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 #if 0
 108 static void timings(EC_GROUP *group, int multi, BN_CTX *ctx)
 109         {
 110         clock_t clck;
 111         int i, j;
 112         BIGNUM *s;
 113         BIGNUM *r[10], *r0[10];
 114         EC_POINT *P;
 115
 116         s = BN_new();
 117         if (s == NULL) ABORT;
 118
 119         fprintf(stdout, "Timings for %d-bit field, ", EC_GROUP_get_degree(group));
 120         if (!EC_GROUP_get_order(group, s, ctx)) ABORT;
 121         fprintf(stdout, "%d-bit scalars ", (int)BN_num_bits(s));
 122         fflush(stdout);
 123
 124         P = EC_POINT_new(group);
 125         if (P == NULL) ABORT;
 126         EC_POINT_copy(P, EC_GROUP_get0_generator(group));
 127
 128         for (i = 0; i < 10; i++)
 129                 {
 130                 if ((r[i] = BN_new()) == NULL) ABORT;
 131                 if (!BN_pseudo_rand(r[i], BN_num_bits(s), 0, 0)) ABORT;
 132                 if (multi)
 133                         {
 134                         if ((r0[i] = BN_new()) == NULL) ABORT;
 135                         if (!BN_pseudo_rand(r0[i], BN_num_bits(s), 0, 0)) ABORT;
 136                         }
 137                 }
 138
 139         clck = clock();
 140         for (i = 0; i < 10; i++)
 141                 {
 142                 for (j = 0; j < 10; j++)
 143                         {
 144                         if (!EC_POINT_mul(group, P, r[i], multi ? P : NULL, multi ? r0[i] : NULL, ctx)) ABORT;
 145                         }
 146                 }
 147         fprintf(stdout, "\n");
 148
 149         clck = clock() - clck;
 150
 151 #ifdef CLOCKS_PER_SEC
 152         /* "To determine the time in seconds, the value returned
 153          * by the clock function should be divided by the value
 154          * of the macro CLOCKS_PER_SEC."
 155          *                                       -- ISO/IEC 9899 */
 156 #       define UNIT "s"
 157 #else
 158         /* "`CLOCKS_PER_SEC' undeclared (first use this function)"
 159          *                            -- cc on NeXTstep/OpenStep */
 160 #       define UNIT "units"
 161 #       define CLOCKS_PER_SEC 1
 162 #endif
 163
 164         fprintf(stdout, "%i %s in %.2f " UNIT "\n", i*j,
 165                 multi ? "s*P+t*Q operations" : "point multiplications",
 166                 (double)clck/CLOCKS_PER_SEC);
 167         fprintf(stdout, "average: %.4f " UNIT "\n", (double)clck/(CLOCKS_PER_SEC*i*j));
 168
 169         EC_POINT_free(P);
 170         BN_free(s);
 171         for (i = 0; i < 10; i++)
 172                 {
 173                 BN_free(r[i]);
 174                 if (multi) BN_free(r0[i]);
 175                 }
 176         }
 177 #endif
 178
 179 void prime_field_tests()
 180         {
 181         BN_CTX *ctx = NULL;
 182         BIGNUM *p, *a, *b;
 183         EC_GROUP *group;
 184         EC_GROUP *P_192 = NULL, *P_224 = NULL, *P_256 = NULL, *P_384 = NULL, *P_521 = NULL;
 185         EC_POINT *P, *Q, *R;
 186         BIGNUM *x, *y, *z;
 187         unsigned char buf[100];
 188         size_t i, len;
 189         int k;
 190
 191 #if 1 /* optional */
 192         ctx = BN_CTX_new();
 193         if (!ctx) ABORT;
 194 #endif
 195
 196         p = BN_new();
 197         a = BN_new();
 198         b = BN_new();
 199         if (!p || !a || !b) ABORT;
 200
 201         if (!BN_hex2bn(&p, "17")) ABORT;
 202         if (!BN_hex2bn(&a, "1")) ABORT;
 203         if (!BN_hex2bn(&b, "1")) ABORT;
 204
 205         group = EC_GROUP_new(EC_GFp_mont_method()); /* applications should use EC_GROUP_new_curve_GFp
 206                                                      * so that the library gets to choose the EC_METHOD */
 207         if (!group) ABORT;
 208
 209         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
 210
 211         {
 212                 EC_GROUP *tmp;
 213                 tmp = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group));
 214                 if (!tmp) ABORT;
 215                 if (!EC_GROUP_copy(tmp, group));
 216                 EC_GROUP_free(group);
 217                 group = tmp;
 218         }
 219
 220         if (!EC_GROUP_get_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
 221
 222         fprintf(stdout, "Curve defined by Weierstrass equation\n     y^2 = x^3 + a*x + b  (mod 0x");
 223         BN_print_fp(stdout, p);
 224         fprintf(stdout, ")\n     a = 0x");
 225         BN_print_fp(stdout, a);
 226         fprintf(stdout, "\n     b = 0x");
 227         BN_print_fp(stdout, b);
 228         fprintf(stdout, "\n");
 229
 230         P = EC_POINT_new(group);
 231         Q = EC_POINT_new(group);
 232         R = EC_POINT_new(group);
 233         if (!P || !Q || !R) ABORT;
 234
 235         if (!EC_POINT_set_to_infinity(group, P)) ABORT;
 236         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
 237
 238         buf[0] = 0;
 239         if (!EC_POINT_oct2point(group, Q, buf, 1, ctx)) ABORT;
 240
 241         if (!EC_POINT_add(group, P, P, Q, ctx)) ABORT;
 242         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
 243
 244         x = BN_new();
 245         y = BN_new();
 246         z = BN_new();
 247         if (!x || !y || !z) ABORT;
 248
 249         if (!BN_hex2bn(&x, "D")) ABORT;
 250         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, Q, x, 1, ctx)) ABORT;
 251         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, Q, ctx))
 252                 {
 253                 if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, Q, x, y, ctx)) ABORT;
 254                 fprintf(stderr, "Point is not on curve: x = 0x");
 255                 BN_print_fp(stderr, x);
 256                 fprintf(stderr, ", y = 0x");
 257                 BN_print_fp(stderr, y);
 258                 fprintf(stderr, "\n");
 259                 ABORT;
 260                 }
 261
 262         fprintf(stdout, "A cyclic subgroup:\n");
 263         k = 100;
 264         do
 265                 {
 266                 if (k-- == 0) ABORT;
 267
 268                 if (EC_POINT_is_at_infinity(group, P))
 269                         fprintf(stdout, "     point at infinity\n");
 270                 else
 271                         {
 272                         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
 273
 274                         fprintf(stdout, "     x = 0x");
 275                         BN_print_fp(stdout, x);
 276                         fprintf(stdout, ", y = 0x");
 277                         BN_print_fp(stdout, y);
 278                         fprintf(stdout, "\n");
