7d61bce35ee0ddccdabeaeac207d5bc10b37d625
[openssl.git] / crypto / rand / rand_win.c
1 /* crypto/rand/rand_win.c */
2 /* Copyright (C) 1995-1998 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  * Copyright (c) 1998-2000 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
60  *
61  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
62  * modification, are permitted provided that the following conditions
63  * are met:
64  *
65  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
66  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer. 
67  *
68  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
69  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
70  *    the documentation and/or other materials provided with the
71  *    distribution.
72  *
73  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
74  *    software must display the following acknowledgment:
75  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
76  *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.openssl.org/)"
77  *
78  * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
79  *    endorse or promote products derived from this software without
80  *    prior written permission. For written permission, please contact
81  *    openssl-core@openssl.org.
82  *
83  * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
84  *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
85  *    permission of the OpenSSL Project.
86  *
87  * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
88  *    acknowledgment:
89  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
90  *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.openssl.org/)"
91  *
92  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
93  * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
94  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
95  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
96  * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
97  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
98  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
99  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
100  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
101  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
102  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
103  * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
104  * ====================================================================
105  *
106  * This product includes cryptographic software written by Eric Young
107  * (eay@cryptsoft.com).  This product includes software written by Tim
108  * Hudson (tjh@cryptsoft.com).
109  *
110  */
111
112 #include "cryptlib.h"
113 #include <openssl/rand.h>
114 #include "rand_lcl.h"
115
116 #if defined(WINDOWS) || defined(WIN32)
117 #include <windows.h>
118 #ifndef _WIN32_WINNT
119 # define _WIN32_WINNT 0x0400
120 #endif
121 #include <wincrypt.h>
122 #include <tlhelp32.h>
123
124 /* Intel hardware RNG CSP -- available from
125  * http://developer.intel.com/design/security/rng/redist_license.htm
126  */
127 #define PROV_INTEL_SEC 22
128 #define INTEL_DEF_PROV "Intel Hardware Cryptographic Service Provider"
129
130 static void readtimer(void);
131 static void readscreen(void);
132
133 /* It appears like PCURSORINFO is only defined when WINVER is 0x0500 and up,
134    which currently only happens on Win2000.  Unfortunately, that is a typedef,
135    so it's a little bit difficult to detect properly.  On the other hand, the
136    macro CURSOR_SHOWING is defined within the same conditional, so it can be
137    use to detect the absence of PCURSORINFO. */
138 #ifndef CURSOR_SHOWING
139 typedef void *PCURSORINFO;
140 #endif
141
142 typedef BOOL (WINAPI *CRYPTACQUIRECONTEXT)(HCRYPTPROV *, LPCTSTR, LPCTSTR,
143                                     DWORD, DWORD);
144 typedef BOOL (WINAPI *CRYPTGENRANDOM)(HCRYPTPROV, DWORD, BYTE *);
145 typedef BOOL (WINAPI *CRYPTRELEASECONTEXT)(HCRYPTPROV, DWORD);
146
147 typedef HWND (WINAPI *GETFOREGROUNDWINDOW)(VOID);
148 typedef BOOL (WINAPI *GETCURSORINFO)(PCURSORINFO);
149 typedef DWORD (WINAPI *GETQUEUESTATUS)(UINT);
150
151 typedef HANDLE (WINAPI *CREATETOOLHELP32SNAPSHOT)(DWORD, DWORD);
152 typedef BOOL (WINAPI *HEAP32FIRST)(LPHEAPENTRY32, DWORD, DWORD);
153 typedef BOOL (WINAPI *HEAP32NEXT)(LPHEAPENTRY32);
154 typedef BOOL (WINAPI *HEAP32LIST)(HANDLE, LPHEAPLIST32);
155 typedef BOOL (WINAPI *PROCESS32)(HANDLE, LPPROCESSENTRY32);
156 typedef BOOL (WINAPI *THREAD32)(HANDLE, LPTHREADENTRY32);
