Initial support for pluggable public key ASN1 support. Process most public
[openssl.git] / crypto / ec / ectest.c
1 /* crypto/ec/ectest.c */
2 /*
3  * Originally written by Bodo Moeller for the OpenSSL project.
4  */
5 /* ====================================================================
6  * Copyright (c) 1998-2001 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
7  *
8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
9  * modification, are permitted provided that the following conditions
10  * are met:
11  *
12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer. 
14  *
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
17  *    the documentation and/or other materials provided with the
18  *    distribution.
19  *
20  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
21  *    software must display the following acknowledgment:
22  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
23  *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.openssl.org/)"
24  *
25  * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
26  *    endorse or promote products derived from this software without
27  *    prior written permission. For written permission, please contact
28  *    openssl-core@openssl.org.
29  *
30  * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
31  *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
32  *    permission of the OpenSSL Project.
33  *
34  * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
35  *    acknowledgment:
36  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
37  *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.openssl.org/)"
38  *
39  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
40  * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
41  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
42  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
43  * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
44  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
45  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
46  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
47  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
48  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
49  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
50  * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
51  * ====================================================================
52  *
53  * This product includes cryptographic software written by Eric Young
54  * (eay@cryptsoft.com).  This product includes software written by Tim
55  * Hudson (tjh@cryptsoft.com).
56  *
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 OpenSSL open source
65  * license provided above.
66  *
67  * The elliptic curve binary polynomial software is originally written by 
68  * Sheueling Chang Shantz and Douglas Stebila of Sun Microsystems Laboratories.
69  *
70  */
71
72 #include <stdio.h>
73 #include <stdlib.h>
74 #ifdef FLAT_INC
75 #include "e_os.h"
76 #else
77 #include "../e_os.h"
78 #endif
79 #include <string.h>
80 #include <time.h>
81
82
83 #ifdef OPENSSL_NO_EC
84 int main(int argc, char * argv[]) { puts("Elliptic curves are disabled."); return 0; }
85 #else
86
87
88 #include <openssl/ec.h>
89 #ifndef OPENSSL_NO_ENGINE
90 #include <openssl/engine.h>
91 #endif
92 #include <openssl/err.h>
93 #include <openssl/obj_mac.h>
94 #include <openssl/objects.h>
95 #include <openssl/rand.h>
96 #include <openssl/bn.h>
97
98 #if defined(_MSC_VER) && defined(_MIPS_) && (_MSC_VER/100==12)
99 /* suppress "too big too optimize" warning */
100 #pragma warning(disable:4959)
101 #endif
102
103 #define ABORT do { \
104         fflush(stdout); \
105         fprintf(stderr, "%s:%d: ABORT\n", __FILE__, __LINE__); \
106         ERR_print_errors_fp(stderr); \
107         EXIT(1); \
108 } while (0)
109
110 void prime_field_tests(void);
111 void char2_field_tests(void);
112 void internal_curve_test(void);
113
114 #define TIMING_BASE_PT 0
115 #define TIMING_RAND_PT 1
116 #define TIMING_SIMUL 2
117
118 #if 0
119 static void timings(EC_GROUP *group, int type, BN_CTX *ctx)
120         {
121         clock_t clck;
122         int i, j;
123         BIGNUM *s;
124         BIGNUM *r[10], *r0[10];
125         EC_POINT *P;
126                 
127         s = BN_new();
128         if (s == NULL) ABORT;
129
130         fprintf(stdout, "Timings for %d-bit field, ", EC_GROUP_get_degree(group));
131         if (!EC_GROUP_get_order(group, s, ctx)) ABORT;
132         fprintf(stdout, "%d-bit scalars ", (int)BN_num_bits(s));
133         fflush(stdout);
134
135         P = EC_POINT_new(group);
136         if (P == NULL) ABORT;
137         EC_POINT_copy(P, EC_GROUP_get0_generator(group));
138
139         for (i = 0; i < 10; i++)
140                 {
141                 if ((r[i] = BN_new()) == NULL) ABORT;
142                 if (!BN_pseudo_rand(r[i], BN_num_bits(s), 0, 0)) ABORT;
143                 if (type != TIMING_BASE_PT)
144                         {
145                         if ((r0[i] = BN_new()) == NULL) ABORT;
146                         if (!BN_pseudo_rand(r0[i], BN_num_bits(s), 0, 0)) ABORT;
147                         }
148                 }
149
150         clck = clock();
151         for (i = 0; i < 10; i++)
152                 {
153                 for (j = 0; j < 10; j++)
154                         {
155                         if (!EC_POINT_mul(group, P, (type != TIMING_RAND_PT) ? r[i] : NULL, 
156                                 (type != TIMING_BASE_PT) ? P : NULL, (type != TIMING_BASE_PT) ? r0[i] : NULL, ctx)) ABORT;
157                         }
158                 }
159         clck = clock() - clck;
160
161         fprintf(stdout, "\n");
162
163 #ifdef CLOCKS_PER_SEC
164         /* "To determine the time in seconds, the value returned
165          * by the clock function should be divided by the value
166          * of the macro CLOCKS_PER_SEC."