 279                         }
 280
 281                 if (!EC_POINT_copy(R, P)) ABORT;
 282                 if (!EC_POINT_add(group, P, P, Q, ctx)) ABORT;
 283
 284 #if 0 /* optional */
 285                 {
 286                         EC_POINT *points[3];
 287
 288                         points[0] = R;
 289                         points[1] = Q;
 290                         points[2] = P;
 291                         if (!EC_POINTs_make_affine(group, 2, points, ctx)) ABORT;
 292                 }
 293 #endif
 294
 295                 }
 296         while (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P));
 297
 298         if (!EC_POINT_add(group, P, Q, R, ctx)) ABORT;
 299         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
 300
 301         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_COMPRESSED, buf, sizeof buf, ctx);
 302         if (len == 0) ABORT;
 303         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
 304         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
 305         fprintf(stdout, "Generator as octect string, compressed form:\n     ");
 306         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
 307
 308         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_UNCOMPRESSED, buf, sizeof buf, ctx);
 309         if (len == 0) ABORT;
 310         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
 311         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
 312         fprintf(stdout, "\nGenerator as octect string, uncompressed form:\n     ");
 313         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
 314
 315         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_HYBRID, buf, sizeof buf, ctx);
 316         if (len == 0) ABORT;
 317         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
 318         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
 319         fprintf(stdout, "\nGenerator as octect string, hybrid form:\n     ");
 320         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
 321
 322         if (!EC_POINT_get_Jprojective_coordinates_GFp(group, R, x, y, z, ctx)) ABORT;
 323         fprintf(stdout, "\nA representation of the inverse of that generator in\nJacobian projective coordinates:\n     X = 0x");
 324         BN_print_fp(stdout, x);
 325         fprintf(stdout, ", Y = 0x");
 326         BN_print_fp(stdout, y);
 327         fprintf(stdout, ", Z = 0x");
 328         BN_print_fp(stdout, z);
 329         fprintf(stdout, "\n");
 330
 331         if (!EC_POINT_invert(group, P, ctx)) ABORT;
 332         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, R, ctx)) ABORT;
 333
 334
 335         /* Curve P-192 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
 336
 337         if (!BN_hex2bn(&p, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFF")) ABORT;
 338         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
 339         if (!BN_hex2bn(&a, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFC")) ABORT;
 340         if (!BN_hex2bn(&b, "64210519E59C80E70FA7E9AB72243049FEB8DEECC146B9B1")) ABORT;
 341         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
 342
 343         if (!BN_hex2bn(&x, "188DA80EB03090F67CBF20EB43A18800F4FF0AFD82FF1012")) ABORT;
 344         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 1, ctx)) ABORT;
 345         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
 346         if (!BN_hex2bn(&z, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF99DEF836146BC9B1B4D22831")) ABORT;
 347         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
 348
 349         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
 350         fprintf(stdout, "\nNIST curve P-192 -- Generator:\n     x = 0x");
 351         BN_print_fp(stdout, x);
 352         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
 353         BN_print_fp(stdout, y);
 354         fprintf(stdout, "\n");
 355         /* G_y value taken from the standard: */
 356         if (!BN_hex2bn(&z, "07192B95FFC8DA78631011ED6B24CDD573F977A11E794811")) ABORT;
 357         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
 358
 359         fprintf(stdout, "verify degree ...");
 360         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 192) ABORT;
 361         fprintf(stdout, " ok\n");
 362
 363         fprintf(stdout, "verify group order ...");
 364         fflush(stdout);
 365         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
 366         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
 367         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
 368         fprintf(stdout, ".");
 369         fflush(stdout);
 370         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT;
 371         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
 372         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
 373         fprintf(stdout, " ok\n");
 374
 375         if (!(P_192 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
 376         if (!EC_GROUP_copy(P_192, group)) ABORT;
 377
 378
 379         /* Curve P-224 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
 380
 381         if (!BN_hex2bn(&p, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF000000000000000000000001")) ABORT;
 382         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
 383         if (!BN_hex2bn(&a, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFE")) ABORT;
 384         if (!BN_hex2bn(&b, "B4050A850C04B3ABF54132565044B0B7D7BFD8BA270B39432355FFB4")) ABORT;
 385         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
 386
 387         if (!BN_hex2bn(&x, "B70E0CBD6BB4BF7F321390B94A03C1D356C21122343280D6115C1D21")) ABORT;
 388         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 0, ctx)) ABORT;
 389         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
 390         if (!BN_hex2bn(&z, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF16A2E0B8F03E13DD29455C5C2A3D")) ABORT;
 391         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
 392
 393         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
 394         fprintf(stdout, "\nNIST curve P-224 -- Generator:\n     x = 0x");
 395         BN_print_fp(stdout, x);
 396         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
 397         BN_print_fp(stdout, y);
 398         fprintf(stdout, "\n");
 399         /* G_y value taken from the standard: */
 400         if (!BN_hex2bn(&z, "BD376388B5F723FB4C22DFE6CD4375A05A07476444D5819985007E34")) ABORT;
 401         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
 402
