crypto/rand/rand_lib.c

   1 /*
   2  * Copyright 1995-2023 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License 2.0 (the "License").  You may not use
   5  * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
   6  * in the file LICENSE in the source distribution or at
   7  * https://www.openssl.org/source/license.html
   8  */
   9
  10 /* We need to use some engine deprecated APIs */
  11 #define OPENSSL_SUPPRESS_DEPRECATED
  12
  13 #include <openssl/err.h>
  14 #include <openssl/opensslconf.h>
  15 #include <openssl/core_names.h>
  16 #include "internal/cryptlib.h"
  17 #include "internal/thread_once.h"
  18 #include "crypto/rand.h"
  19 #include "crypto/cryptlib.h"
  20 #include "rand_local.h"
  21 #include "crypto/context.h"
  22
  23 #ifndef FIPS_MODULE
  24 # include <stdio.h>
  25 # include <time.h>
  26 # include <limits.h>
  27 # include <openssl/conf.h>
  28 # include <openssl/trace.h>
  29 # include <openssl/engine.h>
  30 # include "crypto/rand_pool.h"
  31 # include "prov/seeding.h"
  32 # include "internal/e_os.h"
  33 # include "internal/property.h"
  34
  35 # ifndef OPENSSL_NO_ENGINE
  36 /* non-NULL if default_RAND_meth is ENGINE-provided */
  37 static ENGINE *funct_ref;
  38 static CRYPTO_RWLOCK *rand_engine_lock;
  39 # endif
  40 # ifndef OPENSSL_NO_DEPRECATED_3_0
  41 static CRYPTO_RWLOCK *rand_meth_lock;
  42 static const RAND_METHOD *default_RAND_meth;
  43 # endif
  44 static CRYPTO_ONCE rand_init = CRYPTO_ONCE_STATIC_INIT;
  45
  46 static int rand_inited = 0;
  47
  48 DEFINE_RUN_ONCE_STATIC(do_rand_init)
  49 {
  50 # ifndef OPENSSL_NO_ENGINE
  51     rand_engine_lock = CRYPTO_THREAD_lock_new();
  52     if (rand_engine_lock == NULL)
  53         return 0;
  54 # endif
  55
  56 # ifndef OPENSSL_NO_DEPRECATED_3_0
  57     rand_meth_lock = CRYPTO_THREAD_lock_new();
  58     if (rand_meth_lock == NULL)
  59         goto err;
  60 # endif
  61
  62     if (!ossl_rand_pool_init())
  63         goto err;
  64
  65     rand_inited = 1;
  66     return 1;
  67
  68  err:
  69 # ifndef OPENSSL_NO_DEPRECATED_3_0
  70     CRYPTO_THREAD_lock_free(rand_meth_lock);
  71     rand_meth_lock = NULL;
  72 # endif
  73 # ifndef OPENSSL_NO_ENGINE
  74     CRYPTO_THREAD_lock_free(rand_engine_lock);
  75     rand_engine_lock = NULL;
  76 # endif
  77     return 0;
  78 }
  79
  80 void ossl_rand_cleanup_int(void)
  81 {
  82 # ifndef OPENSSL_NO_DEPRECATED_3_0
  83     const RAND_METHOD *meth = default_RAND_meth;
  84
  85     if (!rand_inited)
  86         return;
  87
  88     if (meth != NULL && meth->cleanup != NULL)
  89         meth->cleanup();
  90     RAND_set_rand_method(NULL);
  91 # endif
  92     ossl_rand_pool_cleanup();
  93 # ifndef OPENSSL_NO_ENGINE
  94     CRYPTO_THREAD_lock_free(rand_engine_lock);
  95     rand_engine_lock = NULL;
  96 # endif
  97 # ifndef OPENSSL_NO_DEPRECATED_3_0
  98     CRYPTO_THREAD_lock_free(rand_meth_lock);
  99     rand_meth_lock = NULL;
 100 # endif
 101     ossl_release_default_drbg_ctx();
 102     rand_inited = 0;
 103 }
 104
 105 /*
 106  * RAND_close_seed_files() ensures that any seed file descriptors are
 107  * closed after use.  This only applies to libcrypto/default provider,
 108  * it does not apply to other providers.
 109  */
 110 void RAND_keep_random_devices_open(int keep)
 111 {
 112     if (RUN_ONCE(&rand_init, do_rand_init))
 113         ossl_rand_pool_keep_random_devices_open(keep);
 114 }
 115
 116 /*
 117  * RAND_poll() reseeds the default RNG using random input
 118  *
 119  * The random input is obtained from polling various entropy
 120  * sources which depend on the operating system and are
 121  * configurable via the --with-rand-seed configure option.