167          *                                       -- ISO/IEC 9899 */
168 #       define UNIT "s"
169 #else
170         /* "`CLOCKS_PER_SEC' undeclared (first use this function)"
171          *                            -- cc on NeXTstep/OpenStep */
172 #       define UNIT "units"
173 #       define CLOCKS_PER_SEC 1
174 #endif
175
176         if (type == TIMING_BASE_PT) {
177                 fprintf(stdout, "%i %s in %.2f " UNIT "\n", i*j,
178                         "base point multiplications", (double)clck/CLOCKS_PER_SEC);
179         } else if (type == TIMING_RAND_PT) {
180                 fprintf(stdout, "%i %s in %.2f " UNIT "\n", i*j,
181                         "random point multiplications", (double)clck/CLOCKS_PER_SEC);
182         } else if (type == TIMING_SIMUL) {
183                 fprintf(stdout, "%i %s in %.2f " UNIT "\n", i*j,
184                         "s*P+t*Q operations", (double)clck/CLOCKS_PER_SEC);
185         }
186         fprintf(stdout, "average: %.4f " UNIT "\n", (double)clck/(CLOCKS_PER_SEC*i*j));
187
188         EC_POINT_free(P);
189         BN_free(s);
190         for (i = 0; i < 10; i++)
191                 {
192                 BN_free(r[i]);
193                 if (type != TIMING_BASE_PT) BN_free(r0[i]);
194                 }
195         }
196 #endif
197
198 void prime_field_tests()
199         {       
200         BN_CTX *ctx = NULL;
201         BIGNUM *p, *a, *b;
202         EC_GROUP *group;
203         EC_GROUP *P_160 = NULL, *P_192 = NULL, *P_224 = NULL, *P_256 = NULL, *P_384 = NULL, *P_521 = NULL;
204         EC_POINT *P, *Q, *R;
205         BIGNUM *x, *y, *z;
206         unsigned char buf[100];
207         size_t i, len;
208         int k;
209         
210 #if 1 /* optional */
211         ctx = BN_CTX_new();
212         if (!ctx) ABORT;
213 #endif
214
215         p = BN_new();
216         a = BN_new();
217         b = BN_new();
218         if (!p || !a || !b) ABORT;
219
220         if (!BN_hex2bn(&p, "17")) ABORT;
221         if (!BN_hex2bn(&a, "1")) ABORT;
222         if (!BN_hex2bn(&b, "1")) ABORT;
223         
224         group = EC_GROUP_new(EC_GFp_mont_method()); /* applications should use EC_GROUP_new_curve_GFp
225                                                      * so that the library gets to choose the EC_METHOD */
226         if (!group) ABORT;
227
228         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
229
230         {
231                 EC_GROUP *tmp;
232                 tmp = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group));
233                 if (!tmp) ABORT;
234                 if (!EC_GROUP_copy(tmp, group)) ABORT;
235                 EC_GROUP_free(group);
236                 group = tmp;
237         }
238         
239         if (!EC_GROUP_get_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
240
241         fprintf(stdout, "Curve defined by Weierstrass equation\n     y^2 = x^3 + a*x + b  (mod 0x");
242         BN_print_fp(stdout, p);
243         fprintf(stdout, ")\n     a = 0x");
244         BN_print_fp(stdout, a);
245         fprintf(stdout, "\n     b = 0x");
246         BN_print_fp(stdout, b);
247         fprintf(stdout, "\n");
248
249         P = EC_POINT_new(group);
250         Q = EC_POINT_new(group);
251         R = EC_POINT_new(group);
252         if (!P || !Q || !R) ABORT;
253         
254         if (!EC_POINT_set_to_infinity(group, P)) ABORT;
255         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
256
257         buf[0] = 0;
258         if (!EC_POINT_oct2point(group, Q, buf, 1, ctx)) ABORT;
259
260         if (!EC_POINT_add(group, P, P, Q, ctx)) ABORT;
261         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
262
263         x = BN_new();
264         y = BN_new();
265         z = BN_new();
266         if (!x || !y || !z) ABORT;
267
268         if (!BN_hex2bn(&x, "D")) ABORT;
269         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, Q, x, 1, ctx)) ABORT;
270         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, Q, ctx))
271                 {
272                 if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, Q, x, y, ctx)) ABORT;
273                 fprintf(stderr, "Point is not on curve: x = 0x");
274                 BN_print_fp(stderr, x);
275                 fprintf(stderr, ", y = 0x");
276                 BN_print_fp(stderr, y);
277                 fprintf(stderr, "\n");
278                 ABORT;
279                 }
280
281         fprintf(stdout, "A cyclic subgroup:\n");
282         k = 100;
283         do
284                 {
285                 if (k-- == 0) ABORT;
286
287                 if (EC_POINT_is_at_infinity(group, P))
288                         fprintf(stdout, "     point at infinity\n");
289                 else
290                         {
291                         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
292
293                         fprintf(stdout, "     x = 0x");
294                         BN_print_fp(stdout, x);
295                         fprintf(stdout, ", y = 0x");
296                         BN_print_fp(stdout, y);
297                         fprintf(stdout, "\n");
298                         }
299                 
300                 if (!EC_POINT_copy(R, P)) ABORT;
301                 if (!EC_POINT_add(group, P, P, Q, ctx)) ABORT;
302
303 #if 0 /* optional */
304                 {
305                         EC_POINT *points[3];
306                 
307                         points[0] = R;
308                         points[1] = Q;
309                         points[2] = P;
310                         if (!EC_POINTs_make_affine(group, 2, points, ctx)) ABORT;
311                 }
312 #endif
313
314                 }
315         while (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P));
316
317         if (!EC_POINT_add(group, P, Q, R, ctx)) ABORT;
318         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
319
320         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_COMPRESSED, buf, sizeof buf, ctx);
321         if (len == 0) ABORT;
322         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
323         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
324         fprintf(stdout, "Generator as octect string, compressed form:\n     ");
325         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
326         
327         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_UNCOMPRESSED, buf, sizeof buf, ctx);
328         if (len == 0) ABORT;
329         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
330         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
331         fprintf(stdout, "\nGenerator as octect string, uncompressed form:\n     ");
332         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
333         
334         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_HYBRID, buf, sizeof buf, ctx);
335         if (len == 0) ABORT;
336         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
337         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
338         fprintf(stdout, "\nGenerator as octect string, hybrid form:\n     ");
339         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
340         
341         if (!EC_POINT_get_Jprojective_coordinates_GFp(group, R, x, y, z, ctx)) ABORT;
342         fprintf(stdout, "\nA representation of the inverse of that generator in\nJacobian projective coordinates:\n     X = 0x");
343         BN_print_fp(stdout, x);
344         fprintf(stdout, ", Y = 0x");
345         BN_print_fp(stdout, y);
346         fprintf(stdout, ", Z = 0x");
347         BN_print_fp(stdout, z);
348         fprintf(stdout, "\n");
349
350         if (!EC_POINT_invert(group, P, ctx)) ABORT;
351         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, R, ctx)) ABORT;
352
353
