crypto/rand/md_rand.c

   1 /* crypto/rand/md_rand.c */
   2 /* Copyright (C) 1995-1997 Eric Young (eay@cryptsoft.com)
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * This package is an SSL implementation written
   6  * by Eric Young (eay@cryptsoft.com).
   7  * The implementation was written so as to conform with Netscapes SSL.
   8  *
   9  * This library is free for commercial and non-commercial use as long as
  10  * the following conditions are aheared to.  The following conditions
  11  * apply to all code found in this distribution, be it the RC4, RSA,
  12  * lhash, DES, etc., code; not just the SSL code.  The SSL documentation
  13  * included with this distribution is covered by the same copyright terms
  14  * except that the holder is Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com).
  15  *
  16  * Copyright remains Eric Young's, and as such any Copyright notices in
  17  * the code are not to be removed.
  18  * If this package is used in a product, Eric Young should be given attribution
  19  * as the author of the parts of the library used.
  20  * This can be in the form of a textual message at program startup or
  21  * in documentation (online or textual) provided with the package.
  22  *
  23  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  24  * modification, are permitted provided that the following conditions
  25  * are met:
  26  * 1. Redistributions of source code must retain the copyright
  27  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  28  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  29  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  30  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  31  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  32  *    must display the following acknowledgement:
  33  *    "This product includes cryptographic software written by
  34  *     Eric Young (eay@cryptsoft.com)"
  35  *    The word 'cryptographic' can be left out if the rouines from the library
  36  *    being used are not cryptographic related :-).
  37  * 4. If you include any Windows specific code (or a derivative thereof) from
  38  *    the apps directory (application code) you must include an acknowledgement:
  39  *    "This product includes software written by Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com)"
  40  *
  41  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY ERIC YOUNG ``AS IS'' AND
  42  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  43  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  44  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  45  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  46  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  47  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  48  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  49  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  50  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  51  * SUCH DAMAGE.
  52  *
  53  * The licence and distribution terms for any publically available version or
  54  * derivative of this code cannot be changed.  i.e. this code cannot simply be
  55  * copied and put under another distribution licence
  56  * [including the GNU Public Licence.]
  57  */
  58
  59 #include <stdio.h>
  60 #include "cryptlib.h"
  61 #include <sys/types.h>
  62 #include <time.h>
  63
  64
  65 #if !defined(USE_MD5_RAND) && !defined(USE_SHA1_RAND) && !defined(USE_MDC2_RAND) && !defined(USE_MD2_RAND)
  66 #ifndef NO_MD5
  67 #define USE_MD5_RAND
  68 #elif !defined(NO_SHA1)
  69 #define USE_SHA1_RAND
  70 #elif !defined(NO_MDC2)
  71 #define USE_MDC2_RAND
  72 #elif !defined(NO_MD2)
  73 #define USE_MD2_RAND
  74 #else
  75 We need a message digest of some type
  76 #endif
  77 #endif
  78
  79 /* Changed how the state buffer used.  I now attempt to 'wrap' such
  80  * that I don't run over the same locations the next time  go through
  81  * the 1023 bytes - many thanks to
  82  * Robert J. LeBlanc <rjl@renaissoft.com> for his comments
  83  */
  84
  85 #if defined(USE_MD5_RAND)
  86 #include "md5.h"
  87 #define MD_DIGEST_LENGTH        MD5_DIGEST_LENGTH
  88 #define MD_CTX                  MD5_CTX
  89 #define MD_Init(a)              MD5_Init(a)
  90 #define MD_Update(a,b,c)        MD5_Update(a,b,c)
  91 #define MD_Final(a,b)           MD5_Final(a,b)
  92 #elif defined(USE_SHA1_RAND)
  93 #include "sha.h"
  94 #define MD_DIGEST_LENGTH        SHA_DIGEST_LENGTH
  95 #define MD_CTX                  SHA_CTX
  96 #define MD_Init(a)              SHA1_Init(a)
  97 #define MD_Update(a,b,c)        SHA1_Update(a,b,c)