 122  */
 123 int RAND_poll(void)
 124 {
 125     static const char salt[] = "polling";
 126
 127 # ifndef OPENSSL_NO_DEPRECATED_3_0
 128     const RAND_METHOD *meth = RAND_get_rand_method();
 129     int ret = meth == RAND_OpenSSL();
 130
 131     if (meth == NULL)
 132         return 0;
 133
 134     if (!ret) {
 135         /* fill random pool and seed the current legacy RNG */
 136         RAND_POOL *pool = ossl_rand_pool_new(RAND_DRBG_STRENGTH, 1,
 137                                              (RAND_DRBG_STRENGTH + 7) / 8,
 138                                              RAND_POOL_MAX_LENGTH);
 139
 140         if (pool == NULL)
 141             return 0;
 142
 143         if (ossl_pool_acquire_entropy(pool) == 0)
 144             goto err;
 145
 146         if (meth->add == NULL
 147             || meth->add(ossl_rand_pool_buffer(pool),
 148                          ossl_rand_pool_length(pool),
 149                          (ossl_rand_pool_entropy(pool) / 8.0)) == 0)
 150             goto err;
 151
 152         ret = 1;
 153      err:
 154         ossl_rand_pool_free(pool);
 155         return ret;
 156     }
 157 # endif
 158
 159     RAND_seed(salt, sizeof(salt));
 160     return 1;
 161 }
 162
 163 # ifndef OPENSSL_NO_DEPRECATED_3_0
 164 static int rand_set_rand_method_internal(const RAND_METHOD *meth,
 165                                          ossl_unused ENGINE *e)
 166 {
 167     if (!RUN_ONCE(&rand_init, do_rand_init))
 168         return 0;
 169
 170     if (!CRYPTO_THREAD_write_lock(rand_meth_lock))
 171         return 0;
 172 #  ifndef OPENSSL_NO_ENGINE
 173     ENGINE_finish(funct_ref);
 174     funct_ref = e;
 175 #  endif
 176     default_RAND_meth = meth;
 177     CRYPTO_THREAD_unlock(rand_meth_lock);
 178     return 1;
 179 }
 180
 181 int RAND_set_rand_method(const RAND_METHOD *meth)
 182 {
 183     return rand_set_rand_method_internal(meth, NULL);
 184 }
 185
 186 const RAND_METHOD *RAND_get_rand_method(void)
 187 {
 188     const RAND_METHOD *tmp_meth = NULL;
 189
 190     if (!RUN_ONCE(&rand_init, do_rand_init))
 191         return NULL;
 192
 193     if (!CRYPTO_THREAD_read_lock(rand_meth_lock))
 194         return NULL;
 195     tmp_meth = default_RAND_meth;
 196     CRYPTO_THREAD_unlock(rand_meth_lock);
 197     if (tmp_meth != NULL)
 198         return tmp_meth;
 199
 200     if (!CRYPTO_THREAD_write_lock(rand_meth_lock))
 201         return NULL;
 202     if (default_RAND_meth == NULL) {
 203 #  ifndef OPENSSL_NO_ENGINE
 204         ENGINE *e;
 205
 206         /* If we have an engine that can do RAND, use it. */
 207         if ((e = ENGINE_get_default_RAND()) != NULL
 208                 && (tmp_meth = ENGINE_get_RAND(e)) != NULL) {
 209             funct_ref = e;
 210             default_RAND_meth = tmp_meth;
 211         } else {
 212             ENGINE_finish(e);
 213             default_RAND_meth = &ossl_rand_meth;
 214         }
 215 #  else
 216         default_RAND_meth = &ossl_rand_meth;
 217 #  endif
 218     }
 219     tmp_meth = default_RAND_meth;
 220     CRYPTO_THREAD_unlock(rand_meth_lock);
 221     return tmp_meth;
 222 }
 223
 224 #  if !defined(OPENSSL_NO_ENGINE)
 225 int RAND_set_rand_engine(ENGINE *engine)
 226 {
 227     const RAND_METHOD *tmp_meth = NULL;
 228
 229     if (!RUN_ONCE(&rand_init, do_rand_init))
 230         return 0;
 231
 232     if (engine != NULL) {
 233         if (!ENGINE_init(engine))
 234             return 0;
 235         tmp_meth = ENGINE_get_RAND(engine);
 236         if (tmp_meth == NULL) {
 237             ENGINE_finish(engine);
 238             return 0;
 239         }
 240     }
 241     if (!CRYPTO_THREAD_write_lock(rand_engine_lock)) {
 242         ENGINE_finish(engine);
 243         return 0;
 244     }
 245
 246     /* This function releases any prior ENGINE so call it first */
 247     rand_set_rand_method_internal(tmp_meth, engine);
 248     CRYPTO_THREAD_unlock(rand_engine_lock);
 249     return 1;
 250 }
 251 #  endif
 252 # endif /* OPENSSL_NO_DEPRECATED_3_0 */
 253
 254 void RAND_seed(const void *buf, int num)
 255 {
 256     EVP_RAND_CTX *drbg;
 257 # ifndef OPENSSL_NO_DEPRECATED_3_0
 258     const RAND_METHOD *meth = RAND_get_rand_method();
 259
 260     if (meth != NULL && meth->seed != NULL) {
 261         meth->seed(buf, num);
