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 #ifdef OPENSSL_NO_EC
  83 int main(int argc, char *argv[])
  84 {
  85     puts("Elliptic curves are disabled.");
  86     return 0;
  87 }
  88 #else
  89
  90 # include <openssl/ec.h>
  91 # ifndef OPENSSL_NO_ENGINE
  92 #  include <openssl/engine.h>
  93 # endif
  94 # include <openssl/err.h>
  95 # include <openssl/obj_mac.h>
  96 # include <openssl/objects.h>
  97 # include <openssl/rand.h>
  98 # include <openssl/bn.h>
  99 # include <openssl/opensslconf.h>
 100
 101 # if defined(_MSC_VER) && defined(_MIPS_) && (_MSC_VER/100==12)
 102 /* suppress "too big too optimize" warning */
 103 #  pragma warning(disable:4959)
 104 # endif
 105
 106 # define ABORT do { \
 107         fflush(stdout); \
 108         fprintf(stderr, "%s:%d: ABORT\n", __FILE__, __LINE__); \
 109         ERR_print_errors_fp(stderr); \
 110         EXIT(1); \
 111 } while (0)
 112
 113 # define TIMING_BASE_PT 0
 114 # define TIMING_RAND_PT 1
 115 # define TIMING_SIMUL 2
 116
 117 # if 0
 118 static void timings(EC_GROUP *group, int type, BN_CTX *ctx)
 119 {
 120     clock_t clck;
 121     int i, j;
 122     BIGNUM *s;
 123     BIGNUM *r[10], *r0[10];
 124     EC_POINT *P;
 125
 126     s = BN_new();
 127     if (s == NULL)
 128         ABORT;
 129
 130     fprintf(stdout, "Timings for %d-bit field, ", EC_GROUP_get_degree(group));
 131     if (!EC_GROUP_get_order(group, s, ctx))
 132         ABORT;
 133     fprintf(stdout, "%d-bit scalars ", (int)BN_num_bits(s));
 134     fflush(stdout);
 135
 136     P = EC_POINT_new(group);
 137     if (P == NULL)
 138         ABORT;
 139     EC_POINT_copy(P, EC_GROUP_get0_generator(group));
 140
 141     for (i = 0; i < 10; i++) {
 142         if ((r[i] = BN_new()) == NULL)
 143             ABORT;
 144         if (!BN_pseudo_rand(r[i], BN_num_bits(s), 0, 0))
 145             ABORT;
 146         if (type != TIMING_BASE_PT) {
 147             if ((r0[i] = BN_new()) == NULL)
 148                 ABORT;
 149             if (!BN_pseudo_rand(r0[i], BN_num_bits(s), 0, 0))
 150                 ABORT;
 151         }
 152     }
 153
 154     clck = clock();
 155     for (i = 0; i < 10; i++) {
 156         for (j = 0; j < 10; j++) {
 157             if (!EC_POINT_mul
 158                 (group, P, (type != TIMING_RAND_PT) ? r[i] : NULL,
 159                  (type != TIMING_BASE_PT) ? P : NULL,
 160                  (type != TIMING_BASE_PT) ? r0[i] : NULL, ctx))
 161                 ABORT;
 162         }
 163     }
 164     clck = clock() - clck;
 165
 166     fprintf(stdout, "\n");
 167
 168 #  ifdef CLOCKS_PER_SEC
 169     /*
 170      * "To determine the time in seconds, the value returned by the clock
 171      * function should be divided by the value of the macro CLOCKS_PER_SEC."
 172      * -- ISO/IEC 9899
 173      */
 174 #   define UNIT "s"
 175 #  else
 176 #   define UNIT "units"
 177 #   define CLOCKS_PER_SEC 1
 178 #  endif
 179
 180     if (type == TIMING_BASE_PT) {
 181         fprintf(stdout, "%i %s in %.2f " UNIT "\n", i * j,
 182                 "base point multiplications", (double)clck / CLOCKS_PER_SEC);
 183     } else if (type == TIMING_RAND_PT) {
 184         fprintf(stdout, "%i %s in %.2f " UNIT "\n", i * j,
 185                 "random point multiplications",
 186                 (double)clck / CLOCKS_PER_SEC);
 187     } else if (type == TIMING_SIMUL) {
 188         fprintf(stdout, "%i %s in %.2f " UNIT "\n", i * j,
 189                 "s*P+t*Q operations", (double)clck / CLOCKS_PER_SEC);
 190     }
 191     fprintf(stdout, "average: %.4f " UNIT "\n",
 192             (double)clck / (CLOCKS_PER_SEC * i * j));
 193
 194     EC_POINT_free(P);
 195     BN_free(s);
 196     for (i = 0; i < 10; i++) {
 197         BN_free(r[i]);
 198         if (type != TIMING_BASE_PT)
 199             BN_free(r0[i]);
 200     }
 201 }
 202 # endif
 203
 204 /* test multiplication with group order, long and negative scalars */
 205 static void group_order_tests(EC_GROUP *group)
 206 {
 207     BIGNUM *n1, *n2, *order;
 208     EC_POINT *P = EC_POINT_new(group);
 209     EC_POINT *Q = EC_POINT_new(group);
 210     BN_CTX *ctx = BN_CTX_new();
 211     int i;
 212
 213     n1 = BN_new();
 214     n2 = BN_new();
 215     order = BN_new();
 216     fprintf(stdout, "verify group order ...");
 217     fflush(stdout);
 218     if (!EC_GROUP_get_order(group, order, ctx))
 219         ABORT;
 220     if (!EC_POINT_mul(group, Q, order, NULL, NULL, ctx))
 221         ABORT;
 222     if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q))
 223         ABORT;
 224     fprintf(stdout, ".");
 225     fflush(stdout);
 226     if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx))
 227         ABORT;
 228     if (!EC_POINT_mul(group, Q, order, NULL, NULL, ctx))
 229         ABORT;
 230     if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q))
 231         ABORT;
 232     fprintf(stdout, " ok\n");
 233     fprintf(stdout, "long/negative scalar tests ");
 234     for (i = 1; i <= 2; i++) {
 235         const BIGNUM *scalars[6];
 236         const EC_POINT *points[6];
 237
 238         fprintf(stdout, i == 1 ?
 239                 "allowing precomputation ... " :
 240                 "without precomputation ... ");
 241         if (!BN_set_word(n1, i))
 242             ABORT;
 243         /*
 244          * If i == 1, P will be the predefined generator for which
 245          * EC_GROUP_precompute_mult has set up precomputation.