  98 #define MD_Final(a,b)           SHA1_Final(a,b)
  99 #elif defined(USE_MDC2_RAND)
 100 #include "mdc2.h"
 101 #define MD_DIGEST_LENGTH        MDC2_DIGEST_LENGTH
 102 #define MD_CTX                  MDC2_CTX
 103 #define MD_Init(a)              MDC2_Init(a)
 104 #define MD_Update(a,b,c)        MDC2_Update(a,b,c)
 105 #define MD_Final(a,b)           MDC2_Final(a,b)
 106 #elif defined(USE_MD2_RAND)
 107 #include "md2.h"
 108 #define MD_DIGEST_LENGTH        MD2_DIGEST_LENGTH
 109 #define MD_CTX                  MD2_CTX
 110 #define MD_Init(a)              MD2_Init(a)
 111 #define MD_Update(a,b,c)        MD2_Update(a,b,c)
 112 #define MD_Final(a,b)           MD2_Final(a,b)
 113 #endif
 114
 115 #include "rand.h"
 116
 117 /*#define NORAND        1 */
 118 /*#define PREDICT       1 */
 119
 120 #define STATE_SIZE      1023
 121 static int state_num=0,state_index=0;
 122 static unsigned char state[STATE_SIZE];
 123 static unsigned char md[MD_DIGEST_LENGTH];
 124 static int count=0;
 125
 126 char *RAND_version="RAND part of SSLeay 0.8.1b 29-Jun-1998";
 127
 128 void RAND_cleanup()
 129         {
 130         memset(state,0,STATE_SIZE);
 131         state_num=0;
 132         state_index=0;
 133         memset(md,0,MD_DIGEST_LENGTH);
 134         count=0;
 135         }
 136
 137 void RAND_seed(buf,num)
 138 unsigned char *buf;
 139 int num;
 140         {
 141         int i,j,k,st_idx,st_num;
 142         MD_CTX m;
 143
 144 #ifdef NORAND
 145         return;
 146 #endif
 147
 148         CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 149         st_idx=state_index;
 150         st_num=state_num;
 151
 152         state_index=(state_index+num);
 153         if (state_index > STATE_SIZE)
 154                 {
 155                 state_index%=STATE_SIZE;
 156                 state_num=STATE_SIZE;
 157                 }
 158         else if (state_num < STATE_SIZE)
 159                 {
 160                 if (state_index > state_num)
 161                         state_num=state_index;
 162                 }
 163         CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 164
 165         for (i=0; i<num; i+=MD_DIGEST_LENGTH)
 166                 {
 167                 j=(num-i);
 168                 j=(j > MD_DIGEST_LENGTH)?MD_DIGEST_LENGTH:j;
 169
 170                 MD_Init(&m);
 171                 MD_Update(&m,md,MD_DIGEST_LENGTH);
 172                 k=(st_idx+j)-STATE_SIZE;
 173                 if (k > 0)
 174                         {
 175                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j-k);
 176                         MD_Update(&m,&(state[0]),k);
 177                         }
 178                 else
 179                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j);
 180
 181                 MD_Update(&m,buf,j);
 182                 MD_Final(md,&m);
 183
 184                 buf+=j;
 185
 186                 for (k=0; k<j; k++)
 187                         {
 188                         state[st_idx++]^=md[k];
 189                         if (st_idx >= STATE_SIZE)
 190                                 {
 191                                 st_idx=0;
 192                                 st_num=STATE_SIZE;
 193                                 }
 194                         }
 195                 }
 196         memset((char *)&m,0,sizeof(m));
 197         }
 198
 199 void RAND_bytes(buf,num)
 200 unsigned char *buf;
 201 int num;
 202         {
 203         int i,j,k,st_num,st_idx;
 204         MD_CTX m;
 205         static int init=1;
 206         unsigned long l;
 207 #ifdef DEVRANDOM
 208         FILE *fh;
 209 #endif
 210
 211 #ifdef PREDICT
 212         {
 213         static unsigned char val=0;
 214
 215         for (i=0; i<num; i++)
 216                 buf[i]=val++;
 217         return;
 218         }
 219 #endif
 220
 221         CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 222
 223         if (init)
 224                 {
 225                 init=0;
 226                 CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 227                 /* put in some default random data, we need more than
 228                  * just this */
 229                 RAND_seed((unsigned char *)&m,sizeof(m));
 230 #ifndef MSDOS
 231                 l=getpid();
 232                 RAND_seed((unsigned char *)&l,sizeof(l));
 233                 l=getuid();
 234                 RAND_seed((unsigned char *)&l,sizeof(l));
 235 #endif
 236                 l=time(NULL);
 237                 RAND_seed((unsigned char *)&l,sizeof(l));
 238
 239 #ifdef DEVRANDOM
 240                 /*
 241                  * Use a random entropy pool device.