354         /* Curve secp160r1 (Certicom Research SEC 2 Version 1.0, section 2.4.2, 2000)
355          * -- not a NIST curve, but commonly used */
356         
357         if (!BN_hex2bn(&p, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF7FFFFFFF")) ABORT;
358         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
359         if (!BN_hex2bn(&a, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF7FFFFFFC")) ABORT;
360         if (!BN_hex2bn(&b, "1C97BEFC54BD7A8B65ACF89F81D4D4ADC565FA45")) ABORT;
361         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
362
363         if (!BN_hex2bn(&x, "4A96B5688EF573284664698968C38BB913CBFC82")) ABORT;
364         if (!BN_hex2bn(&y, "23a628553168947d59dcc912042351377ac5fb32")) ABORT;
365         if (!EC_POINT_set_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
366         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
367         if (!BN_hex2bn(&z, "0100000000000000000001F4C8F927AED3CA752257")) ABORT;
368         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
369
370         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
371         fprintf(stdout, "\nSEC2 curve secp160r1 -- Generator:\n     x = 0x");
372         BN_print_fp(stdout, x);
373         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
374         BN_print_fp(stdout, y);
375         fprintf(stdout, "\n");
376         /* G_y value taken from the standard: */
377         if (!BN_hex2bn(&z, "23a628553168947d59dcc912042351377ac5fb32")) ABORT;
378         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
379
380         fprintf(stdout, "verify degree ...");
381         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 160) ABORT;
382         fprintf(stdout, " ok\n");
383         
384         fprintf(stdout, "verify group order ...");
385         fflush(stdout);
386         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
387         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
388         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
389         fprintf(stdout, ".");
390         fflush(stdout);
391         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT;
392         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
393         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
394         fprintf(stdout, " ok\n");
395
396         if (!(P_160 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
397         if (!EC_GROUP_copy(P_160, group)) ABORT;
398
399
400         /* Curve P-192 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
401         
402         if (!BN_hex2bn(&p, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFF")) ABORT;
403         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
404         if (!BN_hex2bn(&a, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFC")) ABORT;
405         if (!BN_hex2bn(&b, "64210519E59C80E70FA7E9AB72243049FEB8DEECC146B9B1")) ABORT;
406         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
407
408         if (!BN_hex2bn(&x, "188DA80EB03090F67CBF20EB43A18800F4FF0AFD82FF1012")) ABORT;
409         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 1, ctx)) ABORT;
410         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
411         if (!BN_hex2bn(&z, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF99DEF836146BC9B1B4D22831")) ABORT;
412         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
413
414         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
415         fprintf(stdout, "\nNIST curve P-192 -- Generator:\n     x = 0x");
416         BN_print_fp(stdout, x);
417         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
418         BN_print_fp(stdout, y);
419         fprintf(stdout, "\n");
420         /* G_y value taken from the standard: */
421         if (!BN_hex2bn(&z, "07192B95FFC8DA78631011ED6B24CDD573F977A11E794811")) ABORT;
422         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
423
424         fprintf(stdout, "verify degree ...");
425         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 192) ABORT;
426         fprintf(stdout, " ok\n");
427         
428         fprintf(stdout, "verify group order ...");
429         fflush(stdout);
430         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
431         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
432         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
433         fprintf(stdout, ".");
434         fflush(stdout);
435         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT;
436         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
437         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
438         fprintf(stdout, " ok\n");
439
440         if (!(P_192 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
441         if (!EC_GROUP_copy(P_192, group)) ABORT;
442
443
444         /* Curve P-224 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
445         
446         if (!BN_hex2bn(&p, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF000000000000000000000001")) ABORT;
447         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
448         if (!BN_hex2bn(&a, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFE")) ABORT;
449         if (!BN_hex2bn(&b, "B4050A850C04B3ABF54132565044B0B7D7BFD8BA270B39432355FFB4")) ABORT;
450         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
451
452         if (!BN_hex2bn(&x, "B70E0CBD6BB4BF7F321390B94A03C1D356C21122343280D6115C1D21")) ABORT;
453         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 0, ctx)) ABORT;
454         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
455         if (!BN_hex2bn(&z, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF16A2E0B8F03E13DD29455C5C2A3D")) ABORT;
456         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
457
458         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
459         fprintf(stdout, "\nNIST curve P-224 -- Generator:\n     x = 0x");
460         BN_print_fp(stdout, x);
461         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
462         BN_print_fp(stdout, y);
463         fprintf(stdout, "\n");
464         /* G_y value taken from the standard: */
465         if (!BN_hex2bn(&z, "BD376388B5F723FB4C22DFE6CD4375A05A07476444D5819985007E34")) ABORT;
466         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
467         
468         fprintf(stdout, "verify degree ...");
469         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 224) ABORT;
470         fprintf(stdout, " ok\n");
471         
472         fprintf(stdout, "verify group order ...");
473         fflush(stdout);
474         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
475         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
476         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
477         fprintf(stdout, ".");
478         fflush(stdout);
479         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT;
480         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
481         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
482         fprintf(stdout, " ok\n");
483
484         if (!(P_224 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
485         if (!EC_GROUP_copy(P_224, group)) ABORT;
486
487
488         /* Curve P-256 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
489         
490         if (!BN_hex2bn(&p, "FFFFFFFF00000001000000000000000000000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF")) ABORT;
491         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
492         if (!BN_hex2bn(&a, "FFFFFFFF00000001000000000000000000000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFC")) ABORT;
493         if (!BN_hex2bn(&b, "5AC635D8AA3A93E7B3EBBD55769886BC651D06B0CC53B0F63BCE3C3E27D2604B")) ABORT;
494         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
