crypto/ec/ecp_oct.c

   1 /*
   2  * Copyright 2011-2021 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 #include <openssl/symhacks.h>
  19
  20 #include "ec_local.h"
  21
  22 int ossl_ec_GFp_simple_set_compressed_coordinates(const EC_GROUP *group,
  23                                                   EC_POINT *point,
  24                                                   const BIGNUM *x_, int y_bit,
  25                                                   BN_CTX *ctx)
  26 {
  27     BN_CTX *new_ctx = NULL;
  28     BIGNUM *tmp1, *tmp2, *x, *y;
  29     int ret = 0;
  30
  31     if (ctx == NULL) {
  32         ctx = new_ctx = BN_CTX_new_ex(group->libctx);
  33         if (ctx == NULL)
  34             return 0;
  35     }
  36
  37     y_bit = (y_bit != 0);
  38
  39     BN_CTX_start(ctx);
  40     tmp1 = BN_CTX_get(ctx);
  41     tmp2 = BN_CTX_get(ctx);
  42     x = BN_CTX_get(ctx);
  43     y = BN_CTX_get(ctx);
  44     if (y == NULL)
  45         goto err;
  46
  47     /*-
  48      * Recover y.  We have a Weierstrass equation
  49      *     y^2 = x^3 + a*x + b,
  50      * so  y  is one of the square roots of  x^3 + a*x + b.
  51      */
  52
  53     /* tmp1 := x^3 */
  54     if (!BN_nnmod(x, x_, group->field, ctx))
  55         goto err;
  56     if (group->meth->field_decode == 0) {
  57         /* field_{sqr,mul} work on standard representation */
  58         if (!group->meth->field_sqr(group, tmp2, x_, ctx))
  59             goto err;
  60         if (!group->meth->field_mul(group, tmp1, tmp2, x_, ctx))
  61             goto err;
  62     } else {
  63         if (!BN_mod_sqr(tmp2, x_, group->field, ctx))
  64             goto err;
  65         if (!BN_mod_mul(tmp1, tmp2, x_, group->field, ctx))
  66             goto err;
  67     }
  68
  69     /* tmp1 := tmp1 + a*x */
  70     if (group->a_is_minus3) {
  71         if (!BN_mod_lshift1_quick(tmp2, x, group->field))
  72             goto err;
  73         if (!BN_mod_add_quick(tmp2, tmp2, x, group->field))
  74             goto err;
  75         if (!BN_mod_sub_quick(tmp1, tmp1, tmp2, group->field))
  76             goto err;
  77     } else {
  78         if (group->meth->field_decode) {
  79             if (!group->meth->field_decode(group, tmp2, group->a, ctx))
  80                 goto err;
  81             if (!BN_mod_mul(tmp2, tmp2, x, group->field, ctx))
  82                 goto err;
  83         } else {
  84             /* field_mul works on standard representation */
  85             if (!group->meth->field_mul(group, tmp2, group->a, x, ctx))
  86                 goto err;
  87         }
  88
  89         if (!BN_mod_add_quick(tmp1, tmp1, tmp2, group->field))
  90             goto err;
  91     }
  92
  93     /* tmp1 := tmp1 + b */
  94     if (group->meth->field_decode) {
  95         if (!group->meth->field_decode(group, tmp2, group->b, ctx))
  96             goto err;
  97         if (!BN_mod_add_quick(tmp1, tmp1, tmp2, group->field))
  98             goto err;
  99     } else {
 100         if (!BN_mod_add_quick(tmp1, tmp1, group->b, group->field))
 101             goto err;
 102     }
 103
 104     ERR_set_mark();
 105     if (!BN_mod_sqrt(y, tmp1, group->field, ctx)) {
 106 #ifndef FIPS_MODULE
 107         unsigned long err = ERR_peek_last_error();
 108
 109         if (ERR_GET_LIB(err) == ERR_LIB_BN
 110             && ERR_GET_REASON(err) == BN_R_NOT_A_SQUARE) {
 111             ERR_pop_to_mark();
 112             ERR_raise(ERR_LIB_EC, EC_R_INVALID_COMPRESSED_POINT);
 113         } else
 114 #endif
 115         {
 116             ERR_clear_last_mark();
 117             ERR_raise(ERR_LIB_EC, ERR_R_BN_LIB);
 118         }
 119         goto err;
 120     }
 121     ERR_clear_last_mark();
 122
 123     if (y_bit != BN_is_odd(y)) {
 124         if (BN_is_zero(y)) {
 125             int kron;
 126
 127             kron = BN_kronecker(x, group->field, ctx);