 403         fprintf(stdout, "verify degree ...");
 404         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 224) ABORT;
 405         fprintf(stdout, " ok\n");
 406
 407         fprintf(stdout, "verify group order ...");
 408         fflush(stdout);
 409         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
 410         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
 411         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
 412         fprintf(stdout, ".");
 413         fflush(stdout);
 414         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT;
 415         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
 416         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
 417         fprintf(stdout, " ok\n");
 418
 419         if (!(P_224 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
 420         if (!EC_GROUP_copy(P_224, group)) ABORT;
 421
 422
 423         /* Curve P-256 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
 424
 425         if (!BN_hex2bn(&p, "FFFFFFFF00000001000000000000000000000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF")) ABORT;
 426         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
 427         if (!BN_hex2bn(&a, "FFFFFFFF00000001000000000000000000000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFC")) ABORT;
 428         if (!BN_hex2bn(&b, "5AC635D8AA3A93E7B3EBBD55769886BC651D06B0CC53B0F63BCE3C3E27D2604B")) ABORT;
 429         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
 430
 431         if (!BN_hex2bn(&x, "6B17D1F2E12C4247F8BCE6E563A440F277037D812DEB33A0F4A13945D898C296")) ABORT;
 432         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 1, ctx)) ABORT;
 433         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
 434         if (!BN_hex2bn(&z, "FFFFFFFF00000000FFFFFFFFFFFFFFFFBCE6FAADA7179E"
 435                 "84F3B9CAC2FC632551")) ABORT;
 436         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
 437
 438         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
 439         fprintf(stdout, "\nNIST curve P-256 -- Generator:\n     x = 0x");
 440         BN_print_fp(stdout, x);
 441         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
 442         BN_print_fp(stdout, y);
 443         fprintf(stdout, "\n");
 444         /* G_y value taken from the standard: */
 445         if (!BN_hex2bn(&z, "4FE342E2FE1A7F9B8EE7EB4A7C0F9E162BCE33576B315ECECBB6406837BF51F5")) ABORT;
 446         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
 447
 448         fprintf(stdout, "verify degree ...");
 449         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 256) ABORT;
 450         fprintf(stdout, " ok\n");
 451
 452         fprintf(stdout, "verify group order ...");
 453         fflush(stdout);
 454         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
 455         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
 456         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
 457         fprintf(stdout, ".");
 458         fflush(stdout);
 459         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT;
 460         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
 461         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
 462         fprintf(stdout, " ok\n");
 463
 464         if (!(P_256 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
 465         if (!EC_GROUP_copy(P_256, group)) ABORT;
 466
 467
 468         /* Curve P-384 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
 469
 470         if (!BN_hex2bn(&p, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 471                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFF0000000000000000FFFFFFFF")) ABORT;
 472         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
 473         if (!BN_hex2bn(&a, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 474                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFF0000000000000000FFFFFFFC")) ABORT;
 475         if (!BN_hex2bn(&b, "B3312FA7E23EE7E4988E056BE3F82D19181D9C6EFE8141"
 476                 "120314088F5013875AC656398D8A2ED19D2A85C8EDD3EC2AEF")) ABORT;
 477         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
 478
 479         if (!BN_hex2bn(&x, "AA87CA22BE8B05378EB1C71EF320AD746E1D3B628BA79B"
 480                 "9859F741E082542A385502F25DBF55296C3A545E3872760AB7")) ABORT;
 481         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 1, ctx)) ABORT;
 482         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
 483         if (!BN_hex2bn(&z, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 484                 "FFC7634D81F4372DDF581A0DB248B0A77AECEC196ACCC52973")) ABORT;
 485         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
 486
 487         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
 488         fprintf(stdout, "\nNIST curve P-384 -- Generator:\n     x = 0x");
 489         BN_print_fp(stdout, x);
 490         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
 491         BN_print_fp(stdout, y);
 492         fprintf(stdout, "\n");
 493         /* G_y value taken from the standard: */
 494         if (!BN_hex2bn(&z, "3617DE4A96262C6F5D9E98BF9292DC29F8F41DBD289A14"
 495                 "7CE9DA3113B5F0B8C00A60B1CE1D7E819D7A431D7C90EA0E5F")) ABORT;
 496         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
 497
 498         fprintf(stdout, "verify degree ...");
 499         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 384) ABORT;
 500         fprintf(stdout, " ok\n");
 501
 502         fprintf(stdout, "verify group order ...");
 503         fflush(stdout);
 504         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
 505         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
 506         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
 507         fprintf(stdout, ".");
 508         fflush(stdout);
 509         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT;
 510         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
 511         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
 512         fprintf(stdout, " ok\n");
 513
 514         if (!(P_384 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
 515         if (!EC_GROUP_copy(P_384, group)) ABORT;
 516
 517
 518         /* Curve P-521 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
 519
 520         if (!BN_hex2bn(&p, "1FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 521                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 522                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF")) ABORT;