495
496         if (!BN_hex2bn(&x, "6B17D1F2E12C4247F8BCE6E563A440F277037D812DEB33A0F4A13945D898C296")) ABORT;
497         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 1, ctx)) ABORT;
498         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
499         if (!BN_hex2bn(&z, "FFFFFFFF00000000FFFFFFFFFFFFFFFFBCE6FAADA7179E"
500                 "84F3B9CAC2FC632551")) ABORT;
501         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
502
503         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
504         fprintf(stdout, "\nNIST curve P-256 -- Generator:\n     x = 0x");
505         BN_print_fp(stdout, x);
506         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
507         BN_print_fp(stdout, y);
508         fprintf(stdout, "\n");
509         /* G_y value taken from the standard: */
510         if (!BN_hex2bn(&z, "4FE342E2FE1A7F9B8EE7EB4A7C0F9E162BCE33576B315ECECBB6406837BF51F5")) ABORT;
511         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
512         
513         fprintf(stdout, "verify degree ...");
514         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 256) ABORT;
515         fprintf(stdout, " ok\n");
516         
517         fprintf(stdout, "verify group order ...");
518         fflush(stdout);
519         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
520         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
521         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
522         fprintf(stdout, ".");
523         fflush(stdout);
524         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT;
525         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
526         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
527         fprintf(stdout, " ok\n");
528
529         if (!(P_256 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
530         if (!EC_GROUP_copy(P_256, group)) ABORT;
531
532
533         /* Curve P-384 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
534         
535         if (!BN_hex2bn(&p, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
536                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFF0000000000000000FFFFFFFF")) ABORT;
537         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
538         if (!BN_hex2bn(&a, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
539                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFF0000000000000000FFFFFFFC")) ABORT;
540         if (!BN_hex2bn(&b, "B3312FA7E23EE7E4988E056BE3F82D19181D9C6EFE8141"
541                 "120314088F5013875AC656398D8A2ED19D2A85C8EDD3EC2AEF")) ABORT;
542         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
543
544         if (!BN_hex2bn(&x, "AA87CA22BE8B05378EB1C71EF320AD746E1D3B628BA79B"
545                 "9859F741E082542A385502F25DBF55296C3A545E3872760AB7")) ABORT;
546         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 1, ctx)) ABORT;
547         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
548         if (!BN_hex2bn(&z, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
549                 "FFC7634D81F4372DDF581A0DB248B0A77AECEC196ACCC52973")) ABORT;
550         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
551
552         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
553         fprintf(stdout, "\nNIST curve P-384 -- Generator:\n     x = 0x");
554         BN_print_fp(stdout, x);
555         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
556         BN_print_fp(stdout, y);
557         fprintf(stdout, "\n");
558         /* G_y value taken from the standard: */
559         if (!BN_hex2bn(&z, "3617DE4A96262C6F5D9E98BF9292DC29F8F41DBD289A14"
560                 "7CE9DA3113B5F0B8C00A60B1CE1D7E819D7A431D7C90EA0E5F")) ABORT;
561         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
562         
563         fprintf(stdout, "verify degree ...");
564         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 384) ABORT;
565         fprintf(stdout, " ok\n");
566         
567         fprintf(stdout, "verify group order ...");
568         fflush(stdout);
569         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
570         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
571         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
572         fprintf(stdout, ".");
573         fflush(stdout);
574         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT;
575         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
576         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
577         fprintf(stdout, " ok\n");
578
579         if (!(P_384 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
580         if (!EC_GROUP_copy(P_384, group)) ABORT;
581
582
583         /* Curve P-521 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
584         
585         if (!BN_hex2bn(&p, "1FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
586                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
587                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF")) ABORT;
588         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
589         if (!BN_hex2bn(&a, "1FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
590                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
591                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFC")) ABORT;
592         if (!BN_hex2bn(&b, "051953EB9618E1C9A1F929A21A0B68540EEA2DA725B99B"
593                 "315F3B8B489918EF109E156193951EC7E937B1652C0BD3BB1BF073573"
594                 "DF883D2C34F1EF451FD46B503F00")) ABORT;
595         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
596
597         if (!BN_hex2bn(&x, "C6858E06B70404E9CD9E3ECB662395B4429C648139053F"
598                 "B521F828AF606B4D3DBAA14B5E77EFE75928FE1DC127A2FFA8DE3348B"
599                 "3C1856A429BF97E7E31C2E5BD66")) ABORT;
600         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 0, ctx)) ABORT;
601         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
602         if (!BN_hex2bn(&z, "1FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
603                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFA51868783BF2F966B7FCC0148F709A5D03BB5"
604                 "C9B8899C47AEBB6FB71E91386409")) ABORT;
605         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
606
607         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
608         fprintf(stdout, "\nNIST curve P-521 -- Generator:\n     x = 0x");
609         BN_print_fp(stdout, x);
610         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
611         BN_print_fp(stdout, y);
612         fprintf(stdout, "\n");
613         /* G_y value taken from the standard: */
614         if (!BN_hex2bn(&z, "11839296A789A3BC0045C8A5FB42C7D1BD998F54449579"
615                 "B446817AFBD17273E662C97EE72995EF42640C550B9013FAD0761353C"
616                 "7086A272C24088BE94769FD16650")) ABORT;
617         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
618         
619         fprintf(stdout, "verify degree ...");
620         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 521) ABORT;
621         fprintf(stdout, " ok\n");
622         
623         fprintf(stdout, "verify group order ...");
624         fflush(stdout);
625         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
626         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
627         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
628         fprintf(stdout, ".");
629         fflush(stdout);
630         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT;
631         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
632         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
633         fprintf(stdout, " ok\n");
634