 246          */
 247         if (!EC_POINT_mul(group, P, n1, NULL, NULL, ctx))
 248             ABORT;
 249
 250         if (!BN_one(n1))
 251             ABORT;
 252         /* n1 = 1 - order */
 253         if (!BN_sub(n1, n1, order))
 254             ABORT;
 255         if (!EC_POINT_mul(group, Q, NULL, P, n1, ctx))
 256             ABORT;
 257         if (0 != EC_POINT_cmp(group, Q, P, ctx))
 258             ABORT;
 259
 260         /* n2 = 1 + order */
 261         if (!BN_add(n2, order, BN_value_one()))
 262             ABORT;
 263         if (!EC_POINT_mul(group, Q, NULL, P, n2, ctx))
 264             ABORT;
 265         if (0 != EC_POINT_cmp(group, Q, P, ctx))
 266             ABORT;
 267
 268         /* n2 = (1 - order) * (1 + order) = 1 - order^2 */
 269         if (!BN_mul(n2, n1, n2, ctx))
 270             ABORT;
 271         if (!EC_POINT_mul(group, Q, NULL, P, n2, ctx))
 272             ABORT;
 273         if (0 != EC_POINT_cmp(group, Q, P, ctx))
 274             ABORT;
 275
 276         /* n2 = order^2 - 1 */
 277         BN_set_negative(n2, 0);
 278         if (!EC_POINT_mul(group, Q, NULL, P, n2, ctx))
 279             ABORT;
 280         /* Add P to verify the result. */
 281         if (!EC_POINT_add(group, Q, Q, P, ctx))
 282             ABORT;
 283         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q))
 284             ABORT;
 285
 286         /* Exercise EC_POINTs_mul, including corner cases. */
 287         if (EC_POINT_is_at_infinity(group, P))
 288             ABORT;
 289         scalars[0] = n1;
 290         points[0] = Q;          /* => infinity */
 291         scalars[1] = n2;
 292         points[1] = P;          /* => -P */
 293         scalars[2] = n1;
 294         points[2] = Q;          /* => infinity */
 295         scalars[3] = n2;
 296         points[3] = Q;          /* => infinity */
 297         scalars[4] = n1;
 298         points[4] = P;          /* => P */
 299         scalars[5] = n2;
 300         points[5] = Q;          /* => infinity */
 301         if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 6, points, scalars, ctx))
 302             ABORT;
 303         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P))
 304             ABORT;
 305     }
 306     fprintf(stdout, "ok\n");
 307
 308     EC_POINT_free(P);
 309     EC_POINT_free(Q);
 310     BN_free(n1);
 311     BN_free(n2);
 312     BN_free(order);
 313     BN_CTX_free(ctx);
 314 }
 315
 316 static void prime_field_tests(void)
 317 {
 318     BN_CTX *ctx = NULL;
 319     BIGNUM *p, *a, *b;
 320     EC_GROUP *group;
 321     EC_GROUP *P_160 = NULL, *P_192 = NULL, *P_224 = NULL, *P_256 =
 322         NULL, *P_384 = NULL, *P_521 = NULL;
 323     EC_POINT *P, *Q, *R;
 324     BIGNUM *x, *y, *z;
 325     unsigned char buf[100];
 326     size_t i, len;
 327     int k;
 328
 329 # if 1                          /* optional */
 330     ctx = BN_CTX_new();
 331     if (!ctx)
 332         ABORT;
 333 # endif
 334
 335     p = BN_new();
 336     a = BN_new();
 337     b = BN_new();
 338     if (!p || !a || !b)
 339         ABORT;
 340
 341     if (!BN_hex2bn(&p, "17"))
 342         ABORT;
 343     if (!BN_hex2bn(&a, "1"))
 344         ABORT;
 345     if (!BN_hex2bn(&b, "1"))
 346         ABORT;
 347
 348     group = EC_GROUP_new(EC_GFp_mont_method()); /* applications should use
 349                                                  * EC_GROUP_new_curve_GFp so
 350                                                  * that the library gets to
 351                                                  * choose the EC_METHOD */
 352     if (!group)
 353         ABORT;
 354
 355     if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx))
 356         ABORT;
 357
 358     {
 359         EC_GROUP *tmp;
 360         tmp = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group));
 361         if (!tmp)
 362             ABORT;
 363         if (!EC_GROUP_copy(tmp, group))
 364             ABORT;
 365         EC_GROUP_free(group);
 366         group = tmp;
 367     }
 368
 369     if (!EC_GROUP_get_curve_GFp(group, p, a, b, ctx))
 370         ABORT;
 371
 372     fprintf(stdout,
 373             "Curve defined by Weierstrass equation\n     y^2 = x^3 + a*x + b  (mod 0x");
 374     BN_print_fp(stdout, p);
 375     fprintf(stdout, ")\n     a = 0x");
 376     BN_print_fp(stdout, a);
 377     fprintf(stdout, "\n     b = 0x");
 378     BN_print_fp(stdout, b);
 379     fprintf(stdout, "\n");
 380
 381     P = EC_POINT_new(group);
 382     Q = EC_POINT_new(group);
 383     R = EC_POINT_new(group);
 384     if (!P || !Q || !R)
 385         ABORT;
 386
 387     if (!EC_POINT_set_to_infinity(group, P))
 388         ABORT;
 389     if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P))
 390         ABORT;
 391
 392     buf[0] = 0;
 393     if (!EC_POINT_oct2point(group, Q, buf, 1, ctx))
 394         ABORT;
 395
 396     if (!EC_POINT_add(group, P, P, Q, ctx))
 397         ABORT;
 398     if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P))
 399         ABORT;
 400
 401     x = BN_new();
 402     y = BN_new();
 403     z = BN_new();
 404     if (!x || !y || !z)
 405         ABORT;
 406
 407     if (!BN_hex2bn(&x, "D"))
 408         ABORT;
 409     if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, Q, x, 1, ctx))
 410         ABORT;
 411     if (!EC_POINT_is_on_curve(group, Q, ctx)) {
 412         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, Q, x, y, ctx))
 413             ABORT;
 414         fprintf(stderr, "Point is not on curve: x = 0x");
 415         BN_print_fp(stderr, x);
 416         fprintf(stderr, ", y = 0x");
 417         BN_print_fp(stderr, y);
 418         fprintf(stderr, "\n");
 419         ABORT;
 420     }
 421
 422     fprintf(stdout, "A cyclic subgroup:\n");
 423     k = 100;
 424     do {
 425         if (k-- == 0)
 426             ABORT;
 427
 428         if (EC_POINT_is_at_infinity(group, P))
 429             fprintf(stdout, "     point at infinity\n");
 430         else {
 431             if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx))
 432                 ABORT;
 433
 434             fprintf(stdout, "     x = 0x");
 435             BN_print_fp(stdout, x);
 436             fprintf(stdout, ", y = 0x");
 437             BN_print_fp(stdout, y);
 438             fprintf(stdout, "\n");
 439         }
 440
 441         if (!EC_POINT_copy(R, P))
 442             ABORT;
 443         if (!EC_POINT_add(group, P, P, Q, ctx))
 444             ABORT;
 445
 446 # if 0                          /* optional */
 447         {
 448             EC_POINT *points[3];
 449
 450             points[0] = R;
 451             points[1] = Q;
 452             points[2] = P;
 453             if (!EC_POINTs_make_affine(group, 2, points, ctx))
 454                 ABORT;
 455         }
 456 # endif
 457
 458     }
 459     while (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P));
 460
 461     if (!EC_POINT_add(group, P, Q, R, ctx))
 462         ABORT;
 463     if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P))
 464         ABORT;
 465
 466     len =
 467         EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_COMPRESSED, buf,
 468                            sizeof buf, ctx);
 469     if (len == 0)
 470         ABORT;
 471     if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx))
 472         ABORT;
 473     if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx))
 474         ABORT;
 475     fprintf(stdout, "Generator as octet string, compressed form:\n     ");
 476     for (i = 0; i < len; i++)
 477         fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
 478
 479     len =
 480         EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_UNCOMPRESSED, buf,
 481                            sizeof buf, ctx);
 482     if (len == 0)
 483         ABORT;
 484     if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx))
 485         ABORT;
 486     if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx))
 487         ABORT;
 488     fprintf(stdout, "\nGenerator as octet string, uncompressed form:\n     ");
 489     for (i = 0; i < len; i++)
 490         fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
 491
 492     len =
 493         EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_HYBRID, buf, sizeof buf,
 494                            ctx);
 495     if (len == 0)
 496         ABORT;
 497     if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx))
 498         ABORT;
 499     if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx))
 500         ABORT;
 501     fprintf(stdout, "\nGenerator as octet string, hybrid form:\n     ");
 502     for (i = 0; i < len; i++)
 503         fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
 504
 505     if (!EC_POINT_get_Jprojective_coordinates_GFp(group, R, x, y, z, ctx))