 262         return;
 263     }
 264 # endif
 265
 266     drbg = RAND_get0_primary(NULL);
 267     if (drbg != NULL && num > 0)
 268         EVP_RAND_reseed(drbg, 0, NULL, 0, buf, num);
 269 }
 270
 271 void RAND_add(const void *buf, int num, double randomness)
 272 {
 273     EVP_RAND_CTX *drbg;
 274 # ifndef OPENSSL_NO_DEPRECATED_3_0
 275     const RAND_METHOD *meth = RAND_get_rand_method();
 276
 277     if (meth != NULL && meth->add != NULL) {
 278         meth->add(buf, num, randomness);
 279         return;
 280     }
 281 # endif
 282     drbg = RAND_get0_primary(NULL);
 283     if (drbg != NULL && num > 0)
 284 # ifdef OPENSSL_RAND_SEED_NONE
 285         /* Without an entropy source, we have to rely on the user */
 286         EVP_RAND_reseed(drbg, 0, buf, num, NULL, 0);
 287 # else
 288         /* With an entropy source, we downgrade this to additional input */
 289         EVP_RAND_reseed(drbg, 0, NULL, 0, buf, num);
 290 # endif
 291 }
 292
 293 # if !defined(OPENSSL_NO_DEPRECATED_1_1_0)
 294 int RAND_pseudo_bytes(unsigned char *buf, int num)
 295 {
 296     const RAND_METHOD *meth = RAND_get_rand_method();
 297
 298     if (meth != NULL && meth->pseudorand != NULL)
 299         return meth->pseudorand(buf, num);
 300     ERR_raise(ERR_LIB_RAND, RAND_R_FUNC_NOT_IMPLEMENTED);
 301     return -1;
 302 }
 303 # endif
 304
 305 int RAND_status(void)
 306 {
 307     EVP_RAND_CTX *rand;
 308 # ifndef OPENSSL_NO_DEPRECATED_3_0
 309     const RAND_METHOD *meth = RAND_get_rand_method();
 310
 311     if (meth != NULL && meth != RAND_OpenSSL())
 312         return meth->status != NULL ? meth->status() : 0;
 313 # endif
 314
 315     if ((rand = RAND_get0_primary(NULL)) == NULL)
 316         return 0;
 317     return EVP_RAND_get_state(rand) == EVP_RAND_STATE_READY;
 318 }
 319 # else  /* !FIPS_MODULE */
 320
 321 # ifndef OPENSSL_NO_DEPRECATED_3_0
 322 const RAND_METHOD *RAND_get_rand_method(void)
 323 {
 324     return NULL;
 325 }
 326 # endif
 327 #endif /* !FIPS_MODULE */
 328
 329 /*
 330  * This function is not part of RAND_METHOD, so if we're not using
 331  * the default method, then just call RAND_bytes().  Otherwise make
 332  * sure we're instantiated and use the private DRBG.
 333  */
 334 int RAND_priv_bytes_ex(OSSL_LIB_CTX *ctx, unsigned char *buf, size_t num,
 335                        unsigned int strength)
 336 {
 337     EVP_RAND_CTX *rand;
 338 #if !defined(OPENSSL_NO_DEPRECATED_3_0) && !defined(FIPS_MODULE)
 339     const RAND_METHOD *meth = RAND_get_rand_method();
 340
 341     if (meth != NULL && meth != RAND_OpenSSL()) {
 342         if (meth->bytes != NULL)
 343             return meth->bytes(buf, num);
 344         ERR_raise(ERR_LIB_RAND, RAND_R_FUNC_NOT_IMPLEMENTED);
 345         return -1;
 346     }
 347 #endif
 348
 349     rand = RAND_get0_private(ctx);
 350     if (rand != NULL)
 351         return EVP_RAND_generate(rand, buf, num, strength, 0, NULL, 0);
 352
 353     return 0;
 354 }
 355
 356 int RAND_priv_bytes(unsigned char *buf, int num)
 357 {
 358     if (num < 0)
 359         return 0;
 360     return RAND_priv_bytes_ex(NULL, buf, (size_t)num, 0);
 361 }
 362
 363 int RAND_bytes_ex(OSSL_LIB_CTX *ctx, unsigned char *buf, size_t num,
 364                   unsigned int strength)
 365 {
 366     EVP_RAND_CTX *rand;
 367 #if !defined(OPENSSL_NO_DEPRECATED_3_0) && !defined(FIPS_MODULE)
 368     const RAND_METHOD *meth = RAND_get_rand_method();
 369
 370     if (meth != NULL && meth != RAND_OpenSSL()) {
 371         if (meth->bytes != NULL)
 372             return meth->bytes(buf, num);
 373         ERR_raise(ERR_LIB_RAND, RAND_R_FUNC_NOT_IMPLEMENTED);
 374         return -1;
 375     }
 376 #endif
 377
 378     rand = RAND_get0_public(ctx);
 379     if (rand != NULL)
 380         return EVP_RAND_generate(rand, buf, num, strength, 0, NULL, 0);
 381
 382     return 0;
 383 }
 384
 385 int RAND_bytes(unsigned char *buf, int num)
 386 {
 387     if (num < 0)
 388         return 0;
 389     return RAND_bytes_ex(NULL, buf, (size_t)num, 0);
 390 }
 391
 392 typedef struct rand_global_st {
 393     /*
 394      * The three shared DRBG instances
 395      *
 396      * There are three shared DRBG instances: <primary>, <public>, and
 397      * <private>.  The <public> and <private> DRBGs are secondary ones.