635         if (!(P_521 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
636         if (!EC_GROUP_copy(P_521, group)) ABORT;
637
638
639         /* more tests using the last curve */
640
641         if (!EC_POINT_copy(Q, P)) ABORT;
642         if (EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
643         if (!EC_POINT_dbl(group, P, P, ctx)) ABORT;
644         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
645         if (!EC_POINT_invert(group, Q, ctx)) ABORT; /* P = -2Q */
646
647         if (!EC_POINT_add(group, R, P, Q, ctx)) ABORT;
648         if (!EC_POINT_add(group, R, R, Q, ctx)) ABORT;
649         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, R)) ABORT; /* R = P + 2Q */
650
651         {
652                 const EC_POINT *points[3];
653                 const BIGNUM *scalars[3];
654         
655                 if (EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
656                 points[0] = Q;
657                 points[1] = Q;
658                 points[2] = Q;
659
660                 if (!BN_add(y, z, BN_value_one())) ABORT;
661                 if (BN_is_odd(y)) ABORT;
662                 if (!BN_rshift1(y, y)) ABORT;
663                 scalars[0] = y; /* (group order + 1)/2,  so  y*Q + y*Q = Q */
664                 scalars[1] = y;
665
666                 fprintf(stdout, "combined multiplication ...");
667                 fflush(stdout);
668
669                 /* z is still the group order */
670                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
671                 if (!EC_POINTs_mul(group, R, z, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
672                 if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, R, ctx)) ABORT;
673                 if (0 != EC_POINT_cmp(group, R, Q, ctx)) ABORT;
674
675                 fprintf(stdout, ".");
676                 fflush(stdout);
677
678                 if (!BN_pseudo_rand(y, BN_num_bits(y), 0, 0)) ABORT;
679                 if (!BN_add(z, z, y)) ABORT;
680                 BN_set_negative(z, 1);
681                 scalars[0] = y;
682                 scalars[1] = z; /* z = -(order + y) */
683
684                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
685                 if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
686
687                 fprintf(stdout, ".");
688                 fflush(stdout);
689
690                 if (!BN_pseudo_rand(x, BN_num_bits(y) - 1, 0, 0)) ABORT;
691                 if (!BN_add(z, x, y)) ABORT;
692                 BN_set_negative(z, 1);
693                 scalars[0] = x;
694                 scalars[1] = y;
695                 scalars[2] = z; /* z = -(x+y) */
696
697                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 3, points, scalars, ctx)) ABORT;
698                 if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
699
700                 fprintf(stdout, " ok\n\n");
701         }
702
703
704 #if 0
705         timings(P_160, TIMING_BASE_PT, ctx);
706         timings(P_160, TIMING_RAND_PT, ctx);
707         timings(P_160, TIMING_SIMUL, ctx);
708         timings(P_192, TIMING_BASE_PT, ctx);
709         timings(P_192, TIMING_RAND_PT, ctx);
710         timings(P_192, TIMING_SIMUL, ctx);
711         timings(P_224, TIMING_BASE_PT, ctx);
712         timings(P_224, TIMING_RAND_PT, ctx);
713         timings(P_224, TIMING_SIMUL, ctx);
714         timings(P_256, TIMING_BASE_PT, ctx);
715         timings(P_256, TIMING_RAND_PT, ctx);
716         timings(P_256, TIMING_SIMUL, ctx);
717         timings(P_384, TIMING_BASE_PT, ctx);
718         timings(P_384, TIMING_RAND_PT, ctx);
719         timings(P_384, TIMING_SIMUL, ctx);
720         timings(P_521, TIMING_BASE_PT, ctx);
721         timings(P_521, TIMING_RAND_PT, ctx);
722         timings(P_521, TIMING_SIMUL, ctx);
723 #endif
724
725
726         if (ctx)
727                 BN_CTX_free(ctx);
728         BN_free(p); BN_free(a); BN_free(b);
729         EC_GROUP_free(group);
730         EC_POINT_free(P);
731         EC_POINT_free(Q);
732         EC_POINT_free(R);
733         BN_free(x); BN_free(y); BN_free(z);
734
735         if (P_160) EC_GROUP_free(P_160);
736         if (P_192) EC_GROUP_free(P_192);
737         if (P_224) EC_GROUP_free(P_224);
738         if (P_256) EC_GROUP_free(P_256);
739         if (P_384) EC_GROUP_free(P_384);
740         if (P_521) EC_GROUP_free(P_521);
741
742         }
743
744 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
745 #ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
746 #define CHAR2_CURVE_TEST_INTERNAL(_name, _p, _a, _b, _x, _y, _y_bit, _order, _cof, _degree, _variable) \
747         if (!BN_hex2bn(&x, _x)) ABORT; \
748         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GF2m(group, P, x, _y_bit, ctx)) ABORT; \
749         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT; \
750         if (!BN_hex2bn(&z, _order)) ABORT; \
751         if (!BN_hex2bn(&cof, _cof)) ABORT; \
752         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, cof)) ABORT; \
753         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GF2m(group, P, x, y, ctx)) ABORT; \
754         fprintf(stdout, "\n%s -- Generator:\n     x = 0x", _name); \
755         BN_print_fp(stdout, x); \
756         fprintf(stdout, "\n     y = 0x"); \
757         BN_print_fp(stdout, y); \
758         fprintf(stdout, "\n"); \
759         /* G_y value taken from the standard: */ \
760         if (!BN_hex2bn(&z, _y)) ABORT; \
761         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
762 #else 
763 #define CHAR2_CURVE_TEST_INTERNAL(_name, _p, _a, _b, _x, _y, _y_bit, _order, _cof, _degree, _variable) \
764         if (!BN_hex2bn(&x, _x)) ABORT; \
765         if (!BN_hex2bn(&y, _y)) ABORT; \
766         if (!EC_POINT_set_affine_coordinates_GF2m(group, P, x, y, ctx)) ABORT; \
767         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT; \
768         if (!BN_hex2bn(&z, _order)) ABORT; \
769         if (!BN_hex2bn(&cof, _cof)) ABORT; \
770         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, cof)) ABORT; \
771         fprintf(stdout, "\n%s -- Generator:\n     x = 0x", _name); \
772         BN_print_fp(stdout, x); \
773         fprintf(stdout, "\n     y = 0x"); \
774         BN_print_fp(stdout, y); \
775         fprintf(stdout, "\n");
776 #endif
777
778 #define CHAR2_CURVE_TEST(_name, _p, _a, _b, _x, _y, _y_bit, _order, _cof, _degree, _variable) \
779         if (!BN_hex2bn(&p, _p)) ABORT; \
780         if (!BN_hex2bn(&a, _a)) ABORT; \
781         if (!BN_hex2bn(&b, _b)) ABORT; \
782         if (!EC_GROUP_set_curve_GF2m(group, p, a, b, ctx)) ABORT; \
783         CHAR2_CURVE_TEST_INTERNAL(_name, _p, _a, _b, _x, _y, _y_bit, _order, _cof, _degree, _variable) \
784         fprintf(stdout, "verify degree ..."); \
785         if (EC_GROUP_get_degree(group) != _degree) ABORT; \
786         fprintf(stdout, " ok\n"); \
787         fprintf(stdout, "verify group order ..."); \
788         fflush(stdout); \
789         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT; \
790         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT; \
791         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT; \
792         fprintf(stdout, "."); \
793         fflush(stdout); \
794         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT; \
795         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT; \
796         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT; \
797         fprintf(stdout, " ok\n"); \
798         if (!(_variable = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT; \
799         if (!EC_GROUP_copy(_variable, group)) ABORT;
800
801 void char2_field_tests()
802         {       
803         BN_CTX *ctx = NULL;
804         BIGNUM *p, *a, *b;
805         EC_GROUP *group;