 523         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
 524         if (!BN_hex2bn(&a, "1FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 525                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 526                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFC")) ABORT;
 527         if (!BN_hex2bn(&b, "051953EB9618E1C9A1F929A21A0B68540EEA2DA725B99B"
 528                 "315F3B8B489918EF109E156193951EC7E937B1652C0BD3BB1BF073573"
 529                 "DF883D2C34F1EF451FD46B503F00")) ABORT;
 530         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
 531
 532         if (!BN_hex2bn(&x, "C6858E06B70404E9CD9E3ECB662395B4429C648139053F"
 533                 "B521F828AF606B4D3DBAA14B5E77EFE75928FE1DC127A2FFA8DE3348B"
 534                 "3C1856A429BF97E7E31C2E5BD66")) ABORT;
 535         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 0, ctx)) ABORT;
 536         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
 537         if (!BN_hex2bn(&z, "1FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 538                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFA51868783BF2F966B7FCC0148F709A5D03BB5"
 539                 "C9B8899C47AEBB6FB71E91386409")) ABORT;
 540         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
 541
 542         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
 543         fprintf(stdout, "\nNIST curve P-521 -- Generator:\n     x = 0x");
 544         BN_print_fp(stdout, x);
 545         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
 546         BN_print_fp(stdout, y);
 547         fprintf(stdout, "\n");
 548         /* G_y value taken from the standard: */
 549         if (!BN_hex2bn(&z, "11839296A789A3BC0045C8A5FB42C7D1BD998F54449579"
 550                 "B446817AFBD17273E662C97EE72995EF42640C550B9013FAD0761353C"
 551                 "7086A272C24088BE94769FD16650")) ABORT;
 552         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
 553
 554         fprintf(stdout, "verify degree ...");
 555         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 521) ABORT;
 556         fprintf(stdout, " ok\n");
 557
 558         fprintf(stdout, "verify group order ...");
 559         fflush(stdout);
 560         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
 561         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
 562         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
 563         fprintf(stdout, ".");
 564         fflush(stdout);
 565         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT;
 566         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
 567         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
 568         fprintf(stdout, " ok\n");
 569
 570         if (!(P_521 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
 571         if (!EC_GROUP_copy(P_521, group)) ABORT;
 572
 573
 574         /* more tests using the last curve */
 575
 576         if (!EC_POINT_copy(Q, P)) ABORT;
 577         if (EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
 578         if (!EC_POINT_dbl(group, P, P, ctx)) ABORT;
 579         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
 580         if (!EC_POINT_invert(group, Q, ctx)) ABORT; /* P = -2Q */
 581
 582         if (!EC_POINT_add(group, R, P, Q, ctx)) ABORT;
 583         if (!EC_POINT_add(group, R, R, Q, ctx)) ABORT;
 584         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, R)) ABORT; /* R = P + 2Q */
 585
 586         {
 587                 const EC_POINT *points[3];
 588                 const BIGNUM *scalars[3];
 589
 590                 if (EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
 591                 points[0] = Q;
 592                 points[1] = Q;
 593                 points[2] = Q;
 594
 595                 if (!BN_add(y, z, BN_value_one())) ABORT;
 596                 if (BN_is_odd(y)) ABORT;
 597                 if (!BN_rshift1(y, y)) ABORT;
 598                 scalars[0] = y; /* (group order + 1)/2,  so  y*Q + y*Q = Q */
 599                 scalars[1] = y;
 600
 601                 fprintf(stdout, "combined multiplication ...");
 602                 fflush(stdout);
 603
 604                 /* z is still the group order */
 605                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
 606                 if (!EC_POINTs_mul(group, R, z, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
 607                 if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, R, ctx)) ABORT;
 608                 if (0 != EC_POINT_cmp(group, R, Q, ctx)) ABORT;
 609
 610                 fprintf(stdout, ".");
 611                 fflush(stdout);
 612
 613                 if (!BN_pseudo_rand(y, BN_num_bits(y), 0, 0)) ABORT;
 614                 if (!BN_add(z, z, y)) ABORT;
 615                 BN_set_sign(z, 1);
 616                 scalars[0] = y;
 617                 scalars[1] = z; /* z = -(order + y) */
 618
 619                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
 620                 if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
 621
 622                 fprintf(stdout, ".");
 623                 fflush(stdout);
 624
 625                 if (!BN_pseudo_rand(x, BN_num_bits(y) - 1, 0, 0)) ABORT;
 626                 if (!BN_add(z, x, y)) ABORT;
 627                 BN_set_sign(z, 1);
 628                 scalars[0] = x;
 629                 scalars[1] = y;
 630                 scalars[2] = z; /* z = -(x+y) */
 631
 632                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 3, points, scalars, ctx)) ABORT;
 633                 if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
 634
 635                 fprintf(stdout, " ok\n\n");
 636         }
 637
 638
 639 #if 0
 640         timings(P_192, 0, ctx);
 641         timings(P_192, 1, ctx);
 642         timings(P_224, 0, ctx);
 643         timings(P_224, 1, ctx);
 644         timings(P_256, 0, ctx);
 645         timings(P_256, 1, ctx);
 646         timings(P_384, 0, ctx);
 647         timings(P_384, 1, ctx);
 648         timings(P_521, 0, ctx);
 649         timings(P_521, 1, ctx);
 650 #endif
 651
 652
 653         if (ctx)
 654                 BN_CTX_free(ctx);
 655         BN_free(p); BN_free(a); BN_free(b);
 656         EC_GROUP_free(group);
 657         EC_POINT_free(P);
 658         EC_POINT_free(Q);
 659         EC_POINT_free(R);
 660         BN_free(x); BN_free(y); BN_free(z);
 661
 662         if (P_192) EC_GROUP_free(P_192);
 663         if (P_224) EC_GROUP_free(P_224);
 664         if (P_256) EC_GROUP_free(P_256);
