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