 398      * These are used for non-secret (e.g. nonces) and secret
 399      * (e.g. private keys) data respectively.
 400      */
 401     CRYPTO_RWLOCK *lock;
 402
 403     EVP_RAND_CTX *seed;
 404
 405     /*
 406      * The <primary> DRBG
 407      *
 408      * Not used directly by the application, only for reseeding the two other
 409      * DRBGs. It reseeds itself by pulling either randomness from os entropy
 410      * sources or by consuming randomness which was added by RAND_add().
 411      *
 412      * The <primary> DRBG is a global instance which is accessed concurrently by
 413      * all threads. The necessary locking is managed automatically by its child
 414      * DRBG instances during reseeding.
 415      */
 416     EVP_RAND_CTX *primary;
 417
 418     /*
 419      * The <public> DRBG
 420      *
 421      * Used by default for generating random bytes using RAND_bytes().
 422      *
 423      * The <public> secondary DRBG is thread-local, i.e., there is one instance
 424      * per thread.
 425      */
 426     CRYPTO_THREAD_LOCAL public;
 427
 428     /*
 429      * The <private> DRBG
 430      *
 431      * Used by default for generating private keys using RAND_priv_bytes()
 432      *
 433      * The <private> secondary DRBG is thread-local, i.e., there is one
 434      * instance per thread.
 435      */
 436     CRYPTO_THREAD_LOCAL private;
 437
 438     /* Which RNG is being used by default and it's configuration settings */
 439     char *rng_name;
 440     char *rng_cipher;
 441     char *rng_digest;
 442     char *rng_propq;
 443
 444     /* Allow the randomness source to be changed */
 445     char *seed_name;
 446     char *seed_propq;
 447 } RAND_GLOBAL;
 448
 449 /*
 450  * Initialize the OSSL_LIB_CTX global DRBGs on first use.
 451  * Returns the allocated global data on success or NULL on failure.
 452  */
 453 void *ossl_rand_ctx_new(OSSL_LIB_CTX *libctx)
 454 {
 455     RAND_GLOBAL *dgbl = OPENSSL_zalloc(sizeof(*dgbl));
 456
 457     if (dgbl == NULL)
 458         return NULL;
 459
 460 #ifndef FIPS_MODULE
 461     /*
 462      * We need to ensure that base libcrypto thread handling has been
 463      * initialised.
 464      */
 465      OPENSSL_init_crypto(OPENSSL_INIT_BASE_ONLY, NULL);
 466 #endif
 467
 468     dgbl->lock = CRYPTO_THREAD_lock_new();
 469     if (dgbl->lock == NULL)
 470         goto err1;
 471
 472     if (!CRYPTO_THREAD_init_local(&dgbl->private, NULL))
 473         goto err1;
 474
 475     if (!CRYPTO_THREAD_init_local(&dgbl->public, NULL))
 476         goto err2;
 477
 478     return dgbl;
 479
 480  err2:
 481     CRYPTO_THREAD_cleanup_local(&dgbl->private);
 482  err1:
 483     CRYPTO_THREAD_lock_free(dgbl->lock);
 484     OPENSSL_free(dgbl);
 485     return NULL;
 486 }
 487
 488 void ossl_rand_ctx_free(void *vdgbl)
 489 {
 490     RAND_GLOBAL *dgbl = vdgbl;
 491
 492     if (dgbl == NULL)
 493         return;
 494
 495     CRYPTO_THREAD_lock_free(dgbl->lock);
 496     CRYPTO_THREAD_cleanup_local(&dgbl->private);
 497     CRYPTO_THREAD_cleanup_local(&dgbl->public);
 498     EVP_RAND_CTX_free(dgbl->primary);
 499     EVP_RAND_CTX_free(dgbl->seed);
 500     OPENSSL_free(dgbl->rng_name);
 501     OPENSSL_free(dgbl->rng_cipher);
 502     OPENSSL_free(dgbl->rng_digest);
 503     OPENSSL_free(dgbl->rng_propq);
 504     OPENSSL_free(dgbl->seed_name);
 505     OPENSSL_free(dgbl->seed_propq);
 506
 507     OPENSSL_free(dgbl);
 508 }
 509
 510 static RAND_GLOBAL *rand_get_global(OSSL_LIB_CTX *libctx)
 511 {
 512     return ossl_lib_ctx_get_data(libctx, OSSL_LIB_CTX_DRBG_INDEX);
 513 }
 514
 515 static void rand_delete_thread_state(void *arg)
 516 {
 517     OSSL_LIB_CTX *ctx = arg;
 518     RAND_GLOBAL *dgbl = rand_get_global(ctx);
 519     EVP_RAND_CTX *rand;
 520
 521     if (dgbl == NULL)
 522         return;
 523
 524     rand = CRYPTO_THREAD_get_local(&dgbl->public);
 525     CRYPTO_THREAD_set_local(&dgbl->public, NULL);
 526     EVP_RAND_CTX_free(rand);
 527
 528     rand = CRYPTO_THREAD_get_local(&dgbl->private);