 665         if (P_384) EC_GROUP_free(P_384);
 666         if (P_521) EC_GROUP_free(P_521);
 667
 668         }
 669
 670 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
 671 #ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
 672 #define CHAR2_CURVE_TEST_INTERNAL(_name, _p, _a, _b, _x, _y, _y_bit, _order, _cof, _degree, _variable) \
 673         if (!BN_hex2bn(&x, _x)) ABORT; \
 674         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GF2m(group, P, x, _y_bit, ctx)) ABORT; \
 675         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT; \
 676         if (!BN_hex2bn(&z, _order)) ABORT; \
 677         if (!BN_hex2bn(&cof, _cof)) ABORT; \
 678         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, cof)) ABORT; \
 679         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GF2m(group, P, x, y, ctx)) ABORT; \
 680         fprintf(stdout, "\n%s -- Generator:\n     x = 0x", _name); \
 681         BN_print_fp(stdout, x); \
 682         fprintf(stdout, "\n     y = 0x"); \
 683         BN_print_fp(stdout, y); \
 684         fprintf(stdout, "\n"); \
 685         /* G_y value taken from the standard: */ \
 686         if (!BN_hex2bn(&z, _y)) ABORT; \
 687         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
 688 #else
 689 #define CHAR2_CURVE_TEST_INTERNAL(_name, _p, _a, _b, _x, _y, _y_bit, _order, _cof, _degree, _variable) \
 690         if (!BN_hex2bn(&x, _x)) ABORT; \
 691         if (!BN_hex2bn(&y, _y)) ABORT; \
 692         if (!EC_POINT_set_affine_coordinates_GF2m(group, P, x, y, ctx)) ABORT; \
 693         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT; \
 694         if (!BN_hex2bn(&z, _order)) ABORT; \
 695         if (!BN_hex2bn(&cof, _cof)) ABORT; \
 696         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, cof)) ABORT; \
 697         fprintf(stdout, "\n%s -- Generator:\n     x = 0x", _name); \
 698         BN_print_fp(stdout, x); \
 699         fprintf(stdout, "\n     y = 0x"); \
 700         BN_print_fp(stdout, y); \
 701         fprintf(stdout, "\n");
 702 #endif
 703
 704 #define CHAR2_CURVE_TEST(_name, _p, _a, _b, _x, _y, _y_bit, _order, _cof, _degree, _variable) \
 705         if (!BN_hex2bn(&p, _p)) ABORT; \
 706         if (!BN_hex2bn(&a, _a)) ABORT; \
 707         if (!BN_hex2bn(&b, _b)) ABORT; \
 708         if (!EC_GROUP_set_curve_GF2m(group, p, a, b, ctx)) ABORT; \
 709         CHAR2_CURVE_TEST_INTERNAL(_name, _p, _a, _b, _x, _y, _y_bit, _order, _cof, _degree, _variable) \
 710         fprintf(stdout, "verify degree ..."); \
 711         if (EC_GROUP_get_degree(group) != _degree) ABORT; \
 712         fprintf(stdout, " ok\n"); \
 713         fprintf(stdout, "verify group order ..."); \
 714         fflush(stdout); \
 715         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT; \
 716         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT; \
 717         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT; \
 718         fprintf(stdout, "."); \
 719         fflush(stdout); \
 720         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT; \
 721         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT; \
 722         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT; \
 723         fprintf(stdout, " ok\n"); \
 724         if (!(_variable = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT; \
 725         if (!EC_GROUP_copy(_variable, group)) ABORT;
 726
 727 void char2_field_tests()
 728         {
 729         BN_CTX *ctx = NULL;
 730         BIGNUM *p, *a, *b;
 731         EC_GROUP *group;
 732         EC_GROUP *C2_K163 = NULL, *C2_K233 = NULL, *C2_K283 = NULL, *C2_K409 = NULL, *C2_K571 = NULL;
 733         EC_GROUP *C2_B163 = NULL, *C2_B233 = NULL, *C2_B283 = NULL, *C2_B409 = NULL, *C2_B571 = NULL;
 734         EC_POINT *P, *Q, *R;
 735         BIGNUM *x, *y, *z, *cof;
 736         unsigned char buf[100];
 737         size_t i, len;
 738         int k;
 739
 740 #if 1 /* optional */
 741         ctx = BN_CTX_new();
 742         if (!ctx) ABORT;
 743 #endif
 744
 745         p = BN_new();
 746         a = BN_new();
 747         b = BN_new();
 748         if (!p || !a || !b) ABORT;
 749
 750         if (!BN_hex2bn(&p, "13")) ABORT;
 751         if (!BN_hex2bn(&a, "3")) ABORT;
 752         if (!BN_hex2bn(&b, "1")) ABORT;
 753
 754         group = EC_GROUP_new(EC_GF2m_simple_method()); /* applications should use EC_GROUP_new_curve_GF2m
 755                                                         * so that the library gets to choose the EC_METHOD */
 756         if (!group) ABORT;
 757         if (!EC_GROUP_set_curve_GF2m(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
 758
 759         {
 760                 EC_GROUP *tmp;
 761                 tmp = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group));
 762                 if (!tmp) ABORT;
 763                 if (!EC_GROUP_copy(tmp, group));
 764                 EC_GROUP_free(group);
 765                 group = tmp;
 766         }
 767
 768         if (!EC_GROUP_get_curve_GF2m(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
 769
 770         fprintf(stdout, "Curve defined by Weierstrass equation\n     y^2 + x*y = x^3 + a*x^2 + b  (mod 0x");
 771         BN_print_fp(stdout, p);
 772         fprintf(stdout, ")\n     a = 0x");
 773         BN_print_fp(stdout, a);
 774         fprintf(stdout, "\n     b = 0x");
 775         BN_print_fp(stdout, b);
 776         fprintf(stdout, "\n(0x... means binary polynomial)\n");
 777
 778         P = EC_POINT_new(group);
 779         Q = EC_POINT_new(group);
 780         R = EC_POINT_new(group);
 781         if (!P || !Q || !R) ABORT;
 782
 783         if (!EC_POINT_set_to_infinity(group, P)) ABORT;
 784         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
 785
 786         buf[0] = 0;
 787         if (!EC_POINT_oct2point(group, Q, buf, 1, ctx)) ABORT;
 788
 789         if (!EC_POINT_add(group, P, P, Q, ctx)) ABORT;
 790         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
 791
 792         x = BN_new();
 793         y = BN_new();
 794         z = BN_new();
 795         cof = BN_new();
 796         if (!x || !y || !z || !cof) ABORT;
 797
 798         if (!BN_hex2bn(&x, "6")) ABORT;
 799 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
 800 #ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
 801         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GF2m(group, Q, x, 1, ctx)) ABORT;
 802 #else
 803         if (!BN_hex2bn(&y, "8")) ABORT;
 804         if (!EC_POINT_set_affine_coordinates_GF2m(group, Q, x, y, ctx)) ABORT;
 805 #endif