806         EC_GROUP *C2_K163 = NULL, *C2_K233 = NULL, *C2_K283 = NULL, *C2_K409 = NULL, *C2_K571 = NULL;
807         EC_GROUP *C2_B163 = NULL, *C2_B233 = NULL, *C2_B283 = NULL, *C2_B409 = NULL, *C2_B571 = NULL;
808         EC_POINT *P, *Q, *R;
809         BIGNUM *x, *y, *z, *cof;
810         unsigned char buf[100];
811         size_t i, len;
812         int k;
813         
814 #if 1 /* optional */
815         ctx = BN_CTX_new();
816         if (!ctx) ABORT;
817 #endif
818
819         p = BN_new();
820         a = BN_new();
821         b = BN_new();
822         if (!p || !a || !b) ABORT;
823
824         if (!BN_hex2bn(&p, "13")) ABORT;
825         if (!BN_hex2bn(&a, "3")) ABORT;
826         if (!BN_hex2bn(&b, "1")) ABORT;
827         
828         group = EC_GROUP_new(EC_GF2m_simple_method()); /* applications should use EC_GROUP_new_curve_GF2m
829                                                         * so that the library gets to choose the EC_METHOD */
830         if (!group) ABORT;
831         if (!EC_GROUP_set_curve_GF2m(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
832
833         {
834                 EC_GROUP *tmp;
835                 tmp = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group));
836                 if (!tmp) ABORT;
837                 if (!EC_GROUP_copy(tmp, group)) ABORT;
838                 EC_GROUP_free(group);
839                 group = tmp;
840         }
841         
842         if (!EC_GROUP_get_curve_GF2m(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
843
844         fprintf(stdout, "Curve defined by Weierstrass equation\n     y^2 + x*y = x^3 + a*x^2 + b  (mod 0x");
845         BN_print_fp(stdout, p);
846         fprintf(stdout, ")\n     a = 0x");
847         BN_print_fp(stdout, a);
848         fprintf(stdout, "\n     b = 0x");
849         BN_print_fp(stdout, b);
850         fprintf(stdout, "\n(0x... means binary polynomial)\n");
851
852         P = EC_POINT_new(group);
853         Q = EC_POINT_new(group);
854         R = EC_POINT_new(group);
855         if (!P || !Q || !R) ABORT;
856         
857         if (!EC_POINT_set_to_infinity(group, P)) ABORT;
858         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
859
860         buf[0] = 0;
861         if (!EC_POINT_oct2point(group, Q, buf, 1, ctx)) ABORT;
862
863         if (!EC_POINT_add(group, P, P, Q, ctx)) ABORT;
864         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
865
866         x = BN_new();
867         y = BN_new();
868         z = BN_new();
869         cof = BN_new();
870         if (!x || !y || !z || !cof) ABORT;
871
872         if (!BN_hex2bn(&x, "6")) ABORT;
873 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
874 #ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
875         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GF2m(group, Q, x, 1, ctx)) ABORT;
876 #else
877         if (!BN_hex2bn(&y, "8")) ABORT;
878         if (!EC_POINT_set_affine_coordinates_GF2m(group, Q, x, y, ctx)) ABORT;
879 #endif
880         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, Q, ctx))
881                 {
882 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
883 #ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
884                 if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GF2m(group, Q, x, y, ctx)) ABORT;
885 #endif
886                 fprintf(stderr, "Point is not on curve: x = 0x");
887                 BN_print_fp(stderr, x);
888                 fprintf(stderr, ", y = 0x");
889                 BN_print_fp(stderr, y);
890                 fprintf(stderr, "\n");
891                 ABORT;
892                 }
893
894         fprintf(stdout, "A cyclic subgroup:\n");
895         k = 100;
896         do
897                 {
898                 if (k-- == 0) ABORT;
899
900                 if (EC_POINT_is_at_infinity(group, P))
901                         fprintf(stdout, "     point at infinity\n");
902                 else
903                         {
904                         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GF2m(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
905
906                         fprintf(stdout, "     x = 0x");
907                         BN_print_fp(stdout, x);
908                         fprintf(stdout, ", y = 0x");
909                         BN_print_fp(stdout, y);
910                         fprintf(stdout, "\n");
911                         }
912                 
913                 if (!EC_POINT_copy(R, P)) ABORT;
914                 if (!EC_POINT_add(group, P, P, Q, ctx)) ABORT;
915                 }
916         while (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P));
917
918         if (!EC_POINT_add(group, P, Q, R, ctx)) ABORT;
919         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
920
921 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
922 #ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
923         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_COMPRESSED, buf, sizeof buf, ctx);
924         if (len == 0) ABORT;
925         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
926         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
927         fprintf(stdout, "Generator as octet string, compressed form:\n     ");
928         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
929 #endif
930         
931         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_UNCOMPRESSED, buf, sizeof buf, ctx);
932         if (len == 0) ABORT;
933         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
934         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
935         fprintf(stdout, "\nGenerator as octet string, uncompressed form:\n     ");
936         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
937         
938 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
939 #ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
940         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_HYBRID, buf, sizeof buf, ctx);
941         if (len == 0) ABORT;
942         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
943         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
944         fprintf(stdout, "\nGenerator as octet string, hybrid form:\n     ");
945         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
946 #endif
947
948         fprintf(stdout, "\n");
949         
950         if (!EC_POINT_invert(group, P, ctx)) ABORT;
951         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, R, ctx)) ABORT;
952
953
954         /* Curve K-163 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
955         CHAR2_CURVE_TEST
956                 (
957                 "NIST curve K-163",
958                 "0800000000000000000000000000000000000000C9",
959                 "1",
960                 "1",
961                 "02FE13C0537BBC11ACAA07D793DE4E6D5E5C94EEE8",
962                 "0289070FB05D38FF58321F2E800536D538CCDAA3D9",
963                 1,
964                 "04000000000000000000020108A2E0CC0D99F8A5EF",
965                 "2",
966                 163,
967                 C2_K163
968                 );
969
970         /* Curve B-163 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
971         CHAR2_CURVE_TEST
972                 (
973                 "NIST curve B-163",
974                 "0800000000000000000000000000000000000000C9",
975                 "1",
976                 "020A601907B8C953CA1481EB10512F78744A3205FD",
977                 "03F0EBA16286A2D57EA0991168D4994637E8343E36",
978                 "00D51FBC6C71A0094FA2CDD545B11C5C0C797324F1",
979                 1,
980                 "040000000000000000000292FE77E70C12A4234C33",
981                 "2",
982                 163,
983                 C2_B163
984                 );
985
986         /* Curve K-233 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
987         CHAR2_CURVE_TEST