 506         ABORT;
 507     fprintf(stdout,
 508             "\nA representation of the inverse of that generator in\nJacobian projective coordinates:\n     X = 0x");
 509     BN_print_fp(stdout, x);
 510     fprintf(stdout, ", Y = 0x");
 511     BN_print_fp(stdout, y);
 512     fprintf(stdout, ", Z = 0x");
 513     BN_print_fp(stdout, z);
 514     fprintf(stdout, "\n");
 515
 516     if (!EC_POINT_invert(group, P, ctx))
 517         ABORT;
 518     if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, R, ctx))
 519         ABORT;
 520
 521     /*
 522      * Curve secp160r1 (Certicom Research SEC 2 Version 1.0, section 2.4.2,
 523      * 2000) -- not a NIST curve, but commonly used
 524      */
 525
 526     if (!BN_hex2bn(&p, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF7FFFFFFF"))
 527         ABORT;
 528     if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL))
 529         ABORT;
 530     if (!BN_hex2bn(&a, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF7FFFFFFC"))
 531         ABORT;
 532     if (!BN_hex2bn(&b, "1C97BEFC54BD7A8B65ACF89F81D4D4ADC565FA45"))
 533         ABORT;
 534     if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx))
 535         ABORT;
 536
 537     if (!BN_hex2bn(&x, "4A96B5688EF573284664698968C38BB913CBFC82"))
 538         ABORT;
 539     if (!BN_hex2bn(&y, "23a628553168947d59dcc912042351377ac5fb32"))
 540         ABORT;
 541     if (!EC_POINT_set_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx))
 542         ABORT;
 543     if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx))
 544         ABORT;
 545     if (!BN_hex2bn(&z, "0100000000000000000001F4C8F927AED3CA752257"))
 546         ABORT;
 547     if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one()))
 548         ABORT;
 549
 550     if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx))
 551         ABORT;
 552     fprintf(stdout, "\nSEC2 curve secp160r1 -- Generator:\n     x = 0x");
 553     BN_print_fp(stdout, x);
 554     fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
 555     BN_print_fp(stdout, y);
 556     fprintf(stdout, "\n");
 557     /* G_y value taken from the standard: */
 558     if (!BN_hex2bn(&z, "23a628553168947d59dcc912042351377ac5fb32"))
 559         ABORT;
 560     if (0 != BN_cmp(y, z))
 561         ABORT;
 562
 563     fprintf(stdout, "verify degree ...");
 564     if (EC_GROUP_get_degree(group) != 160)
 565         ABORT;
 566     fprintf(stdout, " ok\n");
 567
 568     group_order_tests(group);
 569
 570     if (!(P_160 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group))))
 571         ABORT;
 572     if (!EC_GROUP_copy(P_160, group))
 573         ABORT;
 574
 575     /* Curve P-192 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
 576
 577     if (!BN_hex2bn(&p, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFF"))
 578         ABORT;
 579     if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL))
 580         ABORT;
 581     if (!BN_hex2bn(&a, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFC"))
 582         ABORT;
 583     if (!BN_hex2bn(&b, "64210519E59C80E70FA7E9AB72243049FEB8DEECC146B9B1"))
 584         ABORT;
 585     if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx))
 586         ABORT;
 587
 588     if (!BN_hex2bn(&x, "188DA80EB03090F67CBF20EB43A18800F4FF0AFD82FF1012"))
 589         ABORT;
 590     if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 1, ctx))
 591         ABORT;
 592     if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx))
 593         ABORT;
 594     if (!BN_hex2bn(&z, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF99DEF836146BC9B1B4D22831"))
 595         ABORT;
 596     if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one()))
 597         ABORT;
 598
 599     if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx))
 600         ABORT;
 601     fprintf(stdout, "\nNIST curve P-192 -- 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, "07192B95FFC8DA78631011ED6B24CDD573F977A11E794811"))
 608         ABORT;
 609     if (0 != BN_cmp(y, z))
 610         ABORT;
 611
 612     fprintf(stdout, "verify degree ...");
 613     if (EC_GROUP_get_degree(group) != 192)
 614         ABORT;
 615     fprintf(stdout, " ok\n");
 616
 617     group_order_tests(group);
 618
 619     if (!(P_192 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group))))
 620         ABORT;
 621     if (!EC_GROUP_copy(P_192, group))
 622         ABORT;
 623
 624     /* Curve P-224 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
 625
 626     if (!BN_hex2bn
 627         (&p, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF000000000000000000000001"))
 628         ABORT;
 629     if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL))
 630         ABORT;
 631     if (!BN_hex2bn
 632         (&a, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFE"))
 633         ABORT;
 634     if (!BN_hex2bn
 635         (&b, "B4050A850C04B3ABF54132565044B0B7D7BFD8BA270B39432355FFB4"))
 636         ABORT;
 637     if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx))
 638         ABORT;
 639
 640     if (!BN_hex2bn
 641         (&x, "B70E0CBD6BB4BF7F321390B94A03C1D356C21122343280D6115C1D21"))
 642         ABORT;
 643     if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 0, ctx))
 644         ABORT;
 645     if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx))
 646         ABORT;
 647     if (!BN_hex2bn
 648         (&z, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF16A2E0B8F03E13DD29455C5C2A3D"))
 649         ABORT;
 650     if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one()))
 651         ABORT;
 652
 653     if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx))
 654         ABORT;
 655     fprintf(stdout, "\nNIST curve P-224 -- Generator:\n     x = 0x");
 656     BN_print_fp(stdout, x);
 657     fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
 658     BN_print_fp(stdout, y);
 659     fprintf(stdout, "\n");
 660     /* G_y value taken from the standard: */
 661     if (!BN_hex2bn
 662         (&z, "BD376388B5F723FB4C22DFE6CD4375A05A07476444D5819985007E34"))
 663         ABORT;
 664     if (0 != BN_cmp(y, z))
 665         ABORT;
 666
 667     fprintf(stdout, "verify degree ...");
 668     if (EC_GROUP_get_degree(group) != 224)
 669         ABORT;
 670     fprintf(stdout, " ok\n");
 671
 672     group_order_tests(group);
 673
 674     if (!(P_224 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group))))
 675         ABORT;
 676     if (!EC_GROUP_copy(P_224, group))
 677         ABORT;
 678
 679     /* Curve P-256 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
 680
 681     if (!BN_hex2bn
 682         (&p,
 683          "FFFFFFFF00000001000000000000000000000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"))
 684         ABORT;
 685     if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL))
 686         ABORT;
 687     if (!BN_hex2bn
 688         (&a,
 689          "FFFFFFFF00000001000000000000000000000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFC"))
 690         ABORT;
 691     if (!BN_hex2bn
 692         (&b,
 693          "5AC635D8AA3A93E7B3EBBD55769886BC651D06B0CC53B0F63BCE3C3E27D2604B"))
 694         ABORT;
 695     if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx))
 696         ABORT;
 697
 698     if (!BN_hex2bn
 699         (&x,
 700          "6B17D1F2E12C4247F8BCE6E563A440F277037D812DEB33A0F4A13945D898C296"))
 701         ABORT;
 702     if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 1, ctx))
 703         ABORT;
 704     if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx))
 705         ABORT;
 706     if (!BN_hex2bn(&z, "FFFFFFFF00000000FFFFFFFFFFFFFFFFBCE6FAADA7179E"
 707                    "84F3B9CAC2FC632551"))
 708         ABORT;
 709     if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one()))
 710         ABORT;
 711
 712     if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx))
 713         ABORT;
 714     fprintf(stdout, "\nNIST curve P-256 -- Generator:\n     x = 0x");
 715     BN_print_fp(stdout, x);
 716     fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
 717     BN_print_fp(stdout, y);
 718     fprintf(stdout, "\n");
 719     /* G_y value taken from the standard: */
 720     if (!BN_hex2bn
 721         (&z,
 722          "4FE342E2FE1A7F9B8EE7EB4A7C0F9E162BCE33576B315ECECBB6406837BF51F5"))
 723         ABORT;
 724     if (0 != BN_cmp(y, z))
 725         ABORT;
 726
 727     fprintf(stdout, "verify degree ...");
 728     if (EC_GROUP_get_degree(group) != 256)
 729         ABORT;
 730     fprintf(stdout, " ok\n");
 731
 732     group_order_tests(group);
 733
 734     if (!(P_256 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group))))
 735         ABORT;
 736     if (!EC_GROUP_copy(P_256, group))