 242                  * Linux 1.3.x and FreeBSD-Current has
 243                  * this. Use /dev/urandom if you can
 244                  * as /dev/random will block if it runs out
 245                  * of random entries.
 246                  */
 247                 if ((fh = fopen(DEVRANDOM, "r")) != NULL)
 248                         {
 249                         unsigned char buf[32];
 250
 251                         fread((unsigned char *)buf,1,32,fh);
 252                         /* we don't care how many bytes we read,
 253                          * we will just copy the 'stack' if there is
 254                          * nothing else :-) */
 255                         fclose(fh);
 256                         RAND_seed(buf,32);
 257                         memset(buf,0,32);
 258                         }
 259 #endif
 260 #ifdef PURIFY
 261                 memset(state,0,STATE_SIZE);
 262                 memset(md,0,MD_DIGEST_LENGTH);
 263 #endif
 264                 CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 265                 }
 266
 267         st_idx=state_index;
 268         st_num=state_num;
 269         state_index+=num;
 270         if (state_index > state_num)
 271                 state_index=(state_index%state_num);
 272
 273         CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 274
 275         while (num > 0)
 276                 {
 277                 j=(num >= MD_DIGEST_LENGTH/2)?MD_DIGEST_LENGTH/2:num;
 278                 num-=j;
 279                 MD_Init(&m);
 280                 MD_Update(&m,&(md[MD_DIGEST_LENGTH/2]),MD_DIGEST_LENGTH/2);
 281 #ifndef PURIFY
 282                 MD_Update(&m,buf,j); /* purify complains */
 283 #endif
 284                 k=(st_idx+j)-st_num;
 285                 if (k > 0)
 286                         {
 287                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j-k);
 288                         MD_Update(&m,&(state[0]),k);
 289                         }
 290                 else
 291                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j);
 292                 MD_Final(md,&m);
 293
 294                 for (i=0; i<j; i++)
 295                         {
 296                         if (st_idx >= st_num)
 297                                 st_idx=0;
 298                         state[st_idx++]^=md[i];
 299                         *(buf++)=md[i+MD_DIGEST_LENGTH/2];
 300                         }
 301                 }
 302
 303         MD_Init(&m);
 304         MD_Update(&m,(unsigned char *)&count,sizeof(count)); count++;
 305         MD_Update(&m,md,MD_DIGEST_LENGTH);
 306         MD_Final(md,&m);
 307         memset(&m,0,sizeof(m));
 308         }
 309
 310 #ifdef WINDOWS
 311 #include <windows.h>
 312 #include <rand.h>
 313
 314 /*****************************************************************************
 315  * Initialisation function for the SSL random generator.  Takes the contents
 316  * of the screen as random seed.
 317  *
 318  * Created 960901 by Gertjan van Oosten, gertjan@West.NL, West Consulting B.V.
 319  *
 320  * Code adapted from
 321  * <URL:http://www.microsoft.com/kb/developr/win_dk/q97193.htm>;
 322  * the original copyright message is:
 323  *
 324 //   (C) Copyright Microsoft Corp. 1993.  All rights reserved.