157 typedef BOOL (WINAPI *MODULE32)(HANDLE, LPMODULEENTRY32);
158
159 int RAND_poll(void)
160 {
161         MEMORYSTATUS m;
162         HCRYPTPROV hProvider = 0;
163         BYTE buf[64];
164         DWORD w;
165         HWND h;
166
167         HMODULE advapi, kernel, user;
168         CRYPTACQUIRECONTEXT acquire;
169         CRYPTGENRANDOM gen;
170         CRYPTRELEASECONTEXT release;
171
172         /* load functions dynamically - not available on all systems */
173         advapi = GetModuleHandle("ADVAPI32.DLL");
174         kernel = GetModuleHandle("KERNEL32.DLL");
175         user = GetModuleHandle("USER32.DLL");
176
177         if (advapi)
178                 {
179                 acquire = (CRYPTACQUIRECONTEXT) GetProcAddress(advapi,
180                         "CryptAcquireContextA");
181                 gen = (CRYPTGENRANDOM) GetProcAddress(advapi,
182                         "CryptGenRandom");
183                 release = (CRYPTRELEASECONTEXT) GetProcAddress(advapi,
184                         "CryptReleaseContext");
185                 }
186
187         if (acquire && gen && release)
188                 {
189                 /* poll the CryptoAPI PRNG */
190                 if (acquire(&hProvider, 0, 0, PROV_RSA_FULL,
191                         CRYPT_VERIFYCONTEXT))
192                         {
193                         if (gen(hProvider, sizeof(buf), buf) != 0)
194                                 {
195                                 RAND_add(buf, sizeof(buf), 0);
196 #ifdef DEBUG
197                                 printf("randomness from PROV_RSA_FULL\n");
198 #endif
199                                 }
200                         release(hProvider, 0); 
201                         }
202                 
203                 /* poll the Pentium PRG with CryptoAPI */
204                 if (acquire(&hProvider, 0, INTEL_DEF_PROV, PROV_INTEL_SEC, 0))
205                         {
206                         if (gen(hProvider, sizeof(buf), buf) != 0)
207                                 {
208                                 RAND_add(buf, sizeof(buf), 0);
209 #ifdef DEBUG
210                                 printf("randomness from PROV_INTEL_SEC\n");
211 #endif
212                                 }
213                         release(hProvider, 0);
214                         }
215                 }
216
217         /* timer data */
218         readtimer();
219         
220         /* memory usage statistics */
221         GlobalMemoryStatus(&m);
222         RAND_add(&m, sizeof(m), 1);
223
224         /* process ID */
225         w = GetCurrentProcessId();
226         RAND_add(&w, sizeof(w), 0);
227
228         if (user)
229                 {
230                 GETCURSORINFO cursor;
231                 GETFOREGROUNDWINDOW win;
232                 GETQUEUESTATUS queue;
233
234                 win = (GETFOREGROUNDWINDOW) GetProcAddress(user, "GetForegroundWindow");
235                 cursor = (GETCURSORINFO) GetProcAddress(user, "GetCursorInfo");
236                 queue = (GETQUEUESTATUS) GetProcAddress(user, "GetQueueStatus");
237
238                 if (win)
239                 {
240                         /* window handle */
241                         h = win();
242                         RAND_add(&h, sizeof(h), 0);
243                 }
244
245                 if (cursor)
246                         {
247                         /* cursor position */
248                         cursor((PCURSORINFO)buf);
249                         RAND_add(buf, sizeof(buf), 0);
250                         }
251
252                 if (queue)
253                         {
254                         /* message queue status */
255                         w = queue(QS_ALLEVENTS);
256                         RAND_add(&w, sizeof(w), 0);
257                         }
258                 }
259
260         /* Toolhelp32 snapshot: enumerate processes, threads, modules and heap
261          * http://msdn.microsoft.com/library/psdk/winbase/toolhelp_5pfd.htm
262          * (Win 9x only, not available on NT)
263          *
264          * This seeding method was proposed in Peter Gutmann, Software
265          * Generation of Practically Strong Random Numbers,
266          * http://www.usenix.org/publications/library/proceedings/sec98/gutmann.html
267          * (The assignment of entropy estimates below is arbitrary, but based
268          * on Peter's analysis the full poll appears to be safe. Additional
269          * interactive seeding is encouraged.)
