest->field_data2);
 118     dest->field_data2 = NULL;
 119
 120     if (!ec_GFp_simple_group_copy(dest, src))
 121         return 0;
 122
 123     if (src->field_data1 != NULL) {
 124         dest->field_data1 = BN_MONT_CTX_new();
 125         if (dest->field_data1 == NULL)
 126             return 0;
 127         if (!BN_MONT_CTX_copy(dest->field_data1, src->field_data1))
 128             goto err;
 129     }
 130     if (src->field_data2 != NULL) {
 131         dest->field_data2 = BN_dup(src->field_data2);
 132         if (dest->field_data2 == NULL)
 133             goto err;
 134     }
 135
 136     return 1;
 137
 138  err:
 139     BN_MONT_CTX_free(dest->field_data1);
 140     dest->field_data1 = NULL;
 141     return 0;
 142 }
 143
 144 int ec_GFp_mont_group_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p,
 145                                 const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, BN_CTX *ctx)
 146 {
 147     BN_CTX *new_ctx = NULL;
 148     BN_MONT_CTX *mont = NULL;
 149     BIGNUM *one = NULL;
 150     int ret = 0;
 151
 152     BN_MONT_CTX_free(group->field_data1);
 153     group->field_data1 = NULL;
 154     BN_free(group->field_data2);
 155     group->field_data2 = NULL;
 156
 157     if (ctx == NULL) {
 158         ctx = new_ctx = BN_CTX_new_ex(group->libctx);
 159         if (ctx == NULL)
 160             return 0;
 161     }
 162
 163     mont = BN_MONT_CTX_new();
 164     if (mont == NULL)
 165         goto err;
 166     if (!BN_MONT_CTX_set(mont, p, ctx)) {
 167         ECerr(EC_F_EC_GFP_MONT_GROUP_SET_CURVE, ERR_R_BN_LIB);
 168         goto err;
 169     }
 170     one = BN_new();
 171     if (one == NULL)
 172         goto err;
 173     if (!BN_to_montgomery(one, BN_value_one(), mont, ctx))
 174         goto err;
 175
 176     group->field_data1 = mont;
 177     mont = NULL;
 178     group->field_data2 = one;
 179     one = NULL;
 180
 181     ret = ec_GFp_simple_group_set_curve(group, p, a, b, ctx);
 182
 183     if (!ret) {
 184         BN_MONT_CTX_free(group->field_data1);
 185         group->field_data1 = NULL;
 186         BN_free(group->field_data2);
 187         group->field_data2 = NULL;
 188     }
 189
 190  err:
 191     BN_free(one);
 192     BN_CTX_free(new_ctx);
 193     BN_MONT_CTX_free(mont);
 194     return ret;
 195 }
 196
 197 int ec_GFp_mont_field_mul(const EC_GROUP *group, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 198                           const BIGNUM *b, BN_CTX *ctx)
 199 {
 200     if (group->field_data1 == NULL) {
 201         ECerr(EC_F_EC_GFP_MONT_FIELD_MUL, EC_R_NOT_INITIALIZED);
 202         return 0;
 203     }
 204
 205     return BN_mod_mul_montgomery(r, a, b, group->field_data1, ctx);
 206 }
 207
 208 int ec_GFp_mont_field_sqr(const EC_GROUP *group, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 209                           BN_CTX *ctx)
 210 {
 211     if (group->field_data1 == NULL) {
 212         ECerr(EC_F_EC_GFP_MONT_FIELD_SQR, EC_R_NOT_INITIALIZED);
 213         return 0;
 214     }
 215
 216     return BN_mod_mul_montgomery(r, a, a, group->field_data1, ctx);
 217 }
 218
 219 /*-
 220  * Computes the multiplicative inverse of a in GF(p), storing the result in r.
 221  * If a is zero (or equivalent), you'll get a EC_R_CANNOT_INVERT error.
 222  * We have a Mont structure, so SCA hardening is FLT inversion.
 223  */
 224 int ec_GFp_mont_field_inv(const EC_GROUP *group, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 225                             BN_CTX *ctx)
 226 {
 227     BIGNUM *e = NULL;
 228     BN_CTX *new_ctx = NULL;
 229     int ret = 0;
 230
 231     if (group->field_data1 == NULL)
 232         return 0;
 233
 234     if (ctx == NULL
 235             && (ctx = new_ctx = BN_CTX_secure_new_ex(group->libctx)) == NULL)
 236         return 0;
 237
 238     BN_CTX_start(ctx);
 239     if ((e = BN_CTX_get(ctx)) == NULL)
 240         goto err;
 241
 242     /* Inverse in constant time with Fermats Little Theorem */
 243     if (!BN_set_word(e, 2))
 244         goto err;
 245     if (!BN_sub(e, group->field, e))
 246         goto err;
 247     /*-
 248      * Exponent e is public.
 249      * No need for scatter-gather or BN_FLG_CONSTTIME.
 250      */
 251     if (!BN_mod_exp_mont(r, a, e, group->field, ctx, group->field_data1))
 252         goto err;
 253
 254     /* throw an error on zero */
 255     if (BN_is_zero(r)) {
 256         ECerr(EC_F_EC_GFP_MONT_FIELD_INV, EC_R_CANNOT_INVERT);
 257         goto err;
 258     }
 259
 260     ret = 1;
 261
 262   err:
 263     BN_CTX_end(ctx);
 264     BN_CTX_free(new_ctx);
 265     return ret;
 266 }
 267
 268 int ec_GFp_mont_field_encode(const EC_GROUP *group, BIGNUM *r,
 269                              const BIGNUM *a, BN_CTX *ctx)
 270 {
 271     if (group->field_data1 == NULL) {
 272         ECerr(EC_F_EC_GFP_MONT_FIELD_ENCODE, EC_R_NOT_INITIALIZED);
 273         return 0;
 274     }
 275
 276     return BN_to_montgomery(r, a, (BN_MONT_CTX *)group->field_data1, ctx);
 277 }
 278
 279 int ec_GFp_mont_field_decode(const EC_GROUP *group, BIGNUM *r,
 280                              const BIGNUM *a, BN_CTX *ctx)
 281 {
 282     if (group->field_data1 == NULL) {
 283         ECerr(EC_F_EC_GFP_MONT_FIELD_DECODE, EC_R_NOT_INITIALIZED);
 284         return 0;
 285     }
 286
 287     return BN_from_montgomery(r, a, group->field_data1, ctx);
 288 }
 289
 290 int ec_GFp_mont_field_set_to_one(const EC_GROUP *group, BIGNUM *r,
 291                                  BN_CTX *ctx)
 292 {
 293     if (group->field_data2 == NULL) {
 294         ECerr(EC_F_EC_GFP_MONT_FIELD_SET_TO_ONE, EC_R_NOT_INITIALIZED);
 295         return 0;
 296     }
 297
 298     if (!BN_copy(r, group->field_data2))
 299         return 0;
 300     return 1;
 301 }