 325 //
 326 //   You have a royalty-free right to use, modify, reproduce and
 327 //   distribute the Sample Files (and/or any modified version) in
 328 //   any way you find useful, provided that you agree that
 329 //   Microsoft has no warranty obligations or liability for any
 330 //   Sample Application Files which are modified.
 331  */
 332 /*
 333  * I have modified the loading of bytes via RAND_seed() mechanism since
 334  * the origional would have been very very CPU intensive since RAND_seed()
 335  * does an MD5 per 16 bytes of input.  The cost to digest 16 bytes is the same
 336  * as that to digest 56 bytes.  So under the old system, a screen of
 337  * 1024*768*256 would have been CPU cost of approximatly 49,000 56 byte MD5
 338  * digests or digesting 2.7 mbytes.  What I have put in place would
 339  * be 48 16k MD5 digests, or efectivly 48*16+48 MD5 bytes or 816 kbytes
 340  * or about 3.5 times as much.
 341  * - eric
 342  */
 343 void RAND_screen(void)
 344 {
 345   HDC           hScrDC;         /* screen DC */
 346   HDC           hMemDC;         /* memory DC */
 347   HBITMAP       hBitmap;        /* handle for our bitmap */
 348   HBITMAP       hOldBitmap;     /* handle for previous bitmap */
 349   BITMAP        bm;             /* bitmap properties */
 350   unsigned int  size;           /* size of bitmap */
 351   char          *bmbits;        /* contents of bitmap */
 352   int           w;              /* screen width */
 353   int           h;              /* screen height */
 354   int           y;              /* y-coordinate of screen lines to grab */
 355   int           n = 16;         /* number of screen lines to grab at a time */
 356
 357   /* Create a screen DC and a memory DC compatible to screen DC */
 358   hScrDC = CreateDC("DISPLAY", NULL, NULL, NULL);
 359   hMemDC = CreateCompatibleDC(hScrDC);
 360
 361   /* Get screen resolution */
 362   w = GetDeviceCaps(hScrDC, HORZRES);
 363   h = GetDeviceCaps(hScrDC, VERTRES);
 364
 365   /* Create a bitmap compatible with the screen DC */
 366   hBitmap = CreateCompatibleBitmap(hScrDC, w, n);
 367
 368   /* Select new bitmap into memory DC */
 369   hOldBitmap = SelectObject(hMemDC, hBitmap);
 370
 371   /* Get bitmap properties */
 372   GetObject(hBitmap, sizeof(BITMAP), (LPSTR)&bm);
 373   size = (unsigned int)bm.bmWidthBytes * bm.bmHeight * bm.bmPlanes;
 374
 375   bmbits = Malloc(size);
 376   if (bmbits) {
 377     /* Now go through the whole screen, repeatedly grabbing n lines */
 378     for (y = 0; y < h-n; y += n)
 379         {
 380         unsigned char md[MD_DIGEST_LENGTH];
 381
 382         /* Bitblt screen DC to memory DC */
 383         BitBlt(hMemDC, 0, 0, w, n, hScrDC, 0, y, SRCCOPY);
 384
 385         /* Copy bitmap bits from memory DC to bmbits */
 386         GetBitmapBits(hBitmap, size, bmbits);
 387
 388         /* Get the MD5 of the bitmap */
 389         MD5(bmbits,size,md);
 390
 391         /* Seed the random generator with the MD5 digest */
 392         RAND_seed(md, MD_DIGEST_LENGTH);
 393         }
 394
 395     Free(bmbits);
 396   }
 397
 398   /* Select old bitmap back into memory DC */
 399   hBitmap = SelectObject(hMemDC, hOldBitmap);
 400
 401   /* Clean up */
 402   DeleteObject(hBitmap);
 403   DeleteDC(hMemDC);
 404   DeleteDC(hScrDC);
 405 }
 406 #endif