 529     CRYPTO_THREAD_set_local(&dgbl->private, NULL);
 530     EVP_RAND_CTX_free(rand);
 531 }
 532
 533 #ifndef FIPS_MODULE
 534 static EVP_RAND_CTX *rand_new_seed(OSSL_LIB_CTX *libctx)
 535 {
 536     EVP_RAND *rand;
 537     RAND_GLOBAL *dgbl = rand_get_global(libctx);
 538     EVP_RAND_CTX *ctx = NULL;
 539     const char *propq;
 540     char *name, *props = NULL;
 541     size_t props_len;
 542     OSSL_PROPERTY_LIST *pl1, *pl2, *pl3 = NULL;
 543
 544     if (dgbl == NULL)
 545         return NULL;
 546     propq = dgbl->seed_propq;
 547     if (dgbl->seed_name != NULL) {
 548         name = dgbl->seed_name;
 549     } else {
 550         /*
 551          * Default to our internal seed source.  This isn't part of the FIPS
 552          * provider so we need to override any FIPS properties.
 553          */
 554         if (propq == NULL || *propq == '\0') {
 555             propq = "-fips";
 556         } else {
 557             pl1 = ossl_parse_query(libctx, propq, 1);
 558             if (pl1 == NULL) {
 559                 ERR_raise(ERR_LIB_RAND, RAND_R_INVALID_PROPERTY_QUERY);
 560                 return NULL;
 561             }
 562             pl2 = ossl_parse_query(libctx, "-fips", 1);
 563             if (pl2 == NULL) {
 564                 ossl_property_free(pl1);
 565                 ERR_raise(ERR_LIB_RAND, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 566                 return NULL;
 567             }
 568             pl3 = ossl_property_merge(pl2, pl1);
 569             ossl_property_free(pl1);
 570             ossl_property_free(pl2);
 571             if (pl3 == NULL) {
 572                 ERR_raise(ERR_LIB_RAND, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 573                 return NULL;
 574             }
 575             props_len = ossl_property_list_to_string(libctx, pl3, NULL, 0);
 576             if (props_len == 0) {
 577                 /* Shouldn't happen since we added a query element */
 578                 ERR_raise(ERR_LIB_RAND, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 579                 goto err;
 580             } else {
 581                 props = OPENSSL_malloc(props_len);
 582                 if (props == NULL) {
 583                     ERR_raise(ERR_LIB_RAND, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 584                     goto err;
 585                 }
 586                 if (ossl_property_list_to_string(libctx, pl3,
 587                                                  props, props_len) == 0) {
 588                     ERR_raise(ERR_LIB_RAND, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 589                     goto err;
 590                 }
 591                 ossl_property_free(pl3);
 592                 pl3 = NULL;
 593                 propq = props;
 594             }
 595         }
 596         name = "SEED-SRC";
 597     }
 598
 599     rand = EVP_RAND_fetch(libctx, name, propq);
 600     if (rand == NULL) {
 601         ERR_raise(ERR_LIB_RAND, RAND_R_UNABLE_TO_FETCH_DRBG);
 602         goto err;
 603     }
 604     ctx = EVP_RAND_CTX_new(rand, NULL);
 605     EVP_RAND_free(rand);
 606     if (ctx == NULL) {
 607         ERR_raise(ERR_LIB_RAND, RAND_R_UNABLE_TO_CREATE_DRBG);
 608         goto err;
 609     }
 610     if (!EVP_RAND_instantiate(ctx, 0, 0, NULL, 0, NULL)) {
 611         ERR_raise(ERR_LIB_RAND, RAND_R_ERROR_INSTANTIATING_DRBG);
 612         goto err;
 613     }
 614     OPENSSL_free(props);
 615     return ctx;
 616  err:
 617     EVP_RAND_CTX_free(ctx);
 618     ossl_property_free(pl3);
 619     OPENSSL_free(props);
 620     return NULL;
 621 }
 622
 623 EVP_RAND_CTX *ossl_rand_get0_seed_noncreating(OSSL_LIB_CTX *ctx)
 624 {
 625     RAND_GLOBAL *dgbl = rand_get_global(ctx);
 626     EVP_RAND_CTX *ret;
 627
 628     if (dgbl == NULL)
 629         return NULL;
 630
 631     if (!CRYPTO_THREAD_read_lock(dgbl->lock))
 632         return NULL;
 633     ret = dgbl->seed;
 634     CRYPTO_THREAD_unlock(dgbl->lock);
 635     return ret;
 636 }