 128             if (kron == -2)
 129                 goto err;
 130
 131             if (kron == 1)
 132                 ERR_raise(ERR_LIB_EC, EC_R_INVALID_COMPRESSION_BIT);
 133             else
 134                 /*
 135                  * BN_mod_sqrt() should have caught this error (not a square)
 136                  */
 137                 ERR_raise(ERR_LIB_EC, EC_R_INVALID_COMPRESSED_POINT);
 138             goto err;
 139         }
 140         if (!BN_usub(y, group->field, y))
 141             goto err;
 142     }
 143     if (y_bit != BN_is_odd(y)) {
 144         ERR_raise(ERR_LIB_EC, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 145         goto err;
 146     }
 147
 148     if (!EC_POINT_set_affine_coordinates(group, point, x, y, ctx))
 149         goto err;
 150
 151     ret = 1;
 152
 153  err:
 154     BN_CTX_end(ctx);
 155     BN_CTX_free(new_ctx);
 156     return ret;
 157 }
 158
 159 size_t ossl_ec_GFp_simple_point2oct(const EC_GROUP *group, const EC_POINT *point,
 160                                     point_conversion_form_t form,
 161                                     unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *ctx)
 162 {
 163     size_t ret;
 164     BN_CTX *new_ctx = NULL;
 165     int used_ctx = 0;
 166     BIGNUM *x, *y;
 167     size_t field_len, i, skip;
 168
 169     if ((form != POINT_CONVERSION_COMPRESSED)
 170         && (form != POINT_CONVERSION_UNCOMPRESSED)
 171         && (form != POINT_CONVERSION_HYBRID)) {
 172         ERR_raise(ERR_LIB_EC, EC_R_INVALID_FORM);
 173         goto err;
 174     }
 175
 176     if (EC_POINT_is_at_infinity(group, point)) {
 177         /* encodes to a single 0 octet */
 178         if (buf != NULL) {
 179             if (len < 1) {
 180                 ERR_raise(ERR_LIB_EC, EC_R_BUFFER_TOO_SMALL);
 181                 return 0;
 182             }
 183             buf[0] = 0;
 184         }
 185         return 1;
 186     }
 187
 188     /* ret := required output buffer length */
 189     field_len = BN_num_bytes(group->field);
 190     ret =
 191         (form ==
 192          POINT_CONVERSION_COMPRESSED) ? 1 + field_len : 1 + 2 * field_len;
 193
 194     /* if 'buf' is NULL, just return required length */
 195     if (buf != NULL) {
 196         if (len < ret) {
 197             ERR_raise(ERR_LIB_EC, EC_R_BUFFER_TOO_SMALL);
 198             goto err;
 199         }
 200
 201         if (ctx == NULL) {
 202             ctx = new_ctx = BN_CTX_new_ex(group->libctx);
 203             if (ctx == NULL)
 204                 return 0;
 205         }
 206
 207         BN_CTX_start(ctx);
 208         used_ctx = 1;
 209         x = BN_CTX_get(ctx);
 210         y = BN_CTX_get(ctx);
 211         if (y == NULL)
 212             goto err;
 213
 214         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates(group, point, x, y, ctx))
 215             goto err;
 216
 217         if ((form == POINT_CONVERSION_COMPRESSED
 218              || form == POINT_CONVERSION_HYBRID) && BN_is_odd(y))
 219             buf[0] = form + 1;
 220         else
 221             buf[0] = form;
 222
 223         i = 1;
 224
 225         skip = field_len - BN_num_bytes(x);
 226         if (skip > field_len) {
 227             ERR_raise(ERR_LIB_EC, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 228             goto err;
 229         }
 230         while (skip > 0) {
 231             buf[i++] = 0;
 232             skip--;
 233         }
 234         skip = BN_bn2bin(x, buf + i);
 235         i += skip;
 236         if (i != 1 + field_len) {
 237             ERR_raise(ERR_LIB_EC, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 238             goto err;
 239         }
 240
 241         if (form == POINT_CONVERSION_UNCOMPRESSED
 242             || form == POINT_CONVERSION_HYBRID) {
 243             skip = field_len - BN_num_bytes(y);
 244             if (skip > field_len) {