988                 (
989                 "NIST curve K-233",
990                 "020000000000000000000000000000000000000004000000000000000001",
991                 "0",
992                 "1",
993                 "017232BA853A7E731AF129F22FF4149563A419C26BF50A4C9D6EEFAD6126",
994                 "01DB537DECE819B7F70F555A67C427A8CD9BF18AEB9B56E0C11056FAE6A3",
995                 0,
996                 "008000000000000000000000000000069D5BB915BCD46EFB1AD5F173ABDF",
997                 "4",
998                 233,
999                 C2_K233
1000                 );
1001
1002         /* Curve B-233 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1003         CHAR2_CURVE_TEST
1004                 (
1005                 "NIST curve B-233",
1006                 "020000000000000000000000000000000000000004000000000000000001",
1007                 "000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001",
1008                 "0066647EDE6C332C7F8C0923BB58213B333B20E9CE4281FE115F7D8F90AD",
1009                 "00FAC9DFCBAC8313BB2139F1BB755FEF65BC391F8B36F8F8EB7371FD558B",
1010                 "01006A08A41903350678E58528BEBF8A0BEFF867A7CA36716F7E01F81052",
1011                 1,
1012                 "01000000000000000000000000000013E974E72F8A6922031D2603CFE0D7",
1013                 "2",
1014                 233,
1015                 C2_B233
1016                 );
1017
1018         /* Curve K-283 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1019         CHAR2_CURVE_TEST
1020                 (
1021                 "NIST curve K-283",
1022                 "0800000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000010A1",
1023                 "0",
1024                 "1",
1025                 "0503213F78CA44883F1A3B8162F188E553CD265F23C1567A16876913B0C2AC2458492836",
1026                 "01CCDA380F1C9E318D90F95D07E5426FE87E45C0E8184698E45962364E34116177DD2259",
1027                 0,
1028                 "01FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFE9AE2ED07577265DFF7F94451E061E163C61",
1029                 "4",
1030                 283,
1031                 C2_K283
1032                 );
1033
1034         /* Curve B-283 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1035         CHAR2_CURVE_TEST
1036                 (
1037                 "NIST curve B-283",
1038                 "0800000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000010A1",
1039                 "000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001",
1040                 "027B680AC8B8596DA5A4AF8A19A0303FCA97FD7645309FA2A581485AF6263E313B79A2F5",
1041                 "05F939258DB7DD90E1934F8C70B0DFEC2EED25B8557EAC9C80E2E198F8CDBECD86B12053",
1042                 "03676854FE24141CB98FE6D4B20D02B4516FF702350EDDB0826779C813F0DF45BE8112F4",
1043                 1,
1044                 "03FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFEF90399660FC938A90165B042A7CEFADB307",
1045                 "2",
1046                 283,
1047                 C2_B283
1048                 );
1049
1050         /* Curve K-409 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1051         CHAR2_CURVE_TEST
1052                 (
1053                 "NIST curve K-409",
1054                 "02000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000008000000000000000000001",
1055                 "0",
1056                 "1",
1057                 "0060F05F658F49C1AD3AB1890F7184210EFD0987E307C84C27ACCFB8F9F67CC2C460189EB5AAAA62EE222EB1B35540CFE9023746",
1058                 "01E369050B7C4E42ACBA1DACBF04299C3460782F918EA427E6325165E9EA10E3DA5F6C42E9C55215AA9CA27A5863EC48D8E0286B",
1059                 1,
1060                 "007FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFE5F83B2D4EA20400EC4557D5ED3E3E7CA5B4B5C83B8E01E5FCF",
1061                 "4",
1062                 409,
1063                 C2_K409
1064                 );
1065
1066         /* Curve B-409 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1067         CHAR2_CURVE_TEST
1068                 (
1069                 "NIST curve B-409",
1070                 "02000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000008000000000000000000001",
1071                 "00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001",
1072                 "0021A5C2C8EE9FEB5C4B9A753B7B476B7FD6422EF1F3DD674761FA99D6AC27C8A9A197B272822F6CD57A55AA4F50AE317B13545F",
1073                 "015D4860D088DDB3496B0C6064756260441CDE4AF1771D4DB01FFE5B34E59703DC255A868A1180515603AEAB60794E54BB7996A7",
1074                 "0061B1CFAB6BE5F32BBFA78324ED106A7636B9C5A7BD198D0158AA4F5488D08F38514F1FDF4B4F40D2181B3681C364BA0273C706",
1075                 1,
1076                 "010000000000000000000000000000000000000000000000000001E2AAD6A612F33307BE5FA47C3C9E052F838164CD37D9A21173",
1077                 "2",
1078                 409,
1079                 C2_B409
1080                 );
1081
1082         /* Curve K-571 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1083         CHAR2_CURVE_TEST
1084                 (
1085                 "NIST curve K-571",
1086                 "80000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000425",
1087                 "0",
1088                 "1",
1089                 "026EB7A859923FBC82189631F8103FE4AC9CA2970012D5D46024804801841CA44370958493B205E647DA304DB4CEB08CBBD1BA39494776FB988B47174DCA88C7E2945283A01C8972",
1090                 "0349DC807F4FBF374F4AEADE3BCA95314DD58CEC9F307A54FFC61EFC006D8A2C9D4979C0AC44AEA74FBEBBB9F772AEDCB620B01A7BA7AF1B320430C8591984F601CD4C143EF1C7A3",
1091                 0,
1092                 "020000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000131850E1F19A63E4B391A8DB917F4138B630D84BE5D639381E91DEB45CFE778F637C1001",
1093                 "4",
1094                 571,
1095                 C2_K571
1096                 );
1097
1098         /* Curve B-571 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1099         CHAR2_CURVE_TEST
1100                 (
1101                 "NIST curve B-571",
1102                 "80000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000425",
1103                 "000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001",
1104                 "02F40E7E2221F295DE297117B7F3D62F5C6A97FFCB8CEFF1CD6BA8CE4A9A18AD84FFABBD8EFA59332BE7AD6756A66E294AFD185A78FF12AA520E4DE739BACA0C7FFEFF7F2955727A",
1105                 "0303001D34B856296C16C0D40D3CD7750A93D1D2955FA80AA5F40FC8DB7B2ABDBDE53950F4C0D293CDD711A35B67FB1499AE60038614F1394ABFA3B4C850D927E1E7769C8EEC2D19",
1106                 "037BF27342DA639B6DCCFFFEB73D69D78C6C27A6009CBBCA1980F8533921E8A684423E43BAB08A576291AF8F461BB2A8B3531D2F0485C19B16E2F1516E23DD3C1A4827AF1B8AC15B",
1107                 1,
1108                 "03FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFE661CE18FF55987308059B186823851EC7DD9CA1161DE93D5174D66E8382E9BB2FE84E47",
1109                 "2",
1110                 571,
1111                 C2_B571
1112                 );
1113
1114         /* more tests using the last curve */
1115
1116         if (!EC_POINT_copy(Q, P)) ABORT;
1117         if (EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
1118         if (!EC_POINT_dbl(group, P, P, ctx)) ABORT;
1119         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
1120         if (!EC_POINT_invert(group, Q, ctx)) ABORT; /* P = -2Q */
1121
1122         if (!EC_POINT_add(group, R, P, Q, ctx)) ABORT;
1123         if (!EC_POINT_add(group, R, R, Q, ctx)) ABORT;
1124         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, R)) ABORT; /* R = P + 2Q */
1125
1126         {
1127                 const EC_POINT *points[3];
1128                 const BIGNUM *scalars[3];
1129         
1130                 if (EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
1131                 points[0] = Q;