 737         ABORT;
 738
 739     /* Curve P-384 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
 740
 741     if (!BN_hex2bn(&p, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 742                    "FFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFF0000000000000000FFFFFFFF"))
 743         ABORT;
 744     if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL))
 745         ABORT;
 746     if (!BN_hex2bn(&a, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 747                    "FFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFF0000000000000000FFFFFFFC"))
 748         ABORT;
 749     if (!BN_hex2bn(&b, "B3312FA7E23EE7E4988E056BE3F82D19181D9C6EFE8141"
 750                    "120314088F5013875AC656398D8A2ED19D2A85C8EDD3EC2AEF"))
 751         ABORT;
 752     if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx))
 753         ABORT;
 754
 755     if (!BN_hex2bn(&x, "AA87CA22BE8B05378EB1C71EF320AD746E1D3B628BA79B"
 756                    "9859F741E082542A385502F25DBF55296C3A545E3872760AB7"))
 757         ABORT;
 758     if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 1, ctx))
 759         ABORT;
 760     if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx))
 761         ABORT;
 762     if (!BN_hex2bn(&z, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 763                    "FFC7634D81F4372DDF581A0DB248B0A77AECEC196ACCC52973"))
 764         ABORT;
 765     if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one()))
 766         ABORT;
 767
 768     if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx))
 769         ABORT;
 770     fprintf(stdout, "\nNIST curve P-384 -- Generator:\n     x = 0x");
 771     BN_print_fp(stdout, x);
 772     fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
 773     BN_print_fp(stdout, y);
 774     fprintf(stdout, "\n");
 775     /* G_y value taken from the standard: */
 776     if (!BN_hex2bn(&z, "3617DE4A96262C6F5D9E98BF9292DC29F8F41DBD289A14"
 777                    "7CE9DA3113B5F0B8C00A60B1CE1D7E819D7A431D7C90EA0E5F"))
 778         ABORT;
 779     if (0 != BN_cmp(y, z))
 780         ABORT;
 781
 782     fprintf(stdout, "verify degree ...");
 783     if (EC_GROUP_get_degree(group) != 384)
 784         ABORT;
 785     fprintf(stdout, " ok\n");
 786
 787     group_order_tests(group);
 788
 789     if (!(P_384 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group))))
 790         ABORT;
 791     if (!EC_GROUP_copy(P_384, group))
 792         ABORT;
 793
 794     /* Curve P-521 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
 795
 796     if (!BN_hex2bn(&p, "1FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 797                    "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 798                    "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"))
 799         ABORT;
 800     if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL))
 801         ABORT;
 802     if (!BN_hex2bn(&a, "1FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 803                    "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 804                    "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFC"))
 805         ABORT;
 806     if (!BN_hex2bn(&b, "051953EB9618E1C9A1F929A21A0B68540EEA2DA725B99B"
 807                    "315F3B8B489918EF109E156193951EC7E937B1652C0BD3BB1BF073573"
 808                    "DF883D2C34F1EF451FD46B503F00"))
 809         ABORT;
 810     if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx))
 811         ABORT;
 812
 813     if (!BN_hex2bn(&x, "C6858E06B70404E9CD9E3ECB662395B4429C648139053F"
 814                    "B521F828AF606B4D3DBAA14B5E77EFE75928FE1DC127A2FFA8DE3348B"
 815                    "3C1856A429BF97E7E31C2E5BD66"))
 816         ABORT;
 817     if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 0, ctx))
 818         ABORT;
 819     if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx))
 820         ABORT;
 821     if (!BN_hex2bn(&z, "1FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 822                    "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFA51868783BF2F966B7FCC0148F709A5D03BB5"
 823                    "C9B8899C47AEBB6FB71E91386409"))
 824         ABORT;
 825     if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one()))
 826         ABORT;
 827
 828     if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx))
 829         ABORT;
 830     fprintf(stdout, "\nNIST curve P-521 -- Generator:\n     x = 0x");
 831     BN_print_fp(stdout, x);
 832     fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
 833     BN_print_fp(stdout, y);
 834     fprintf(stdout, "\n");
 835     /* G_y value taken from the standard: */
 836     if (!BN_hex2bn(&z, "11839296A789A3BC0045C8A5FB42C7D1BD998F54449579"
 837                    "B446817AFBD17273E662C97EE72995EF42640C550B9013FAD0761353C"
 838                    "7086A272C24088BE94769FD16650"))
 839         ABORT;
 840     if (0 != BN_cmp(y, z))
 841         ABORT;
 842
 843     fprintf(stdout, "verify degree ...");
 844     if (EC_GROUP_get_degree(group) != 521)
 845         ABORT;
 846     fprintf(stdout, " ok\n");
 847
 848     group_order_tests(group);
 849
 850     if (!(P_521 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group))))
 851         ABORT;
 852     if (!EC_GROUP_copy(P_521, group))
 853         ABORT;
 854
 855     /* more tests using the last curve */
 856
 857     if (!EC_POINT_copy(Q, P))
 858         ABORT;
 859     if (EC_POINT_is_at_infinity(group, Q))
 860         ABORT;
 861     if (!EC_POINT_dbl(group, P, P, ctx))
 862         ABORT;
 863     if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx))
 864         ABORT;
 865     if (!EC_POINT_invert(group, Q, ctx))
 866         ABORT;                  /* P = -2Q */
 867
 868     if (!EC_POINT_add(group, R, P, Q, ctx))
 869         ABORT;
 870     if (!EC_POINT_add(group, R, R, Q, ctx))
 871         ABORT;
 872     if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, R))
 873         ABORT;                  /* R = P + 2Q */
 874
 875     {
 876         const EC_POINT *points[4];
 877         const BIGNUM *scalars[4];
 878         BIGNUM *scalar3;
 879
 880         if (EC_POINT_is_at_infinity(group, Q))
 881             ABORT;
 882         points[0] = Q;
 883         points[1] = Q;
 884         points[2] = Q;
 885         points[3] = Q;
 886
 887         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx))
 888             ABORT;
 889         if (!BN_add(y, z, BN_value_one()))
 890             ABORT;
 891         if (BN_is_odd(y))
 892             ABORT;
 893         if (!BN_rshift1(y, y))
 894             ABORT;
 895         scalars[0] = y;         /* (group order + 1)/2, so y*Q + y*Q = Q */
 896         scalars[1] = y;
 897
 898         fprintf(stdout, "combined multiplication ...");
 899         fflush(stdout);
 900
 901         /* z is still the group order */
 902         if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 2, points, scalars, ctx))
 903             ABORT;
 904         if (!EC_POINTs_mul(group, R, z, 2, points, scalars, ctx))
 905             ABORT;
 906         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, R, ctx))
 907             ABORT;
 908         if (0 != EC_POINT_cmp(group, R, Q, ctx))
 909             ABORT;
 910
 911         fprintf(stdout, ".");
 912         fflush(stdout);
 913
 914         if (!BN_pseudo_rand(y, BN_num_bits(y), 0, 0))
 915             ABORT;
 916         if (!BN_add(z, z, y))
 917             ABORT;
 918         BN_set_negative(z, 1);
 919         scalars[0] = y;
 920         scalars[1] = z;         /* z = -(order + y) */
 921
 922         if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 2, points, scalars, ctx))
 923             ABORT;
 924         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P))
 925             ABORT;
 926
 927         fprintf(stdout, ".");
 928         fflush(stdout);
 929
 930         if (!BN_pseudo_rand(x, BN_num_bits(y) - 1, 0, 0))
 931             ABORT;
 932         if (!BN_add(z, x, y))
 933             ABORT;
 934         BN_set_negative(z, 1);
 935         scalars[0] = x;
 936         scalars[1] = y;
 937         scalars[2] = z;         /* z = -(x+y) */
 938
 939         scalar3 = BN_new();
 940         if (!scalar3)
 941             ABORT;
 942         BN_zero(scalar3);
 943         scalars[3] = scalar3;
 944
 945         if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 4, points, scalars, ctx))
 946             ABORT;
 947         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P))
 948             ABORT;
 949
 950         fprintf(stdout, " ok\n\n");
 951
 952         BN_free(scalar3);
 953     }
 954
 955 # if 0
 956     timings(P_160, TIMING_BASE_PT, ctx);
 957     timings(P_160, TIMING_RAND_PT, ctx);