 637 #endif
 638
 639 static EVP_RAND_CTX *rand_new_drbg(OSSL_LIB_CTX *libctx, EVP_RAND_CTX *parent,
 640                                    unsigned int reseed_interval,
 641                                    time_t reseed_time_interval, int use_df)
 642 {
 643     EVP_RAND *rand;
 644     RAND_GLOBAL *dgbl = rand_get_global(libctx);
 645     EVP_RAND_CTX *ctx;
 646     OSSL_PARAM params[8], *p = params;
 647     const OSSL_PARAM *settables;
 648     char *name, *cipher;
 649
 650     if (dgbl == NULL)
 651         return NULL;
 652     name = dgbl->rng_name != NULL ? dgbl->rng_name : "CTR-DRBG";
 653     rand = EVP_RAND_fetch(libctx, name, dgbl->rng_propq);
 654     if (rand == NULL) {
 655         ERR_raise(ERR_LIB_RAND, RAND_R_UNABLE_TO_FETCH_DRBG);
 656         return NULL;
 657     }
 658     ctx = EVP_RAND_CTX_new(rand, parent);
 659     EVP_RAND_free(rand);
 660     if (ctx == NULL) {
 661         ERR_raise(ERR_LIB_RAND, RAND_R_UNABLE_TO_CREATE_DRBG);
 662         return NULL;
 663     }
 664
 665     settables = EVP_RAND_CTX_settable_params(ctx);
 666     if (OSSL_PARAM_locate_const(settables, OSSL_DRBG_PARAM_CIPHER)) {
 667         cipher = dgbl->rng_cipher != NULL ? dgbl->rng_cipher : "AES-256-CTR";
 668         *p++ = OSSL_PARAM_construct_utf8_string(OSSL_DRBG_PARAM_CIPHER,
 669                                                 cipher, 0);
 670     }
 671     if (dgbl->rng_digest != NULL
 672             && OSSL_PARAM_locate_const(settables, OSSL_DRBG_PARAM_DIGEST))
 673         *p++ = OSSL_PARAM_construct_utf8_string(OSSL_DRBG_PARAM_DIGEST,
 674                                                 dgbl->rng_digest, 0);
 675     if (dgbl->rng_propq != NULL)
 676         *p++ = OSSL_PARAM_construct_utf8_string(OSSL_DRBG_PARAM_PROPERTIES,
 677                                                 dgbl->rng_propq, 0);
 678     if (OSSL_PARAM_locate_const(settables, OSSL_ALG_PARAM_MAC))
 679         *p++ = OSSL_PARAM_construct_utf8_string(OSSL_ALG_PARAM_MAC, "HMAC", 0);
 680     if (OSSL_PARAM_locate_const(settables, OSSL_DRBG_PARAM_USE_DF))
 681         *p++ = OSSL_PARAM_construct_int(OSSL_DRBG_PARAM_USE_DF, &use_df);
 682     *p++ = OSSL_PARAM_construct_uint(OSSL_DRBG_PARAM_RESEED_REQUESTS,
 683                                      &reseed_interval);
 684     *p++ = OSSL_PARAM_construct_time_t(OSSL_DRBG_PARAM_RESEED_TIME_INTERVAL,
 685                                        &reseed_time_interval);
 686     *p = OSSL_PARAM_construct_end();
 687     if (!EVP_RAND_instantiate(ctx, 0, 0, NULL, 0, params)) {
 688         ERR_raise(ERR_LIB_RAND, RAND_R_ERROR_INSTANTIATING_DRBG);
 689         EVP_RAND_CTX_free(ctx);
 690         return NULL;
 691     }
 692     return ctx;
 693 }
 694
 695 /*
 696  * Get the primary random generator.
 697  * Returns pointer to its EVP_RAND_CTX on success, NULL on failure.
 698  *
 699  */
 700 EVP_RAND_CTX *RAND_get0_primary(OSSL_LIB_CTX *ctx)
 701 {
 702     RAND_GLOBAL *dgbl = rand_get_global(ctx);
 703     EVP_RAND_CTX *ret;
 704
 705     if (dgbl == NULL)
 706         return NULL;
 707
 708     if (!CRYPTO_THREAD_read_lock(dgbl->lock))
 709         return NULL;
 710
 711     ret = dgbl->primary;
 712     CRYPTO_THREAD_unlock(dgbl->lock);
 713
 714     if (ret != NULL)
 715         return ret;
 716
 717     if (!CRYPTO_THREAD_write_lock(dgbl->lock))
 718         return NULL;
 719
 720     ret = dgbl->primary;
 721     if (ret != NULL) {
 722         CRYPTO_THREAD_unlock(dgbl->lock);
 723         return ret;
 724     }
 725
 726 #ifndef FIPS_MODULE
 727     if (dgbl->seed == NULL) {
 728         ERR_set_mark();
 729         dgbl->seed = rand_new_seed(ctx);
 730         ERR_pop_to_mark();
 731     }
 732 #endif
 733
 734     ret = dgbl->primary = rand_new_drbg(ctx, dgbl->seed,
 735                                         PRIMARY_RESEED_INTERVAL,
 736                                         PRIMARY_RESEED_TIME_INTERVAL, 1);
 737     /*
 738     * The primary DRBG may be shared between multiple threads so we must
 739     * enable locking.