270          */
271
272         if (kernel)
273                 {
274                 CREATETOOLHELP32SNAPSHOT snap;
275                 HANDLE handle;
276
277                 HEAP32FIRST heap_first;
278                 HEAP32NEXT heap_next;
279                 HEAP32LIST heaplist_first, heaplist_next;
280                 PROCESS32 process_first, process_next;
281                 THREAD32 thread_first, thread_next;
282                 MODULE32 module_first, module_next;
283
284                 HEAPLIST32 hlist;
285                 HEAPENTRY32 hentry;
286                 PROCESSENTRY32 p;
287                 THREADENTRY32 t;
288                 MODULEENTRY32 m;
289
290                 snap = (CREATETOOLHELP32SNAPSHOT)
291                   GetProcAddress(kernel, "CreateToolhelp32Snapshot");
292                 heap_first = (HEAP32FIRST) GetProcAddress(kernel, "Heap32First");
293                 heap_next = (HEAP32NEXT) GetProcAddress(kernel, "Heap32Next");
294                 heaplist_first = (HEAP32LIST) GetProcAddress(kernel, "Heap32ListFirst");
295                 heaplist_next = (HEAP32LIST) GetProcAddress(kernel, "Heap32ListNext");
296                 process_first = (PROCESS32) GetProcAddress(kernel, "Process32First");
297                 process_next = (PROCESS32) GetProcAddress(kernel, "Process32Next");
298                 thread_first = (THREAD32) GetProcAddress(kernel, "Thread32First");
299                 thread_next = (THREAD32) GetProcAddress(kernel, "Thread32Next");
300                 module_first = (MODULE32) GetProcAddress(kernel, "Module32First");
301                 module_next = (MODULE32) GetProcAddress(kernel, "Module32Next");
302
303                 if (snap && heap_first && heap_next && heaplist_first &&
304                         heaplist_next && process_first && process_next &&
305                         thread_first && thread_next && module_first &&
306                         module_next && (handle = snap(TH32CS_SNAPALL,0))
307                         != NULL)
308                         {
309                         /* heap list and heap walking */
310                         hlist.dwSize = sizeof(HEAPLIST32);              
311                         if (heaplist_first(handle, &hlist))
312                                 do
313                                         {
314                                         RAND_add(&hlist, hlist.dwSize, 0);
315                                         hentry.dwSize = sizeof(HEAPENTRY32);
316                                         if (heap_first(&hentry,
317                                                 hlist.th32ProcessID,
318                                                 hlist.th32HeapID))
319                                                 {
320                                                 int entrycnt = 50;
321                                                 do
322                                                         RAND_add(&hentry,
323                                                                 hentry.dwSize, 0);
324                                                 while (heap_next(&hentry)
325                                                         && --entrycnt > 0);
326                                                 }
327                                         } while (heaplist_next(handle,
328                                                 &hlist));
329
330                         /* process walking */
331                         p.dwSize = sizeof(PROCESSENTRY32);
332                         if (process_first(handle, &p))
333                                 do
334                                         RAND_add(&p, p.dwSize, 0);
335                                 while (process_next(handle, &p));
336                         
337                         /* thread walking */
338                         t.dwSize = sizeof(THREADENTRY32);
339                         if (thread_first(handle, &t))
340                                 do
341                                         RAND_add(&t, t.dwSize, 0);
342                                 while (thread_next(handle, &t));
343                         
344                         /* module walking */
345                         m.dwSize = sizeof(MODULEENTRY32);
346                         if (module_first(handle, &m))
347                                 do
348                                         RAND_add(&m, m.dwSize, 1);
349                                 while (module_next(handle, &m));
350                         
351                         CloseHandle(handle);
352                         }
353                 }
354
355 #ifdef DEBUG
356         printf("Exiting RAND_poll\n");
357 #endif
358
359         return(1);
360 }
361
362 int RAND_event(UINT iMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
363         {
364         double add_entropy=0;
365
366         switch (iMsg)
367                 {
368         case WM_KEYDOWN:
369                         {
370                         static WPARAM key;
371                         if (key != wParam)
372                                 add_entropy = 0.05;
373                         key = wParam;
374                         }
375                         break;
376         case WM_MOUSEMOVE:
377                         {
378                         static int lastx,lasty,lastdx,lastdy;
379                         int x,y,dx,dy;
380
381                         x=LOWORD(lParam);
382                         y=HIWORD(lParam);
383                         dx=lastx-x;
384                         dy=lasty-y;
385                         if (dx != 0 && dy != 0 && dx-lastdx != 0 && dy-lastdy != 0)
386                                 add_entropy=.2;
387                         lastx=x, lasty=y;
388                         lastdx=dx, lastdy=dy;
389                         }
390                 break;
391                 }
392
393         readtimer();
394         RAND_add(&iMsg, sizeof(iMsg), add_entropy);
395         RAND_add(&wParam, sizeof(wParam), 0);
396         RAND_add(&lParam, sizeof(lParam), 0);
397  
398         return (RAND_status());
399         }
400
401
402 void RAND_screen(void) /* function available for backward compatibility */
403 {
404         RAND_poll();
405         readscreen();
406 }
407
408
409 /* feed timing information to the PRNG */
410 static void readtimer(void)
411 {
412         DWORD w, cyclecount;
413         LARGE_INTEGER l;
414         static int have_perfc = 1;
415 #ifndef __GNUC__
416         static int have_tsc = 1;
417
418         if (have_tsc) {
419           __try {
420             __asm {
421               rdtsc
422               mov cyclecount, eax
423               }
424             RAND_add(&cyclecount, sizeof(cyclecount), 1);
425           } __except(EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER) {
426             have_tsc = 0;
427           }
428         }
429 #else
430 # define have_tsc 0
431 #endif
432
433         if (have_perfc) {
434           if (QueryPerformanceCounter(&l) == 0)
435             have_perfc = 0;
436           else
437             RAND_add(&l, sizeof(l), 0);
438         }
439
440         if (!have_tsc && !have_perfc) {
441           w = GetTickCount();
442           RAND_add(&w, sizeof(w), 0);
443         }
444 }
445
446 /* feed screen contents to PRNG */
447 /*****************************************************************************
448  *
449  * Created 960901 by Gertjan van Oosten, gertjan@West.NL, West Consulting B.V.