 958     timings(P_160, TIMING_SIMUL, ctx);
 959     timings(P_192, TIMING_BASE_PT, ctx);
 960     timings(P_192, TIMING_RAND_PT, ctx);
 961     timings(P_192, TIMING_SIMUL, ctx);
 962     timings(P_224, TIMING_BASE_PT, ctx);
 963     timings(P_224, TIMING_RAND_PT, ctx);
 964     timings(P_224, TIMING_SIMUL, ctx);
 965     timings(P_256, TIMING_BASE_PT, ctx);
 966     timings(P_256, TIMING_RAND_PT, ctx);
 967     timings(P_256, TIMING_SIMUL, ctx);
 968     timings(P_384, TIMING_BASE_PT, ctx);
 969     timings(P_384, TIMING_RAND_PT, ctx);
 970     timings(P_384, TIMING_SIMUL, ctx);
 971     timings(P_521, TIMING_BASE_PT, ctx);
 972     timings(P_521, TIMING_RAND_PT, ctx);
 973     timings(P_521, TIMING_SIMUL, ctx);
 974 # endif
 975
 976     if (ctx)
 977         BN_CTX_free(ctx);
 978     BN_free(p);
 979     BN_free(a);
 980     BN_free(b);
 981     EC_GROUP_free(group);
 982     EC_POINT_free(P);
 983     EC_POINT_free(Q);
 984     EC_POINT_free(R);
 985     BN_free(x);
 986     BN_free(y);
 987     BN_free(z);
 988
 989     if (P_160)
 990         EC_GROUP_free(P_160);
 991     if (P_192)
 992         EC_GROUP_free(P_192);
 993     if (P_224)
 994         EC_GROUP_free(P_224);
 995     if (P_256)
 996         EC_GROUP_free(P_256);
 997     if (P_384)
 998         EC_GROUP_free(P_384);
 999     if (P_521)
1000         EC_GROUP_free(P_521);
1001
1002 }
1003
1004 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
1005 # ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
1006 #  define CHAR2_CURVE_TEST_INTERNAL(_name, _p, _a, _b, _x, _y, _y_bit, _order, _cof, _degree, _variable) \
1007         if (!BN_hex2bn(&x, _x)) ABORT; \
1008         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GF2m(group, P, x, _y_bit, ctx)) ABORT; \
1009         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT; \
1010         if (!BN_hex2bn(&z, _order)) ABORT; \
1011         if (!BN_hex2bn(&cof, _cof)) ABORT; \
1012         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, cof)) ABORT; \
1013         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GF2m(group, P, x, y, ctx)) ABORT; \
1014         fprintf(stdout, "\n%s -- Generator:\n     x = 0x", _name); \
1015         BN_print_fp(stdout, x); \
1016         fprintf(stdout, "\n     y = 0x"); \
1017         BN_print_fp(stdout, y); \
1018         fprintf(stdout, "\n"); \
1019         /* G_y value taken from the standard: */ \
1020         if (!BN_hex2bn(&z, _y)) ABORT; \
1021         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
1022 # else
1023 #  define CHAR2_CURVE_TEST_INTERNAL(_name, _p, _a, _b, _x, _y, _y_bit, _order, _cof, _degree, _variable) \
1024         if (!BN_hex2bn(&x, _x)) ABORT; \
1025         if (!BN_hex2bn(&y, _y)) ABORT; \
1026         if (!EC_POINT_set_affine_coordinates_GF2m(group, P, x, y, ctx)) ABORT; \
1027         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT; \
1028         if (!BN_hex2bn(&z, _order)) ABORT; \
1029         if (!BN_hex2bn(&cof, _cof)) ABORT; \
1030         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, cof)) ABORT; \
1031         fprintf(stdout, "\n%s -- Generator:\n     x = 0x", _name); \
1032         BN_print_fp(stdout, x); \
1033         fprintf(stdout, "\n     y = 0x"); \
1034         BN_print_fp(stdout, y); \
1035         fprintf(stdout, "\n");
1036 # endif
1037
1038 # define CHAR2_CURVE_TEST(_name, _p, _a, _b, _x, _y, _y_bit, _order, _cof, _degree, _variable) \
1039         if (!BN_hex2bn(&p, _p)) ABORT; \
1040         if (!BN_hex2bn(&a, _a)) ABORT; \
1041         if (!BN_hex2bn(&b, _b)) ABORT; \
1042         if (!EC_GROUP_set_curve_GF2m(group, p, a, b, ctx)) ABORT; \
1043         CHAR2_CURVE_TEST_INTERNAL(_name, _p, _a, _b, _x, _y, _y_bit, _order, _cof, _degree, _variable) \
1044         fprintf(stdout, "verify degree ..."); \
1045         if (EC_GROUP_get_degree(group) != _degree) ABORT; \
1046         fprintf(stdout, " ok\n"); \
1047         group_order_tests(group); \
1048         if (!(_variable = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT; \
1049         if (!EC_GROUP_copy(_variable, group)) ABORT; \
1050
1051 # ifndef OPENSSL_NO_EC2M
1052
1053 static void char2_field_tests(void)
1054 {
1055     BN_CTX *ctx = NULL;
1056     BIGNUM *p, *a, *b;
1057     EC_GROUP *group;
1058     EC_GROUP *C2_K163 = NULL, *C2_K233 = NULL, *C2_K283 = NULL, *C2_K409 =
1059         NULL, *C2_K571 = NULL;
1060     EC_GROUP *C2_B163 = NULL, *C2_B233 = NULL, *C2_B283 = NULL, *C2_B409 =
1061         NULL, *C2_B571 = NULL;
1062     EC_POINT *P, *Q, *R;
1063     BIGNUM *x, *y, *z, *cof;
1064     unsigned char buf[100];
1065     size_t i, len;
1066     int k;
1067
1068 #  if 1                         /* optional */
1069     ctx = BN_CTX_new();
1070     if (!ctx)
1071         ABORT;
1072 #  endif
1073
1074     p = BN_new();
1075     a = BN_new();
1076     b = BN_new();
1077     if (!p || !a || !b)
1078         ABORT;
1079
1080     if (!BN_hex2bn(&p, "13"))
1081         ABORT;
1082     if (!BN_hex2bn(&a, "3"))
1083         ABORT;
1084     if (!BN_hex2bn(&b, "1"))
1085         ABORT;
1086
1087     group = EC_GROUP_new(EC_GF2m_simple_method()); /* applications should use
1088                                                     * EC_GROUP_new_curve_GF2m
1089                                                     * so that the library gets
1090                                                     * to choose the EC_METHOD */
1091     if (!group)
1092         ABORT;
1093     if (!EC_GROUP_set_curve_GF2m(group, p, a, b, ctx))
1094         ABORT;
1095
1096     {
1097         EC_GROUP *tmp;
1098         tmp = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group));
1099         if (!tmp)
1100             ABORT;
1101         if (!EC_GROUP_copy(tmp, group))
1102             ABORT;
1103         EC_GROUP_free(group);
1104         group = tmp;
1105     }
1106
1107     if (!EC_GROUP_get_curve_GF2m(group, p, a, b, ctx))
1108         ABORT;
1109
1110     fprintf(stdout,
1111             "Curve defined by Weierstrass equation\n     y^2 + x*y = x^3 + a*x^2 + b  (mod 0x");
1112     BN_print_fp(stdout, p);
1113     fprintf(stdout, ")\n     a = 0x");
1114     BN_print_fp(stdout, a);
1115     fprintf(stdout, "\n     b = 0x");
1116     BN_print_fp(stdout, b);
1117     fprintf(stdout, "\n(0x... means binary polynomial)\n");
1118
1119     P = EC_POINT_new(group);
1120     Q = EC_POINT_new(group);
1121     R = EC_POINT_new(group);
1122     if (!P || !Q || !R)
1123         ABORT;
1124
1125     if (!EC_POINT_set_to_infinity(group, P))
1126         ABORT;
1127     if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P))
1128         ABORT;
1129
1130     buf[0] = 0;
1131     if (!EC_POINT_oct2point(group, Q, buf, 1, ctx))
1132         ABORT;
1133
1134     if (!EC_POINT_add(group, P, P, Q, ctx))
1135         ABORT;
1136     if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P))
1137         ABORT;
1138
1139     x = BN_new();
1140     y = BN_new();
1141     z = BN_new();
1142     cof = BN_new();
1143     if (!x || !y || !z || !cof)
1144         ABORT;
1145
1146     if (!BN_hex2bn(&x, "6"))
1147         ABORT;
1148 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
1149 #  ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
1150     if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GF2m(group, Q, x, 1, ctx))
1151         ABORT;
1152 #  else
1153     if (!BN_hex2bn(&y, "8"))
1154         ABORT;
1155     if (!EC_POINT_set_affine_coordinates_GF2m(group, Q, x, y, ctx))
1156         ABORT;
1157 #  endif
1158     if (!EC_POINT_is_on_curve(group, Q, ctx)) {
1159 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
1160 #  ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
1161         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GF2m(group, Q, x, y, ctx))
1162             ABORT;
1163 #  endif
1164         fprintf(stderr, "Point is not on curve: x = 0x");
1165         BN_print_fp(stderr, x);
1166         fprintf(stderr, ", y = 0x");
1167         BN_print_fp(stderr, y);
1168         fprintf(stderr, "\n");
1169         ABORT;
1170     }
1171
1172     fprintf(stdout, "A cyclic subgroup:\n");
1173     k = 100;
1174     do {
1175         if (k-- == 0)
1176             ABORT;
1177
1178         if (EC_POINT_is_at_infinity(group, P))
1179             fprintf(stdout, "     point at infinity\n");
1180         else {
1181             if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GF2m(group, P, x, y, ctx))
1182                 ABORT;
1183
1184             fprintf(stdout, "     x = 0x");
1185             BN_print_fp(stdout, x);
1186             fprintf(stdout, ", y = 0x");
1187             BN_print_fp(stdout, y);
1188             fprintf(stdout, "\n");
1189         }
1190
1191         if (!EC_POINT_copy(R, P))
1192             ABORT;
1193         if (!EC_POINT_add(group, P, P, Q, ctx))