 740     */
 741     if (ret != NULL && !EVP_RAND_enable_locking(ret)) {
 742         ERR_raise(ERR_LIB_EVP, EVP_R_UNABLE_TO_ENABLE_LOCKING);
 743         EVP_RAND_CTX_free(ret);
 744         ret = dgbl->primary = NULL;
 745     }
 746     CRYPTO_THREAD_unlock(dgbl->lock);
 747
 748     return ret;
 749 }
 750
 751 /*
 752  * Get the public random generator.
 753  * Returns pointer to its EVP_RAND_CTX on success, NULL on failure.
 754  */
 755 EVP_RAND_CTX *RAND_get0_public(OSSL_LIB_CTX *ctx)
 756 {
 757     RAND_GLOBAL *dgbl = rand_get_global(ctx);
 758     EVP_RAND_CTX *rand, *primary;
 759
 760     if (dgbl == NULL)
 761         return NULL;
 762
 763     rand = CRYPTO_THREAD_get_local(&dgbl->public);
 764     if (rand == NULL) {
 765         primary = RAND_get0_primary(ctx);
 766         if (primary == NULL)
 767             return NULL;
 768
 769         ctx = ossl_lib_ctx_get_concrete(ctx);
 770         /*
 771          * If the private is also NULL then this is the first time we've
 772          * used this thread.
 773          */
 774         if (CRYPTO_THREAD_get_local(&dgbl->private) == NULL
 775                 && !ossl_init_thread_start(NULL, ctx, rand_delete_thread_state))
 776             return NULL;
 777         rand = rand_new_drbg(ctx, primary, SECONDARY_RESEED_INTERVAL,
 778                              SECONDARY_RESEED_TIME_INTERVAL, 0);
 779         CRYPTO_THREAD_set_local(&dgbl->public, rand);
 780     }
 781     return rand;
 782 }
 783
 784 /*
 785  * Get the private random generator.
 786  * Returns pointer to its EVP_RAND_CTX on success, NULL on failure.
 787  */
 788 EVP_RAND_CTX *RAND_get0_private(OSSL_LIB_CTX *ctx)
 789 {
 790     RAND_GLOBAL *dgbl = rand_get_global(ctx);
 791     EVP_RAND_CTX *rand, *primary;
 792
 793     if (dgbl == NULL)
 794         return NULL;
 795
 796     rand = CRYPTO_THREAD_get_local(&dgbl->private);
 797     if (rand == NULL) {
 798         primary = RAND_get0_primary(ctx);
 799         if (primary == NULL)
 800             return NULL;
 801
 802         ctx = ossl_lib_ctx_get_concrete(ctx);
 803         /*
 804          * If the public is also NULL then this is the first time we've
 805          * used this thread.
 806          */
 807         if (CRYPTO_THREAD_get_local(&dgbl->public) == NULL
 808                 && !ossl_init_thread_start(NULL, ctx, rand_delete_thread_state))
 809             return NULL;
 810         rand = rand_new_drbg(ctx, primary, SECONDARY_RESEED_INTERVAL,
 811                              SECONDARY_RESEED_TIME_INTERVAL, 0);
 812         CRYPTO_THREAD_set_local(&dgbl->private, rand);
 813     }
 814     return rand;
 815 }
 816
 817 #ifdef FIPS_MODULE
 818 EVP_RAND_CTX *ossl_rand_get0_private_noncreating(OSSL_LIB_CTX *ctx)
 819 {
 820     RAND_GLOBAL *dgbl = rand_get_global(ctx);
 821
 822     if (dgbl == NULL)
 823         return NULL;
 824
 825     return CRYPTO_THREAD_get_local(&dgbl->private);
 826 }
 827 #endif
 828
 829 int RAND_set0_public(OSSL_LIB_CTX *ctx, EVP_RAND_CTX *rand)
 830 {
 831     RAND_GLOBAL *dgbl = rand_get_global(ctx);
 832     EVP_RAND_CTX *old;
 833     int r;
 834
 835     if (dgbl == NULL)
 836         return 0;
 837     old = CRYPTO_THREAD_get_local(&dgbl->public);
 838     if ((r = CRYPTO_THREAD_set_local(&dgbl->public, rand)) > 0)
 839         EVP_RAND_CTX_free(old);
 840     return r;
 841 }
 842
 843 int RAND_set0_private(OSSL_LIB_CTX *ctx, EVP_RAND_CTX *rand)
 844 {
 845     RAND_GLOBAL *dgbl = rand_get_global(ctx);
 846     EVP_RAND_CTX *old;
 847     int r;
 848
 849     if (dgbl == NULL)
 850         return 0;
 851     old = CRYPTO_THREAD_get_local(&dgbl->private);
 852     if ((r = CRYPTO_THREAD_set_local(&dgbl->private, rand)) > 0)
 853         EVP_RAND_CTX_free(old);
 854     return r;
 855 }
 856
 857 #ifndef FIPS_MODULE
 858 static int random_set_string(char **p, const char *s)
 859 {
 860     char *d = NULL;
 861
 862     if (s != NULL) {
 863         d = OPENSSL_strdup(s);
 864         if (d == NULL)
 865             return 0;
 866     }
 867     OPENSSL_free(*p);
 868     *p = d;
 869     return 1;
 870 }
 871
 872 /*
 873  * Load the DRBG definitions from a configuration file.