 806         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, Q, ctx))
 807                 {
 808 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
 809 #ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
 810                 if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GF2m(group, Q, x, y, ctx)) ABORT;
 811 #endif
 812                 fprintf(stderr, "Point is not on curve: x = 0x");
 813                 BN_print_fp(stderr, x);
 814                 fprintf(stderr, ", y = 0x");
 815                 BN_print_fp(stderr, y);
 816                 fprintf(stderr, "\n");
 817                 ABORT;
 818                 }
 819
 820         fprintf(stdout, "A cyclic subgroup:\n");
 821         k = 100;
 822         do
 823                 {
 824                 if (k-- == 0) ABORT;
 825
 826                 if (EC_POINT_is_at_infinity(group, P))
 827                         fprintf(stdout, "     point at infinity\n");
 828                 else
 829                         {
 830                         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GF2m(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
 831
 832                         fprintf(stdout, "     x = 0x");
 833                         BN_print_fp(stdout, x);
 834                         fprintf(stdout, ", y = 0x");
 835                         BN_print_fp(stdout, y);
 836                         fprintf(stdout, "\n");
 837                         }
 838
 839                 if (!EC_POINT_copy(R, P)) ABORT;
 840                 if (!EC_POINT_add(group, P, P, Q, ctx)) ABORT;
 841                 }
 842         while (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P));
 843
 844         if (!EC_POINT_add(group, P, Q, R, ctx)) ABORT;
 845         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
 846
 847 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
 848 #ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
 849         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_COMPRESSED, buf, sizeof buf, ctx);
 850         if (len == 0) ABORT;
 851         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
 852         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
 853         fprintf(stdout, "Generator as octet string, compressed form:\n     ");
 854         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
 855 #endif
 856
 857         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_UNCOMPRESSED, buf, sizeof buf, ctx);
 858         if (len == 0) ABORT;
 859         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
 860         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
 861         fprintf(stdout, "\nGenerator as octet string, uncompressed form:\n     ");
 862         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
 863
 864 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
 865 #ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
 866         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_HYBRID, buf, sizeof buf, ctx);
 867         if (len == 0) ABORT;
 868         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
 869         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
 870         fprintf(stdout, "\nGenerator as octet string, hybrid form:\n     ");
 871         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
 872 #endif
 873
 874         fprintf(stdout, "\n");
 875
 876         if (!EC_POINT_invert(group, P, ctx)) ABORT;
 877         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, R, ctx)) ABORT;
 878
 879
 880         /* Curve K-163 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
 881         CHAR2_CURVE_TEST
 882                 (
 883                 "NIST curve K-163",
 884                 "0800000000000000000000000000000000000000C9",
 885                 "1",
 886                 "1",
 887                 "02FE13C0537BBC11ACAA07D793DE4E6D5E5C94EEE8",
 888                 "0289070FB05D38FF58321F2E800536D538CCDAA3D9",
 889                 1,
 890                 "04000000000000000000020108A2E0CC0D99F8A5EF",
 891                 "2",
 892                 163,
 893                 C2_K163
 894                 );
 895
 896         /* Curve B-163 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
 897         CHAR2_CURVE_TEST
 898                 (
 899                 "NIST curve B-163",
 900                 "0800000000000000000000000000000000000000C9",
 901                 "1",
 902                 "020A601907B8C953CA1481EB10512F78744A3205FD",
 903                 "03F0EBA16286A2D57EA0991168D4994637E8343E36",
 904                 "00D51FBC6C71A0094FA2CDD545B11C5C0C797324F1",
 905                 1,
 906                 "040000000000000000000292FE77E70C12A4234C33",
 907                 "2",
 908                 163,
 909                 C2_B163
 910                 );
 911
 912         /* Curve K-233 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
 913         CHAR2_CURVE_TEST
 914                 (
 915                 "NIST curve K-233",
 916                 "020000000000000000000000000000000000000004000000000000000001",
 917                 "0",
 918                 "1",
 919                 "017232BA853A7E731AF129F22FF4149563A419C26BF50A4C9D6EEFAD6126",
 920                 "01DB537DECE819B7F70F555A67C427A8CD9BF18AEB9B56E0C11056FAE6A3",
 921                 0,
 922                 "008000000000000000000000000000069D5BB915BCD46EFB1AD5F173ABDF",
 923                 "4",
 924                 233,
 925                 C2_K233
 926                 );
 927
 928         /* Curve B-233 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
 929         CHAR2_CURVE_TEST
 930                 (
 931                 "NIST curve B-233",
 932                 "020000000000000000000000000000000000000004000000000000000001",
 933                 "000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001",
 934                 "0066647EDE6C332C7F8C0923BB58213B333B20E9CE4281FE115F7D8F90AD",
 935                 "00FAC9DFCBAC8313BB2139F1BB755FEF65BC391F8B36F8F8EB7371FD558B",
 936                 "01006A08A41903350678E58528BEBF8A0BEFF867A7CA36716F7E01F81052",
 937                 1,
 938                 "01000000000000000000000000000013E974E72F8A6922031D2603CFE0D7",
 939                 "2",
 940                 233,
 941                 C2_B233
 942                 );
 943
 944         /* Curve K-283 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
 945         CHAR2_CURVE_TEST
 946                 (
 947                 "NIST curve K-283",
 948                 "0800000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000010A1",