1194             ABORT;
1195     }
1196     while (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P));
1197
1198     if (!EC_POINT_add(group, P, Q, R, ctx))
1199         ABORT;
1200     if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P))
1201         ABORT;
1202
1203 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
1204 #  ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
1205     len =
1206         EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_COMPRESSED, buf,
1207                            sizeof buf, ctx);
1208     if (len == 0)
1209         ABORT;
1210     if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx))
1211         ABORT;
1212     if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx))
1213         ABORT;
1214     fprintf(stdout, "Generator as octet string, compressed form:\n     ");
1215     for (i = 0; i < len; i++)
1216         fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
1217 #  endif
1218
1219     len =
1220         EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_UNCOMPRESSED, buf,
1221                            sizeof buf, ctx);
1222     if (len == 0)
1223         ABORT;
1224     if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx))
1225         ABORT;
1226     if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx))
1227         ABORT;
1228     fprintf(stdout, "\nGenerator as octet string, uncompressed form:\n     ");
1229     for (i = 0; i < len; i++)
1230         fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
1231
1232 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
1233 #  ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
1234     len =
1235         EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_HYBRID, buf, sizeof buf,
1236                            ctx);
1237     if (len == 0)
1238         ABORT;
1239     if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx))
1240         ABORT;
1241     if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx))
1242         ABORT;
1243     fprintf(stdout, "\nGenerator as octet string, hybrid form:\n     ");
1244     for (i = 0; i < len; i++)
1245         fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
1246 #  endif
1247
1248     fprintf(stdout, "\n");
1249
1250     if (!EC_POINT_invert(group, P, ctx))
1251         ABORT;
1252     if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, R, ctx))
1253         ABORT;
1254
1255     /* Curve K-163 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1256     CHAR2_CURVE_TEST
1257         ("NIST curve K-163",
1258          "0800000000000000000000000000000000000000C9",
1259          "1",
1260          "1",
1261          "02FE13C0537BBC11ACAA07D793DE4E6D5E5C94EEE8",
1262          "0289070FB05D38FF58321F2E800536D538CCDAA3D9",
1263          1, "04000000000000000000020108A2E0CC0D99F8A5EF", "2", 163, C2_K163);
1264
1265     /* Curve B-163 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1266     CHAR2_CURVE_TEST
1267         ("NIST curve B-163",
1268          "0800000000000000000000000000000000000000C9",
1269          "1",
1270          "020A601907B8C953CA1481EB10512F78744A3205FD",
1271          "03F0EBA16286A2D57EA0991168D4994637E8343E36",
1272          "00D51FBC6C71A0094FA2CDD545B11C5C0C797324F1",
1273          1, "040000000000000000000292FE77E70C12A4234C33", "2", 163, C2_B163);
1274
1275     /* Curve K-233 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1276     CHAR2_CURVE_TEST
1277         ("NIST curve K-233",
1278          "020000000000000000000000000000000000000004000000000000000001",
1279          "0",
1280          "1",
1281          "017232BA853A7E731AF129F22FF4149563A419C26BF50A4C9D6EEFAD6126",
1282          "01DB537DECE819B7F70F555A67C427A8CD9BF18AEB9B56E0C11056FAE6A3",
1283          0,
1284          "008000000000000000000000000000069D5BB915BCD46EFB1AD5F173ABDF",
1285          "4", 233, C2_K233);
1286
1287     /* Curve B-233 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1288     CHAR2_CURVE_TEST
1289         ("NIST curve B-233",
1290          "020000000000000000000000000000000000000004000000000000000001",
1291          "000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001",
1292          "0066647EDE6C332C7F8C0923BB58213B333B20E9CE4281FE115F7D8F90AD",
1293          "00FAC9DFCBAC8313BB2139F1BB755FEF65BC391F8B36F8F8EB7371FD558B",
1294          "01006A08A41903350678E58528BEBF8A0BEFF867A7CA36716F7E01F81052",
1295          1,
1296          "01000000000000000000000000000013E974E72F8A6922031D2603CFE0D7",
1297          "2", 233, C2_B233);
1298
1299     /* Curve K-283 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1300     CHAR2_CURVE_TEST
1301         ("NIST curve K-283",
1302          "0800000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000010A1",
1303          "0",
1304          "1",
1305          "0503213F78CA44883F1A3B8162F188E553CD265F23C1567A16876913B0C2AC2458492836",
1306          "01CCDA380F1C9E318D90F95D07E5426FE87E45C0E8184698E45962364E34116177DD2259",
1307          0,
1308          "01FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFE9AE2ED07577265DFF7F94451E061E163C61",
1309          "4", 283, C2_K283);
1310
1311     /* Curve B-283 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1312     CHAR2_CURVE_TEST
1313         ("NIST curve B-283",
1314          "0800000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000010A1",
1315          "000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001",
1316          "027B680AC8B8596DA5A4AF8A19A0303FCA97FD7645309FA2A581485AF6263E313B79A2F5",
1317          "05F939258DB7DD90E1934F8C70B0DFEC2EED25B8557EAC9C80E2E198F8CDBECD86B12053",
1318          "03676854FE24141CB98FE6D4B20D02B4516FF702350EDDB0826779C813F0DF45BE8112F4",
1319          1,
1320          "03FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFEF90399660FC938A90165B042A7CEFADB307",
1321          "2", 283, C2_B283);
1322
1323     /* Curve K-409 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1324     CHAR2_CURVE_TEST
1325         ("NIST curve K-409",
1326          "02000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000008000000000000000000001",
1327          "0",
1328          "1",
1329          "0060F05F658F49C1AD3AB1890F7184210EFD0987E307C84C27ACCFB8F9F67CC2C460189EB5AAAA62EE222EB1B35540CFE9023746",
1330          "01E369050B7C4E42ACBA1DACBF04299C3460782F918EA427E6325165E9EA10E3DA5F6C42E9C55215AA9CA27A5863EC48D8E0286B",
1331          1,
1332          "007FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFE5F83B2D4EA20400EC4557D5ED3E3E7CA5B4B5C83B8E01E5FCF",
1333          "4", 409, C2_K409);
1334
1335     /* Curve B-409 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1336     CHAR2_CURVE_TEST
1337         ("NIST curve B-409",
1338          "02000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000008000000000000000000001",
1339          "00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001",
1340          "0021A5C2C8EE9FEB5C4B9A753B7B476B7FD6422EF1F3DD674761FA99D6AC27C8A9A197B272822F6CD57A55AA4F50AE317B13545F",
1341          "015D4860D088DDB3496B0C6064756260441CDE4AF1771D4DB01FFE5B34E59703DC255A868A1180515603AEAB60794E54BB7996A7",
1342          "0061B1CFAB6BE5F32BBFA78324ED106A7636B9C5A7BD198D0158AA4F5488D08F38514F1FDF4B4F40D2181B3681C364BA0273C706",
1343          1,
1344          "010000000000000000000000000000000000000000000000000001E2AAD6A612F33307BE5FA47C3C9E052F838164CD37D9A21173",
1345          "2", 409, C2_B409);
1346
1347     /* Curve K-571 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1348     CHAR2_CURVE_TEST
1349         ("NIST curve K-571",
1350          "80000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000425",
1351          "0",
1352          "1",
1353          "026EB7A859923FBC82189631F8103FE4AC9CA2970012D5D46024804801841CA44370958493B205E647DA304DB4CEB08CBBD1BA39494776FB988B47174DCA88C7E2945283A01C8972",
1354          "0349DC807F4FBF374F4AEADE3BCA95314DD58CEC9F307A54FFC61EFC006D8A2C9D4979C0AC44AEA74FBEBBB9F772AEDCB620B01A7BA7AF1B320430C8591984F601CD4C143EF1C7A3",
1355          0,
1356          "020000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000131850E1F19A63E4B391A8DB917F4138B630D84BE5D639381E91DEB45CFE778F637C1001",
1357          "4", 571, C2_K571);
1358
1359     /* Curve B-571 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1360     CHAR2_CURVE_TEST
1361         ("NIST curve B-571",
1362          "80000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000425",
1363          "000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001",
1364          "02F40E7E2221F295DE297117B7F3D62F5C6A97FFCB8CEFF1CD6BA8CE4A9A18AD84FFABBD8EFA59332BE7AD6756A66E294AFD185A78FF12AA520E4DE739BACA0C7FFEFF7F2955727A",
1365          "0303001D34B856296C16C0D40D3CD7750A93D1D2955FA80AA5F40FC8DB7B2ABDBDE53950F4C0D293CDD711A35B67FB1499AE60038614F1394ABFA3B4C850D927E1E7769C8EEC2D19",