1132                 points[1] = Q;
1133                 points[2] = Q;
1134
1135                 if (!BN_add(y, z, BN_value_one())) ABORT;
1136                 if (BN_is_odd(y)) ABORT;
1137                 if (!BN_rshift1(y, y)) ABORT;
1138                 scalars[0] = y; /* (group order + 1)/2,  so  y*Q + y*Q = Q */
1139                 scalars[1] = y;
1140
1141                 fprintf(stdout, "combined multiplication ...");
1142                 fflush(stdout);
1143
1144                 /* z is still the group order */
1145                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
1146                 if (!EC_POINTs_mul(group, R, z, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
1147                 if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, R, ctx)) ABORT;
1148                 if (0 != EC_POINT_cmp(group, R, Q, ctx)) ABORT;
1149
1150                 fprintf(stdout, ".");
1151                 fflush(stdout);
1152
1153                 if (!BN_pseudo_rand(y, BN_num_bits(y), 0, 0)) ABORT;
1154                 if (!BN_add(z, z, y)) ABORT;
1155                 BN_set_negative(z, 1);
1156                 scalars[0] = y;
1157                 scalars[1] = z; /* z = -(order + y) */
1158
1159                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
1160                 if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
1161
1162                 fprintf(stdout, ".");
1163                 fflush(stdout);
1164
1165                 if (!BN_pseudo_rand(x, BN_num_bits(y) - 1, 0, 0)) ABORT;
1166                 if (!BN_add(z, x, y)) ABORT;
1167                 BN_set_negative(z, 1);
1168                 scalars[0] = x;
1169                 scalars[1] = y;
1170                 scalars[2] = z; /* z = -(x+y) */
1171
1172                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 3, points, scalars, ctx)) ABORT;
1173                 if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
1174
1175                 fprintf(stdout, " ok\n\n");
1176         }
1177
1178
1179 #if 0
1180         timings(C2_K163, TIMING_BASE_PT, ctx);
1181         timings(C2_K163, TIMING_RAND_PT, ctx);
1182         timings(C2_K163, TIMING_SIMUL, ctx);
1183         timings(C2_B163, TIMING_BASE_PT, ctx);
1184         timings(C2_B163, TIMING_RAND_PT, ctx);
1185         timings(C2_B163, TIMING_SIMUL, ctx);
1186         timings(C2_K233, TIMING_BASE_PT, ctx);
1187         timings(C2_K233, TIMING_RAND_PT, ctx);
1188         timings(C2_K233, TIMING_SIMUL, ctx);
1189         timings(C2_B233, TIMING_BASE_PT, ctx);
1190         timings(C2_B233, TIMING_RAND_PT, ctx);
1191         timings(C2_B233, TIMING_SIMUL, ctx);
1192         timings(C2_K283, TIMING_BASE_PT, ctx);
1193         timings(C2_K283, TIMING_RAND_PT, ctx);
1194         timings(C2_K283, TIMING_SIMUL, ctx);
1195         timings(C2_B283, TIMING_BASE_PT, ctx);
1196         timings(C2_B283, TIMING_RAND_PT, ctx);
1197         timings(C2_B283, TIMING_SIMUL, ctx);
1198         timings(C2_K409, TIMING_BASE_PT, ctx);
1199         timings(C2_K409, TIMING_RAND_PT, ctx);
1200         timings(C2_K409, TIMING_SIMUL, ctx);
1201         timings(C2_B409, TIMING_BASE_PT, ctx);
1202         timings(C2_B409, TIMING_RAND_PT, ctx);
1203         timings(C2_B409, TIMING_SIMUL, ctx);
1204         timings(C2_K571, TIMING_BASE_PT, ctx);
1205         timings(C2_K571, TIMING_RAND_PT, ctx);
1206         timings(C2_K571, TIMING_SIMUL, ctx);
1207         timings(C2_B571, TIMING_BASE_PT, ctx);
1208         timings(C2_B571, TIMING_RAND_PT, ctx);
1209         timings(C2_B571, TIMING_SIMUL, ctx);
1210 #endif
1211
1212
1213         if (ctx)
1214                 BN_CTX_free(ctx);
1215         BN_free(p); BN_free(a); BN_free(b);
1216         EC_GROUP_free(group);
1217         EC_POINT_free(P);
1218         EC_POINT_free(Q);
1219         EC_POINT_free(R);
1220         BN_free(x); BN_free(y); BN_free(z); BN_free(cof);
1221
1222         if (C2_K163) EC_GROUP_free(C2_K163);
1223         if (C2_B163) EC_GROUP_free(C2_B163);
1224         if (C2_K233) EC_GROUP_free(C2_K233);
1225         if (C2_B233) EC_GROUP_free(C2_B233);
1226         if (C2_K283) EC_GROUP_free(C2_K283);
1227         if (C2_B283) EC_GROUP_free(C2_B283);
1228         if (C2_K409) EC_GROUP_free(C2_K409);
1229         if (C2_B409) EC_GROUP_free(C2_B409);
1230         if (C2_K571) EC_GROUP_free(C2_K571);
1231         if (C2_B571) EC_GROUP_free(C2_B571);
1232
1233         }
1234
1235 void internal_curve_test(void)
1236         {
1237         EC_builtin_curve *curves = NULL;
1238         size_t crv_len = 0, n = 0;
1239         int    ok = 1;
1240
1241         crv_len = EC_get_builtin_curves(NULL, 0);
1242
1243         curves = OPENSSL_malloc(sizeof(EC_builtin_curve) * crv_len);
1244
1245         if (curves == NULL)
1246                 return;
1247
1248         if (!EC_get_builtin_curves(curves, crv_len))
1249                 {
1250                 OPENSSL_free(curves);
1251                 return;
1252                 }
1253
1254         fprintf(stdout, "testing internal curves: ");
1255                 
1256         for (n = 0; n < crv_len; n++)
1257                 {
1258                 EC_GROUP *group = NULL;
1259                 int nid = curves[n].nid;
1260                 if ((group = EC_GROUP_new_by_curve_name(nid)) == NULL)
1261                         {
1262                         ok = 0;
1263                         fprintf(stdout, "\nEC_GROUP_new_curve_name() failed with"
1264                                 " curve %s\n", OBJ_nid2sn(nid));
1265                         /* try next curve */
1266                         continue;
1267                         }
1268                 if (!EC_GROUP_check(group, NULL))
1269                         {
1270                         ok = 0;
1271                         fprintf(stdout, "\nEC_GROUP_check() failed with"
1272                                 " curve %s\n", OBJ_nid2sn(nid));
1273                         EC_GROUP_free(group);
1274                         /* try the next curve */
1275                         continue;
1276                         }
1277                 fprintf(stdout, ".");
1278                 fflush(stdout);
1279                 EC_GROUP_free(group);
1280                 }
1281         if (ok)
1282                 fprintf(stdout, " ok\n");
1283         else
1284                 fprintf(stdout, " failed\n");
1285         OPENSSL_free(curves);
1286         return;
1287         }
1288
1289 static const char rnd_seed[] = "string to make the random number generator think it has entropy";
1290
1291 int main(int argc, char *argv[])
1292         {       
1293         
1294         /* enable memory leak checking unless explicitly disabled */
1295         if (!((getenv("OPENSSL_DEBUG_MEMORY") != NULL) && (0 == strcmp(getenv("OPENSSL_DEBUG_MEMORY"), "off"))))
1296                 {
1297                 CRYPTO_malloc_debug_init();
1298                 CRYPTO_set_mem_debug_options(V_CRYPTO_MDEBUG_ALL);
1299                 }
1300         else
1301                 {
1302                 /* OPENSSL_DEBUG_MEMORY=off */
1303                 CRYPTO_set_mem_debug_functions(0, 0, 0, 0, 0);
1304                 }
1305         CRYPTO_mem_ctrl(CRYPTO_MEM_CHECK_ON);
1306         ERR_load_crypto_strings();
1307
1308         RAND_seed(rnd_seed, sizeof rnd_seed); /* or BN_generate_prime may fail */
1309
1310         prime_field_tests();
1311         puts("");
1312         char2_field_tests();
1313         /* test the internal curves */
1314         internal_curve_test();
1315
1316 #ifndef OPENSSL_NO_ENGINE
1317         ENGINE_cleanup();
1318 #endif
1319         CRYPTO_cleanup_all_ex_data();
1320         ERR_free_strings();
1321         ERR_remove_state(0);
1322         CRYPTO_mem_leaks_fp(stderr);
1323         
1324         return 0;
1325         }
1326 #endif