 949                 "0",
 950                 "1",
 951                 "0503213F78CA44883F1A3B8162F188E553CD265F23C1567A16876913B0C2AC2458492836",
 952                 "01CCDA380F1C9E318D90F95D07E5426FE87E45C0E8184698E45962364E34116177DD2259",
 953                 0,
 954                 "01FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFE9AE2ED07577265DFF7F94451E061E163C61",
 955                 "4",
 956                 283,
 957                 C2_K283
 958                 );
 959
 960         /* Curve B-283 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
 961         CHAR2_CURVE_TEST
 962                 (
 963                 "NIST curve B-283",
 964                 "0800000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000010A1",
 965                 "000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001",
 966                 "027B680AC8B8596DA5A4AF8A19A0303FCA97FD7645309FA2A581485AF6263E313B79A2F5",
 967                 "05F939258DB7DD90E1934F8C70B0DFEC2EED25B8557EAC9C80E2E198F8CDBECD86B12053",
 968                 "03676854FE24141CB98FE6D4B20D02B4516FF702350EDDB0826779C813F0DF45BE8112F4",
 969                 1,
 970                 "03FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFEF90399660FC938A90165B042A7CEFADB307",
 971                 "2",
 972                 283,
 973                 C2_B283
 974                 );
 975
 976         /* Curve K-409 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
 977         CHAR2_CURVE_TEST
 978                 (
 979                 "NIST curve K-409",
 980                 "02000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000008000000000000000000001",
 981                 "0",
 982                 "1",
 983                 "0060F05F658F49C1AD3AB1890F7184210EFD0987E307C84C27ACCFB8F9F67CC2C460189EB5AAAA62EE222EB1B35540CFE9023746",
 984                 "01E369050B7C4E42ACBA1DACBF04299C3460782F918EA427E6325165E9EA10E3DA5F6C42E9C55215AA9CA27A5863EC48D8E0286B",
 985                 1,
 986                 "007FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFE5F83B2D4EA20400EC4557D5ED3E3E7CA5B4B5C83B8E01E5FCF",
 987                 "4",
 988                 409,
 989                 C2_K409
 990                 );
 991
 992         /* Curve B-409 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
 993         CHAR2_CURVE_TEST
 994                 (
 995                 "NIST curve B-409",
 996                 "02000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000008000000000000000000001",
 997                 "00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001",
 998                 "0021A5C2C8EE9FEB5C4B9A753B7B476B7FD6422EF1F3DD674761FA99D6AC27C8A9A197B272822F6CD57A55AA4F50AE317B13545F",
 999                 "015D4860D088DDB3496B0C6064756260441CDE4AF1771D4DB01FFE5B34E59703DC255A868A1180515603AEAB60794E54BB7996A7",
1000                 "0061B1CFAB6BE5F32BBFA78324ED106A7636B9C5A7BD198D0158AA4F5488D08F38514F1FDF4B4F40D2181B3681C364BA0273C706",
1001                 1,
1002                 "010000000000000000000000000000000000000000000000000001E2AAD6A612F33307BE5FA47C3C9E052F838164CD37D9A21173",
1003                 "2",
1004                 409,
1005                 C2_B409
1006                 );
1007
1008         /* Curve K-571 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1009         CHAR2_CURVE_TEST
1010                 (
1011                 "NIST curve K-571",
1012                 "80000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000425",
1013                 "0",
1014                 "1",
1015                 "026EB7A859923FBC82189631F8103FE4AC9CA2970012D5D46024804801841CA44370958493B205E647DA304DB4CEB08CBBD1BA39494776FB988B47174DCA88C7E2945283A01C8972",
1016                 "0349DC807F4FBF374F4AEADE3BCA95314DD58CEC9F307A54FFC61EFC006D8A2C9D4979C0AC44AEA74FBEBBB9F772AEDCB620B01A7BA7AF1B320430C8591984F601CD4C143EF1C7A3",
1017                 0,
1018                 "020000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000131850E1F19A63E4B391A8DB917F4138B630D84BE5D639381E91DEB45CFE778F637C1001",
1019                 "4",
1020                 571,
1021                 C2_K571
1022                 );
1023
1024         /* Curve B-571 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1025         CHAR2_CURVE_TEST
1026                 (
1027                 "NIST curve B-571",
1028                 "80000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000425",
1029                 "000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001",
1030                 "02F40E7E2221F295DE297117B7F3D62F5C6A97FFCB8CEFF1CD6BA8CE4A9A18AD84FFABBD8EFA59332BE7AD6756A66E294AFD185A78FF12AA520E4DE739BACA0C7FFEFF7F2955727A",
1031                 "0303001D34B856296C16C0D40D3CD7750A93D1D2955FA80AA5F40FC8DB7B2ABDBDE53950F4C0D293CDD711A35B67FB1499AE60038614F1394ABFA3B4C850D927E1E7769C8EEC2D19",
1032                 "037BF27342DA639B6DCCFFFEB73D69D78C6C27A6009CBBCA1980F8533921E8A684423E43BAB08A576291AF8F461BB2A8B3531D2F0485C19B16E2F1516E23DD3C1A4827AF1B8AC15B",
1033                 1,
1034                 "03FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFE661CE18FF55987308059B186823851EC7DD9CA1161DE93D5174D66E8382E9BB2FE84E47",
1035                 "2",
1036                 571,
1037                 C2_B571
1038                 );
1039
1040         /* more tests using the last curve */
1041
1042         if (!EC_POINT_copy(Q, P)) ABORT;
1043         if (EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
1044         if (!EC_POINT_dbl(group, P, P, ctx)) ABORT;
1045         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
1046         if (!EC_POINT_invert(group, Q, ctx)) ABORT; /* P = -2Q */
1047
1048         if (!EC_POINT_add(group, R, P, Q, ctx)) ABORT;
1049         if (!EC_POINT_add(group, R, R, Q, ctx)) ABORT;
1050         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, R)) ABORT; /* R = P + 2Q */
1051
1052         {
1053                 const EC_POINT *points[3];
1054                 const BIGNUM *scalars[3];
1055
1056                 if (EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
1057                 points[0] = Q;
1058                 points[1] = Q;
1059                 points[2] = Q;
1060
1061                 if (!BN_add(y, z, BN_value_one())) ABORT;
1062                 if (BN_is_odd(y)) ABORT;
1063                 if (!BN_rshift1(y, y)) ABORT;
1064                 scalars[0] = y; /* (group order + 1)/2,  so  y*Q + y*Q = Q */
1065                 scalars[1] = y;
1066
1067                 fprintf(stdout, "combined multiplication ...");