1366          "037BF27342DA639B6DCCFFFEB73D69D78C6C27A6009CBBCA1980F8533921E8A684423E43BAB08A576291AF8F461BB2A8B3531D2F0485C19B16E2F1516E23DD3C1A4827AF1B8AC15B",
1367          1,
1368          "03FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFE661CE18FF55987308059B186823851EC7DD9CA1161DE93D5174D66E8382E9BB2FE84E47",
1369          "2", 571, C2_B571);
1370
1371     /* more tests using the last curve */
1372
1373     if (!EC_POINT_copy(Q, P))
1374         ABORT;
1375     if (EC_POINT_is_at_infinity(group, Q))
1376         ABORT;
1377     if (!EC_POINT_dbl(group, P, P, ctx))
1378         ABORT;
1379     if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx))
1380         ABORT;
1381     if (!EC_POINT_invert(group, Q, ctx))
1382         ABORT;                  /* P = -2Q */
1383
1384     if (!EC_POINT_add(group, R, P, Q, ctx))
1385         ABORT;
1386     if (!EC_POINT_add(group, R, R, Q, ctx))
1387         ABORT;
1388     if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, R))
1389         ABORT;                  /* R = P + 2Q */
1390
1391     {
1392         const EC_POINT *points[3];
1393         const BIGNUM *scalars[3];
1394
1395         if (EC_POINT_is_at_infinity(group, Q))
1396             ABORT;
1397         points[0] = Q;
1398         points[1] = Q;
1399         points[2] = Q;
1400
1401         if (!BN_add(y, z, BN_value_one()))
1402             ABORT;
1403         if (BN_is_odd(y))
1404             ABORT;
1405         if (!BN_rshift1(y, y))
1406             ABORT;
1407         scalars[0] = y;         /* (group order + 1)/2, so y*Q + y*Q = Q */
1408         scalars[1] = y;
1409
1410         fprintf(stdout, "combined multiplication ...");
1411         fflush(stdout);
1412
1413         /* z is still the group order */
1414         if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 2, points, scalars, ctx))
1415             ABORT;
1416         if (!EC_POINTs_mul(group, R, z, 2, points, scalars, ctx))
1417             ABORT;
1418         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, R, ctx))
1419             ABORT;
1420         if (0 != EC_POINT_cmp(group, R, Q, ctx))
1421             ABORT;
1422
1423         fprintf(stdout, ".");
1424         fflush(stdout);
1425
1426         if (!BN_pseudo_rand(y, BN_num_bits(y), 0, 0))
1427             ABORT;
1428         if (!BN_add(z, z, y))
1429             ABORT;
1430         BN_set_negative(z, 1);
1431         scalars[0] = y;
1432         scalars[1] = z;         /* z = -(order + y) */
1433
1434         if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 2, points, scalars, ctx))
1435             ABORT;
1436         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P))
1437             ABORT;
1438
1439         fprintf(stdout, ".");
1440         fflush(stdout);
1441
1442         if (!BN_pseudo_rand(x, BN_num_bits(y) - 1, 0, 0))
1443             ABORT;
1444         if (!BN_add(z, x, y))
1445             ABORT;
1446         BN_set_negative(z, 1);
1447         scalars[0] = x;
1448         scalars[1] = y;
1449         scalars[2] = z;         /* z = -(x+y) */
1450
1451         if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 3, points, scalars, ctx))
1452             ABORT;
1453         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P))
1454             ABORT;
1455
1456         fprintf(stdout, " ok\n\n");
1457     }
1458
1459 #  if 0
1460     timings(C2_K163, TIMING_BASE_PT, ctx);
1461     timings(C2_K163, TIMING_RAND_PT, ctx);
1462     timings(C2_K163, TIMING_SIMUL, ctx);
1463     timings(C2_B163, TIMING_BASE_PT, ctx);
1464     timings(C2_B163, TIMING_RAND_PT, ctx);
1465     timings(C2_B163, TIMING_SIMUL, ctx);
1466     timings(C2_K233, TIMING_BASE_PT, ctx);
1467     timings(C2_K233, TIMING_RAND_PT, ctx);
1468     timings(C2_K233, TIMING_SIMUL, ctx);
1469     timings(C2_B233, TIMING_BASE_PT, ctx);
1470     timings(C2_B233, TIMING_RAND_PT, ctx);
1471     timings(C2_B233, TIMING_SIMUL, ctx);
1472     timings(C2_K283, TIMING_BASE_PT, ctx);
1473     timings(C2_K283, TIMING_RAND_PT, ctx);
1474     timings(C2_K283, TIMING_SIMUL, ctx);
1475     timings(C2_B283, TIMING_BASE_PT, ctx);
1476     timings(C2_B283, TIMING_RAND_PT, ctx);
1477     timings(C2_B283, TIMING_SIMUL, ctx);
1478     timings(C2_K409, TIMING_BASE_PT, ctx);
1479     timings(C2_K409, TIMING_RAND_PT, ctx);
1480     timings(C2_K409, TIMING_SIMUL, ctx);
1481     timings(C2_B409, TIMING_BASE_PT, ctx);
1482     timings(C2_B409, TIMING_RAND_PT, ctx);
1483     timings(C2_B409, TIMING_SIMUL, ctx);
1484     timings(C2_K571, TIMING_BASE_PT, ctx);
1485     timings(C2_K571, TIMING_RAND_PT, ctx);
1486     timings(C2_K571, TIMING_SIMUL, ctx);
1487     timings(C2_B571, TIMING_BASE_PT, ctx);
1488     timings(C2_B571, TIMING_RAND_PT, ctx);
1489     timings(C2_B571, TIMING_SIMUL, ctx);
1490 #  endif
1491
1492     if (ctx)
1493         BN_CTX_free(ctx);
1494     BN_free(p);
1495     BN_free(a);
1496     BN_free(b);
1497     EC_GROUP_free(group);
1498     EC_POINT_free(P);
1499     EC_POINT_free(Q);
1500     EC_POINT_free(R);
1501     BN_free(x);
1502     BN_free(y);
1503     BN_free(z);
1504     BN_free(cof);
1505
1506     if (C2_K163)
1507         EC_GROUP_free(C2_K163);
1508     if (C2_B163)
1509         EC_GROUP_free(C2_B163);
1510     if (C2_K233)
1511         EC_GROUP_free(C2_K233);
1512     if (C2_B233)
1513         EC_GROUP_free(C2_B233);
1514     if (C2_K283)
1515         EC_GROUP_free(C2_K283);
1516     if (C2_B283)
1517         EC_GROUP_free(C2_B283);
1518     if (C2_K409)
1519         EC_GROUP_free(C2_K409);
1520     if (C2_B409)
1521         EC_GROUP_free(C2_B409);
1522     if (C2_K571)
1523         EC_GROUP_free(C2_K571);
1524     if (C2_B571)
1525         EC_GROUP_free(C2_B571);
1526
1527 }
1528 # endif
1529
1530 static void internal_curve_test(void)
1531 {
1532     EC_builtin_curve *curves = NULL;
1533     size_t crv_len = 0, n = 0;
1534     int ok = 1;
1535
1536     crv_len = EC_get_builtin_curves(NULL, 0);
1537
1538     curves = OPENSSL_malloc(sizeof(EC_builtin_curve) * crv_len);
1539
1540     if (curves == NULL)
1541         return;
1542
1543     if (!EC_get_builtin_curves(curves, crv_len)) {
1544         OPENSSL_free(curves);
1545         return;
1546     }
1547
1548     fprintf(stdout, "testing internal curves: ");
1549
1550     for (n = 0; n < crv_len; n++) {
1551         EC_GROUP *group = NULL;
1552         int nid = curves[n].nid;
1553         if ((group = EC_GROUP_new_by_curve_name(nid)) == NULL) {
1554             ok = 0;
1555             fprintf(stdout, "\nEC_GROUP_new_curve_name() failed with"
1556                     " curve %s\n", OBJ_nid2sn(nid));
1557             /* try next curve */
1558             continue;
1559         }
1560         if (!EC_GROUP_check(group, NULL)) {
1561             ok = 0;
1562             fprintf(stdout, "\nEC_GROUP_check() failed with"
1563                     " curve %s\n", OBJ_nid2sn(nid));
1564             EC_GROUP_free(group);
1565             /* try the next curve */
1566             continue;
1567         }
1568         fprintf(stdout, ".");
1569         fflush(stdout);
1570         EC_GROUP_free(group);
1571     }
1572     if (ok)
1573         fprintf(stdout, " ok\n\n");
1574     else {
1575         fprintf(stdout, " failed\n\n");
1576         ABORT;
1577     }
1578     OPENSSL_free(curves);
1579     return;
1580 }
1581
1582 # ifndef OPENSSL_NO_EC_NISTP_64_GCC_128
1583 /*
1584  * nistp_test_params contains magic numbers for testing our optimized
1585  * implementations of several NIST curves with characteristic > 3.
1586  */
1587 struct nistp_test_params {
1588     const EC_METHOD *(*meth) ();
1589     int degree;
1590     /*
1591      * Qx, Qy and D are taken from
1592      * http://csrcdocut.gov/groups/ST/toolkit/documents/Examples/ECDSA_Prime.pdf
1593      * Otherwise, values are standard curve parameters from FIPS 180-3
1594      */
1595     const char *p, *a, *b, *Qx, *Qy, *Gx, *Gy, *order, *d;
1596 };
1597
1598 static const struct nistp_test_params nistp_tests_params[] = {
1599     {
1600      /* P-224 */
1601      EC_GFp_nistp224_method,
1602      224,
1603      /* p */
1604      "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF000000000000000000000001",
1605      /* a */
1606      "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFE",
1607      /* b */
1608      "B4050A850C04B3ABF54132565044B0B7D7BFD8BA270B39432355FFB4",
1609      /* Qx */
1610      "E84FB0B8E7000CB657D7973CF6B42ED78B301674276DF744AF130B3E",
1611      /* Qy */
1612      "4376675C6FC5612C21A0FF2D2A89D2987DF7A2BC52183B5982298555",
1613      /* Gx */
1614      "B70E0CBD6BB4BF7F321390B94A03C1D356C21122343280D6115C1D21",
1615      /* Gy */
1616      "BD376388B5F723FB4C22DFE6CD4375A05A07476444D5819985007E34",