450  *
451  * Code adapted from
452  * <URL:http://www.microsoft.com/kb/developr/win_dk/q97193.htm>;
453  * the original copyright message is:
454  *
455  *   (C) Copyright Microsoft Corp. 1993.  All rights reserved.
456  *
457  *   You have a royalty-free right to use, modify, reproduce and
458  *   distribute the Sample Files (and/or any modified version) in
459  *   any way you find useful, provided that you agree that
460  *   Microsoft has no warranty obligations or liability for any
461  *   Sample Application Files which are modified.
462  */
463
464 static void readscreen(void)
465 {
466   HDC           hScrDC;         /* screen DC */
467   HDC           hMemDC;         /* memory DC */
468   HBITMAP       hBitmap;        /* handle for our bitmap */
469   HBITMAP       hOldBitmap;     /* handle for previous bitmap */
470   BITMAP        bm;             /* bitmap properties */
471   unsigned int  size;           /* size of bitmap */
472   char          *bmbits;        /* contents of bitmap */
473   int           w;              /* screen width */
474   int           h;              /* screen height */
475   int           y;              /* y-coordinate of screen lines to grab */
476   int           n = 16;         /* number of screen lines to grab at a time */
477
478   /* Create a screen DC and a memory DC compatible to screen DC */
479   hScrDC = CreateDC("DISPLAY", NULL, NULL, NULL);
480   hMemDC = CreateCompatibleDC(hScrDC);
481
482   /* Get screen resolution */
483   w = GetDeviceCaps(hScrDC, HORZRES);
484   h = GetDeviceCaps(hScrDC, VERTRES);
485
486   /* Create a bitmap compatible with the screen DC */
487   hBitmap = CreateCompatibleBitmap(hScrDC, w, n);
488
489   /* Select new bitmap into memory DC */
490   hOldBitmap = SelectObject(hMemDC, hBitmap);
491
492   /* Get bitmap properties */
493   GetObject(hBitmap, sizeof(BITMAP), (LPSTR)&bm);
494   size = (unsigned int)bm.bmWidthBytes * bm.bmHeight * bm.bmPlanes;
495
496   bmbits = OPENSSL_malloc(size);
497   if (bmbits) {
498     /* Now go through the whole screen, repeatedly grabbing n lines */
499     for (y = 0; y < h-n; y += n)
500         {
501         unsigned char md[MD_DIGEST_LENGTH];
502
503         /* Bitblt screen DC to memory DC */
504         BitBlt(hMemDC, 0, 0, w, n, hScrDC, 0, y, SRCCOPY);
505
506         /* Copy bitmap bits from memory DC to bmbits */
507         GetBitmapBits(hBitmap, size, bmbits);
508
509         /* Get the hash of the bitmap */
510         MD(bmbits,size,md);
511
512         /* Seed the random generator with the hash value */
513         RAND_add(md, MD_DIGEST_LENGTH, 0);
514         }
515
516     OPENSSL_free(bmbits);
517   }
518
519   /* Select old bitmap back into memory DC */
520   hBitmap = SelectObject(hMemDC, hOldBitmap);
521
522   /* Clean up */
523   DeleteObject(hBitmap);
524   DeleteDC(hMemDC);
525   DeleteDC(hScrDC);
526 }
527
528 #else /* Unix version */
529
530 #include <time.h>
531
532 int RAND_poll(void)
533 {
534         unsigned long l;
535         pid_t curr_pid = getpid();
536 #ifdef DEVRANDOM
537         FILE *fh;
538 #endif
539
540 #ifdef DEVRANDOM
541         /* Use a random entropy pool device. Linux, FreeBSD and OpenBSD
542          * have this. Use /dev/urandom if you can as /dev/random may block
543          * if it runs out of random entries.  */
544
545         if ((fh = fopen(DEVRANDOM, "r")) != NULL)
546                 {
547                 unsigned char tmpbuf[ENTROPY_NEEDED];
548                 int n;
549                 
550                 setvbuf(fh, NULL, _IONBF, 0);
551                 n=fread((unsigned char *)tmpbuf,1,ENTROPY_NEEDED,fh);
552                 fclose(fh);
553                 RAND_add(tmpbuf,sizeof tmpbuf,n);
554                 memset(tmpbuf,0,n);
555                 }
556 #endif
557
558         /* put in some default random data, we need more than just this */
559         l=curr_pid;
560         RAND_add(&l,sizeof(l),0);
561         l=getuid();
562         RAND_add(&l,sizeof(l),0);
563
564         l=time(NULL);
565         RAND_add(&l,sizeof(l),0);
566
567 #ifdef DEVRANDOM
568         return 1;
569 #endif
570         return 0;
571 }
572
573 #endif