 245                 ERR_raise(ERR_LIB_EC, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 246                 goto err;
 247             }
 248             while (skip > 0) {
 249                 buf[i++] = 0;
 250                 skip--;
 251             }
 252             skip = BN_bn2bin(y, buf + i);
 253             i += skip;
 254         }
 255
 256         if (i != ret) {
 257             ERR_raise(ERR_LIB_EC, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 258             goto err;
 259         }
 260     }
 261
 262     if (used_ctx)
 263         BN_CTX_end(ctx);
 264     BN_CTX_free(new_ctx);
 265     return ret;
 266
 267  err:
 268     if (used_ctx)
 269         BN_CTX_end(ctx);
 270     BN_CTX_free(new_ctx);
 271     return 0;
 272 }
 273
 274 int ossl_ec_GFp_simple_oct2point(const EC_GROUP *group, EC_POINT *point,
 275                                  const unsigned char *buf, size_t len,
 276                                  BN_CTX *ctx)
 277 {
 278     point_conversion_form_t form;
 279     int y_bit;
 280     BN_CTX *new_ctx = NULL;
 281     BIGNUM *x, *y;
 282     size_t field_len, enc_len;
 283     int ret = 0;
 284
 285     if (len == 0) {
 286         ERR_raise(ERR_LIB_EC, EC_R_BUFFER_TOO_SMALL);
 287         return 0;
 288     }
 289     form = buf[0];
 290     y_bit = form & 1;
 291     form = form & ~1U;
 292     if ((form != 0) && (form != POINT_CONVERSION_COMPRESSED)
 293         && (form != POINT_CONVERSION_UNCOMPRESSED)
 294         && (form != POINT_CONVERSION_HYBRID)) {
 295         ERR_raise(ERR_LIB_EC, EC_R_INVALID_ENCODING);
 296         return 0;
 297     }
 298     if ((form == 0 || form == POINT_CONVERSION_UNCOMPRESSED) && y_bit) {
 299         ERR_raise(ERR_LIB_EC, EC_R_INVALID_ENCODING);
 300         return 0;
 301     }
 302
 303     if (form == 0) {
 304         if (len != 1) {
 305             ERR_raise(ERR_LIB_EC, EC_R_INVALID_ENCODING);
 306             return 0;
 307         }
 308
 309         return EC_POINT_set_to_infinity(group, point);
 310     }
 311
 312     field_len = BN_num_bytes(group->field);
 313     enc_len =
 314         (form ==
 315          POINT_CONVERSION_COMPRESSED) ? 1 + field_len : 1 + 2 * field_len;
 316
 317     if (len != enc_len) {
 318         ERR_raise(ERR_LIB_EC, EC_R_INVALID_ENCODING);
 319         return 0;
 320     }
 321
 322     if (ctx == NULL) {
 323         ctx = new_ctx = BN_CTX_new_ex(group->libctx);
 324         if (ctx == NULL)
 325             return 0;
 326     }
 327
 328     BN_CTX_start(ctx);
 329     x = BN_CTX_get(ctx);
 330     y = BN_CTX_get(ctx);
 331     if (y == NULL)
 332         goto err;
 333
 334     if (!BN_bin2bn(buf + 1, field_len, x))
 335         goto err;
 336     if (BN_ucmp(x, group->field) >= 0) {
 337         ERR_raise(ERR_LIB_EC, EC_R_INVALID_ENCODING);
 338         goto err;
 339     }
 340
 341     if (form == POINT_CONVERSION_COMPRESSED) {
 342         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates(group, point, x, y_bit, ctx))
 343             goto err;
 344     } else {
 345         if (!BN_bin2bn(buf + 1 + field_len, field_len, y))
 346             goto err;
 347         if (BN_ucmp(y, group->field) >= 0) {
 348             ERR_raise(ERR_LIB_EC, EC_R_INVALID_ENCODING);
 349             goto err;
 350         }
 351         if (form == POINT_CONVERSION_HYBRID) {
 352             if (y_bit != BN_is_odd(y)) {
 353                 ERR_raise(ERR_LIB_EC, EC_R_INVALID_ENCODING);
 354                 goto err;
 355             }
 356         }
 357
 358         /*
 359          * EC_POINT_set_affine_coordinates is responsible for checking that
 360          * the point is on the curve.
 361          */
 362         if (!EC_POINT_set_affine_coordinates(group, point, x, y, ctx))
 363             goto err;
 364     }
 365
 366     ret = 1;
 367
 368  err:
 369     BN_CTX_end(ctx);
 370     BN_CTX_free(new_ctx);
 371     return ret;
 372 }