1617      /* order */
1618      "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF16A2E0B8F03E13DD29455C5C2A3D",
1619      /* d */
1620      "3F0C488E987C80BE0FEE521F8D90BE6034EC69AE11CA72AA777481E8",
1621      },
1622     {
1623      /* P-256 */
1624      EC_GFp_nistp256_method,
1625      256,
1626      /* p */
1627      "ffffffff00000001000000000000000000000000ffffffffffffffffffffffff",
1628      /* a */
1629      "ffffffff00000001000000000000000000000000fffffffffffffffffffffffc",
1630      /* b */
1631      "5ac635d8aa3a93e7b3ebbd55769886bc651d06b0cc53b0f63bce3c3e27d2604b",
1632      /* Qx */
1633      "b7e08afdfe94bad3f1dc8c734798ba1c62b3a0ad1e9ea2a38201cd0889bc7a19",
1634      /* Qy */
1635      "3603f747959dbf7a4bb226e41928729063adc7ae43529e61b563bbc606cc5e09",
1636      /* Gx */
1637      "6b17d1f2e12c4247f8bce6e563a440f277037d812deb33a0f4a13945d898c296",
1638      /* Gy */
1639      "4fe342e2fe1a7f9b8ee7eb4a7c0f9e162bce33576b315ececbb6406837bf51f5",
1640      /* order */
1641      "ffffffff00000000ffffffffffffffffbce6faada7179e84f3b9cac2fc632551",
1642      /* d */
1643      "c477f9f65c22cce20657faa5b2d1d8122336f851a508a1ed04e479c34985bf96",
1644      },
1645     {
1646      /* P-521 */
1647      EC_GFp_nistp521_method,
1648      521,
1649      /* p */
1650      "1ffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff",
1651      /* a */
1652      "1fffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffc",
1653      /* b */
1654      "051953eb9618e1c9a1f929a21a0b68540eea2da725b99b315f3b8b489918ef109e156193951ec7e937b1652c0bd3bb1bf073573df883d2c34f1ef451fd46b503f00",
1655      /* Qx */
1656      "0098e91eef9a68452822309c52fab453f5f117c1da8ed796b255e9ab8f6410cca16e59df403a6bdc6ca467a37056b1e54b3005d8ac030decfeb68df18b171885d5c4",
1657      /* Qy */
1658      "0164350c321aecfc1cca1ba4364c9b15656150b4b78d6a48d7d28e7f31985ef17be8554376b72900712c4b83ad668327231526e313f5f092999a4632fd50d946bc2e",
1659      /* Gx */
1660      "c6858e06b70404e9cd9e3ecb662395b4429c648139053fb521f828af606b4d3dbaa14b5e77efe75928fe1dc127a2ffa8de3348b3c1856a429bf97e7e31c2e5bd66",
1661      /* Gy */
1662      "11839296a789a3bc0045c8a5fb42c7d1bd998f54449579b446817afbd17273e662c97ee72995ef42640c550b9013fad0761353c7086a272c24088be94769fd16650",
1663      /* order */
1664      "1fffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffa51868783bf2f966b7fcc0148f709a5d03bb5c9b8899c47aebb6fb71e91386409",
1665      /* d */
1666      "0100085f47b8e1b8b11b7eb33028c0b2888e304bfc98501955b45bba1478dc184eeedf09b86a5f7c21994406072787205e69a63709fe35aa93ba333514b24f961722",
1667      },
1668 };
1669
1670 static void nistp_single_test(const struct nistp_test_params *test)
1671 {
1672     BN_CTX *ctx;
1673     BIGNUM *p, *a, *b, *x, *y, *n, *m, *order;
1674     EC_GROUP *NISTP;
1675     EC_POINT *G, *P, *Q, *Q_CHECK;
1676
1677     fprintf(stdout, "\nNIST curve P-%d (optimised implementation):\n",
1678             test->degree);
1679     ctx = BN_CTX_new();
1680     p = BN_new();
1681     a = BN_new();
1682     b = BN_new();
1683     x = BN_new();
1684     y = BN_new();
1685     m = BN_new();
1686     n = BN_new();
1687     order = BN_new();
1688
1689     NISTP = EC_GROUP_new(test->meth());
1690     if (!NISTP)
1691         ABORT;
1692     if (!BN_hex2bn(&p, test->p))
1693         ABORT;
1694     if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL))
1695         ABORT;
1696     if (!BN_hex2bn(&a, test->a))
1697         ABORT;
1698     if (!BN_hex2bn(&b, test->b))
1699         ABORT;
1700     if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(NISTP, p, a, b, ctx))
1701         ABORT;
1702     G = EC_POINT_new(NISTP);
1703     P = EC_POINT_new(NISTP);
1704     Q = EC_POINT_new(NISTP);
1705     Q_CHECK = EC_POINT_new(NISTP);
1706     if (!BN_hex2bn(&x, test->Qx))
1707         ABORT;
1708     if (!BN_hex2bn(&y, test->Qy))
1709         ABORT;
1710     if (!EC_POINT_set_affine_coordinates_GFp(NISTP, Q_CHECK, x, y, ctx))
1711         ABORT;
1712     if (!BN_hex2bn(&x, test->Gx))
1713         ABORT;
1714     if (!BN_hex2bn(&y, test->Gy))
1715         ABORT;
1716     if (!EC_POINT_set_affine_coordinates_GFp(NISTP, G, x, y, ctx))
1717         ABORT;
1718     if (!BN_hex2bn(&order, test->order))
1719         ABORT;
1720     if (!EC_GROUP_set_generator(NISTP, G, order, BN_value_one()))
1721         ABORT;
1722
1723     fprintf(stdout, "verify degree ... ");
1724     if (EC_GROUP_get_degree(NISTP) != test->degree)
1725         ABORT;
1726     fprintf(stdout, "ok\n");
1727
1728     fprintf(stdout, "NIST test vectors ... ");
1729     if (!BN_hex2bn(&n, test->d))
1730         ABORT;
1731     /* fixed point multiplication */
1732     EC_POINT_mul(NISTP, Q, n, NULL, NULL, ctx);
1733     if (0 != EC_POINT_cmp(NISTP, Q, Q_CHECK, ctx))
1734         ABORT;
1735     /* random point multiplication */
1736     EC_POINT_mul(NISTP, Q, NULL, G, n, ctx);
1737     if (0 != EC_POINT_cmp(NISTP, Q, Q_CHECK, ctx))
1738         ABORT;
1739
1740     /* set generator to P = 2*G, where G is the standard generator */
1741     if (!EC_POINT_dbl(NISTP, P, G, ctx))
1742         ABORT;
1743     if (!EC_GROUP_set_generator(NISTP, P, order, BN_value_one()))
1744         ABORT;
1745     /* set the scalar to m=n/2, where n is the NIST test scalar */
1746     if (!BN_rshift(m, n, 1))
1747         ABORT;
1748
1749     /* test the non-standard generator */
1750     /* fixed point multiplication */
1751     EC_POINT_mul(NISTP, Q, m, NULL, NULL, ctx);
1752     if (0 != EC_POINT_cmp(NISTP, Q, Q_CHECK, ctx))
1753         ABORT;
1754     /* random point multiplication */
1755     EC_POINT_mul(NISTP, Q, NULL, P, m, ctx);
1756     if (0 != EC_POINT_cmp(NISTP, Q, Q_CHECK, ctx))
1757         ABORT;
1758
1759     /* now repeat all tests with precomputation */
1760     if (!EC_GROUP_precompute_mult(NISTP, ctx))
1761         ABORT;
1762
1763     /* fixed point multiplication */
1764     EC_POINT_mul(NISTP, Q, m, NULL, NULL, ctx);
1765     if (0 != EC_POINT_cmp(NISTP, Q, Q_CHECK, ctx))
1766         ABORT;
1767     /* random point multiplication */
1768     EC_POINT_mul(NISTP, Q, NULL, P, m, ctx);
1769     if (0 != EC_POINT_cmp(NISTP, Q, Q_CHECK, ctx))
1770         ABORT;
1771
1772     /* reset generator */
1773     if (!EC_GROUP_set_generator(NISTP, G, order, BN_value_one()))
1774         ABORT;
1775     /* fixed point multiplication */
1776     EC_POINT_mul(NISTP, Q, n, NULL, NULL, ctx);
1777     if (0 != EC_POINT_cmp(NISTP, Q, Q_CHECK, ctx))
1778         ABORT;
1779     /* random point multiplication */
1780     EC_POINT_mul(NISTP, Q, NULL, G, n, ctx);
1781     if (0 != EC_POINT_cmp(NISTP, Q, Q_CHECK, ctx))
1782         ABORT;
1783
1784     fprintf(stdout, "ok\n");
1785     group_order_tests(NISTP);
1786 #  if 0
1787     timings(NISTP, TIMING_BASE_PT, ctx);
1788     timings(NISTP, TIMING_RAND_PT, ctx);
1789 #  endif
1790     EC_GROUP_free(NISTP);
1791     EC_POINT_free(G);
1792     EC_POINT_free(P);
1793     EC_POINT_free(Q);
1794     EC_POINT_free(Q_CHECK);
1795     BN_free(n);
1796     BN_free(m);
1797     BN_free(p);
1798     BN_free(a);
1799     BN_free(b);
1800     BN_free(x);
1801     BN_free(y);
1802     BN_free(order);
1803     BN_CTX_free(ctx);
1804 }
1805
1806 static void nistp_tests()
1807 {
1808     unsigned i;
1809
1810     for (i = 0;
1811          i < sizeof(nistp_tests_params) / sizeof(struct nistp_test_params);
1812          i++) {
1813         nistp_single_test(&nistp_tests_params[i]);
1814     }
1815 }
1816 # endif
1817
1818 static const char rnd_seed[] =
1819     "string to make the random number generator think it has entropy";
1820
1821 int main(int argc, char *argv[])
1822 {
1823
1824     /* enable memory leak checking unless explicitly disabled */
1825     if (!((getenv("OPENSSL_DEBUG_MEMORY") != NULL)
1826           && (0 == strcmp(getenv("OPENSSL_DEBUG_MEMORY"), "off")))) {
1827         CRYPTO_malloc_debug_init();
1828         CRYPTO_set_mem_debug_options(V_CRYPTO_MDEBUG_ALL);
1829     } else {
1830         /* OPENSSL_DEBUG_MEMORY=off */
1831         CRYPTO_set_mem_debug_functions(0, 0, 0, 0, 0);
1832     }
1833     CRYPTO_mem_ctrl(CRYPTO_MEM_CHECK_ON);
1834     ERR_load_crypto_strings();
1835
1836     RAND_seed(rnd_seed, sizeof rnd_seed); /* or BN_generate_prime may fail */
1837
1838     prime_field_tests();
1839     puts("");
1840 # ifndef OPENSSL_NO_EC2M
1841     char2_field_tests();
1842 # endif
1843 # ifndef OPENSSL_NO_EC_NISTP_64_GCC_128
1844     nistp_tests();
1845 # endif
1846     /* test the internal curves */
1847     internal_curve_test();
1848
1849 # ifndef OPENSSL_NO_ENGINE
1850     ENGINE_cleanup();
1851 # endif
1852     CRYPTO_cleanup_all_ex_data();
1853     ERR_free_strings();
1854     ERR_remove_thread_state(NULL);
1855     CRYPTO_mem_leaks_fp(stderr);
1856
1857     return 0;
1858 }
1859 #endif