 874  */
 875 static int random_conf_init(CONF_IMODULE *md, const CONF *cnf)
 876 {
 877     STACK_OF(CONF_VALUE) *elist;
 878     CONF_VALUE *cval;
 879     RAND_GLOBAL *dgbl = rand_get_global(NCONF_get0_libctx((CONF *)cnf));
 880     int i, r = 1;
 881
 882     OSSL_TRACE1(CONF, "Loading random module: section %s\n",
 883                 CONF_imodule_get_value(md));
 884
 885     /* Value is a section containing RANDOM configuration */
 886     elist = NCONF_get_section(cnf, CONF_imodule_get_value(md));
 887     if (elist == NULL) {
 888         ERR_raise(ERR_LIB_CRYPTO, CRYPTO_R_RANDOM_SECTION_ERROR);
 889         return 0;
 890     }
 891
 892     if (dgbl == NULL)
 893         return 0;
 894
 895     for (i = 0; i < sk_CONF_VALUE_num(elist); i++) {
 896         cval = sk_CONF_VALUE_value(elist, i);
 897         if (OPENSSL_strcasecmp(cval->name, "random") == 0) {
 898             if (!random_set_string(&dgbl->rng_name, cval->value))
 899                 return 0;
 900         } else if (OPENSSL_strcasecmp(cval->name, "cipher") == 0) {
 901             if (!random_set_string(&dgbl->rng_cipher, cval->value))
 902                 return 0;
 903         } else if (OPENSSL_strcasecmp(cval->name, "digest") == 0) {
 904             if (!random_set_string(&dgbl->rng_digest, cval->value))
 905                 return 0;
 906         } else if (OPENSSL_strcasecmp(cval->name, "properties") == 0) {
 907             if (!random_set_string(&dgbl->rng_propq, cval->value))
 908                 return 0;
 909         } else if (OPENSSL_strcasecmp(cval->name, "seed") == 0) {
 910             if (!random_set_string(&dgbl->seed_name, cval->value))
 911                 return 0;
 912         } else if (OPENSSL_strcasecmp(cval->name, "seed_properties") == 0) {
 913             if (!random_set_string(&dgbl->seed_propq, cval->value))
 914                 return 0;
 915         } else {
 916             ERR_raise_data(ERR_LIB_CRYPTO,
 917                            CRYPTO_R_UNKNOWN_NAME_IN_RANDOM_SECTION,
 918                            "name=%s, value=%s", cval->name, cval->value);
 919             r = 0;
 920         }
 921     }
 922     return r;
 923 }
 924
 925
 926 static void random_conf_deinit(CONF_IMODULE *md)
 927 {
 928     OSSL_TRACE(CONF, "Cleaned up random\n");
 929 }
 930
 931 void ossl_random_add_conf_module(void)
 932 {
 933     OSSL_TRACE(CONF, "Adding config module 'random'\n");
 934     CONF_module_add("random", random_conf_init, random_conf_deinit);
 935 }
 936
 937 int RAND_set_DRBG_type(OSSL_LIB_CTX *ctx, const char *drbg, const char *propq,
 938                        const char *cipher, const char *digest)
 939 {
 940     RAND_GLOBAL *dgbl = rand_get_global(ctx);
 941
 942     if (dgbl == NULL)
 943         return 0;
 944     if (dgbl->primary != NULL) {
 945         ERR_raise(ERR_LIB_CRYPTO, RAND_R_ALREADY_INSTANTIATED);
 946         return 0;
 947     }
 948     return random_set_string(&dgbl->rng_name, drbg)
 949         && random_set_string(&dgbl->rng_propq, propq)
 950         && random_set_string(&dgbl->rng_cipher, cipher)
 951         && random_set_string(&dgbl->rng_digest, digest);
 952 }
 953
 954 int RAND_set_seed_source_type(OSSL_LIB_CTX *ctx, const char *seed,
 955                               const char *propq)
 956 {
 957     RAND_GLOBAL *dgbl = rand_get_global(ctx);
 958
 959     if (dgbl == NULL)
 960         return 0;
 961     if (dgbl->seed != NULL) {
 962         ERR_raise(ERR_LIB_CRYPTO, RAND_R_ALREADY_INSTANTIATED);
 963         return 0;
 964     }
 965     return random_set_string(&dgbl->seed_name, seed)
 966         && random_set_string(&dgbl->seed_propq, propq);
 967 }
 968
 969 #endif