1068                 fflush(stdout);
1069
1070                 /* z is still the group order */
1071                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
1072                 if (!EC_POINTs_mul(group, R, z, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
1073                 if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, R, ctx)) ABORT;
1074                 if (0 != EC_POINT_cmp(group, R, Q, ctx)) ABORT;
1075
1076                 fprintf(stdout, ".");
1077                 fflush(stdout);
1078
1079                 if (!BN_pseudo_rand(y, BN_num_bits(y), 0, 0)) ABORT;
1080                 if (!BN_add(z, z, y)) ABORT;
1081                 BN_set_sign(z, 1);
1082                 scalars[0] = y;
1083                 scalars[1] = z; /* z = -(order + y) */
1084
1085                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
1086                 if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
1087
1088                 fprintf(stdout, ".");
1089                 fflush(stdout);
1090
1091                 if (!BN_pseudo_rand(x, BN_num_bits(y) - 1, 0, 0)) ABORT;
1092                 if (!BN_add(z, x, y)) ABORT;
1093                 BN_set_sign(z, 1);
1094                 scalars[0] = x;
1095                 scalars[1] = y;
1096                 scalars[2] = z; /* z = -(x+y) */
1097
1098                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 3, points, scalars, ctx)) ABORT;
1099                 if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
1100
1101                 fprintf(stdout, " ok\n\n");
1102         }
1103
1104
1105 #if 0
1106         timings(C2_K163, 0, ctx);
1107         timings(C2_K163, 1, ctx);
1108         timings(C2_B163, 0, ctx);
1109         timings(C2_B163, 1, ctx);
1110         timings(C2_K233, 0, ctx);
1111         timings(C2_K233, 1, ctx);
1112         timings(C2_B233, 0, ctx);
1113         timings(C2_B233, 1, ctx);
1114         timings(C2_K283, 0, ctx);
1115         timings(C2_K283, 1, ctx);
1116         timings(C2_B283, 0, ctx);
1117         timings(C2_B283, 1, ctx);
1118         timings(C2_K409, 0, ctx);
1119         timings(C2_K409, 1, ctx);
1120         timings(C2_B409, 0, ctx);
1121         timings(C2_B409, 1, ctx);
1122         timings(C2_K571, 0, ctx);
1123         timings(C2_K571, 1, ctx);
1124         timings(C2_B571, 0, ctx);
1125         timings(C2_B571, 1, ctx);
1126 #endif
1127
1128
1129         if (ctx)
1130                 BN_CTX_free(ctx);
1131         BN_free(p); BN_free(a); BN_free(b);
1132         EC_GROUP_free(group);
1133         EC_POINT_free(P);
1134         EC_POINT_free(Q);
1135         EC_POINT_free(R);
1136         BN_free(x); BN_free(y); BN_free(z); BN_free(cof);
1137
1138         if (C2_K163) EC_GROUP_free(C2_K163);
1139         if (C2_B163) EC_GROUP_free(C2_B163);
1140         if (C2_K233) EC_GROUP_free(C2_K233);
1141         if (C2_B233) EC_GROUP_free(C2_B233);
1142         if (C2_K283) EC_GROUP_free(C2_K283);
1143         if (C2_B283) EC_GROUP_free(C2_B283);
1144         if (C2_K409) EC_GROUP_free(C2_K409);
1145         if (C2_B409) EC_GROUP_free(C2_B409);
1146         if (C2_K571) EC_GROUP_free(C2_K571);
1147         if (C2_B571) EC_GROUP_free(C2_B571);
1148
1149         }
1150
1151 void internal_curve_test(void)
1152         {
1153         EC_builtin_curve *curves = NULL;
1154         size_t crv_len = 0, n = 0;
1155         int    ok = 1;
1156
1157         crv_len = EC_get_builtin_curves(NULL, 0);
1158
1159         curves = OPENSSL_malloc(sizeof(EC_builtin_curve) * crv_len);
1160
1161         if (curves == NULL)
1162                 return;
1163
1164         if (!EC_get_builtin_curves(curves, crv_len))
1165                 {
1166                 OPENSSL_free(curves);
1167                 return;
1168                 }
1169
1170         fprintf(stdout, "testing internal curves: ");
1171
1172         for (n = 0; n < crv_len; n++)
1173                 {
1174                 EC_GROUP *group = NULL;
1175                 int nid = curves[n].nid;
1176                 if ((group = EC_GROUP_new_by_nid(nid)) == NULL)
1177                         {
1178                         ok = 0;
1179                         fprintf(stdout, "\nEC_GROUP_new_by_nid() failed with"
1180                                 " curve %s\n", OBJ_nid2sn(nid));
1181                         /* try next curve */
1182                         continue;
1183                         }
1184                 if (!EC_GROUP_check(group, NULL))
1185                         {
1186                         ok = 0;
1187                         fprintf(stdout, "\nEC_GROUP_check() failed with"
1188                                 " curve %s\n", OBJ_nid2sn(nid));
1189                         EC_GROUP_free(group);
1190                         /* try the next curve */
1191                         continue;
1192                         }
1193                 fprintf(stdout, ".");
1194                 fflush(stdout);
1195                 EC_GROUP_free(group);
1196                 }
1197         if (ok)
1198                 fprintf(stdout, " ok\n");
1199         else
1200                 fprintf(stdout, " failed\n");
1201         OPENSSL_free(curves);
1202         return;
1203         }
1204
1205 static const char rnd_seed[] = "string to make the random number generator think it has entropy";
1206
1207 int main(int argc, char *argv[])
1208         {
1209
1210         /* enable memory leak checking unless explicitly disabled */
1211         if (!((getenv("OPENSSL_DEBUG_MEMORY") != NULL) && (0 == strcmp(getenv("OPENSSL_DEBUG_MEMORY"), "off"))))
1212                 {
1213                 CRYPTO_malloc_debug_init();
1214                 CRYPTO_set_mem_debug_options(V_CRYPTO_MDEBUG_ALL);
1215                 }
1216         else
1217                 {
1218                 /* OPENSSL_DEBUG_MEMORY=off */
1219                 CRYPTO_set_mem_debug_functions(0, 0, 0, 0, 0);
1220                 }
1221         CRYPTO_mem_ctrl(CRYPTO_MEM_CHECK_ON);
1222         ERR_load_crypto_strings();
1223
1224         RAND_seed(rnd_seed, sizeof rnd_seed); /* or BN_generate_prime may fail */
1225
1226         prime_field_tests();
1227         puts("");
1228         char2_field_tests();
1229         /* test the internal curves */
1230         internal_curve_test();
1231
1232 #ifndef OPENSSL_NO_ENGINE
1233         ENGINE_cleanup();
1234 #endif
1235         CRYPTO_cleanup_all_ex_data();
1236         ERR_free_strings();
1237         ERR_remove_state(0);
1238         CRYPTO_mem_leaks_fp(stderr);
1239
1240         return 0;
1241         }
1242 #endif