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 typedef BOOL (WINAPI *CRYPTACQUIRECONTEXT)(HCRYPTPROV *, LPCTSTR, LPCTSTR,
 134                                     DWORD, DWORD);
 135 typedef BOOL (WINAPI *CRYPTGENRANDOM)(HCRYPTPROV, DWORD, BYTE *);
 136 typedef BOOL (WINAPI *CRYPTRELEASECONTEXT)(HCRYPTPROV, DWORD);
 137
 138 typedef HWND (WINAPI *GETFOREGROUNDWINDOW)(VOID);
 139 typedef BOOL (WINAPI *GETCURSORINFO)(PCURSORINFO);
 140 typedef DWORD (WINAPI *GETQUEUESTATUS)(UINT);
 141
 142 typedef HANDLE (WINAPI *CREATETOOLHELP32SNAPSHOT)(DWORD, DWORD);
 143 typedef BOOL (WINAPI *HEAP32FIRST)(LPHEAPENTRY32, DWORD, DWORD);
 144 typedef BOOL (WINAPI *HEAP32NEXT)(LPHEAPENTRY32);
 145 typedef BOOL (WINAPI *HEAP32LIST)(HANDLE, LPHEAPLIST32);
 146 typedef BOOL (WINAPI *PROCESS32)(HANDLE, LPPROCESSENTRY32);
 147 typedef BOOL (WINAPI *THREAD32)(HANDLE, LPTHREADENTRY32);
 148 typedef BOOL (WINAPI *MODULE32)(HANDLE, LPMODULEENTRY32);
 149
 150 int RAND_poll(void)
 151 {
 152         MEMORYSTATUS m;
 153         HCRYPTPROV hProvider = 0;
 154         BYTE buf[64];
 155         DWORD w;
 156         HWND h;
 157
 158         HMODULE advapi, kernel, user;
 159         CRYPTACQUIRECONTEXT acquire;
 160         CRYPTGENRANDOM gen;
 161         CRYPTRELEASECONTEXT release;
 162
 163         /* load functions dynamically - not available on all systems */
 164         advapi = GetModuleHandle("ADVAPI32.DLL");
 165         kernel = GetModuleHandle("KERNEL32.DLL");
 166         user = GetModuleHandle("USER32.DLL");
 167
 168         if (advapi)
 169                 {
 170                 acquire = (CRYPTACQUIRECONTEXT) GetProcAddress(advapi,
 171                         "CryptAcquireContextA");
 172                 gen = (CRYPTGENRANDOM) GetProcAddress(advapi,
 173                         "CryptGenRandom");
 174                 release = (CRYPTRELEASECONTEXT) GetProcAddress(advapi,
 175                         "CryptReleaseContext");
 176                 }
 177
 178         if (acquire && gen && release)
 179                 {
 180                 /* poll the CryptoAPI PRNG */
 181                 if (acquire(&hProvider, 0, 0, PROV_RSA_FULL,
 182                         CRYPT_VERIFYCONTEXT))
 183                         {
 184                         if (gen(hProvider, sizeof(buf), buf) != 0)
 185                                 {
 186                                 RAND_add(buf, sizeof(buf), 0);
 187 #ifdef DEBUG
 188                                 printf("randomness from PROV_RSA_FULL\n");
 189 #endif
 190                                 }
 191                         release(hProvider, 0);
 192                         }
 193
 194                 /* poll the Pentium PRG with CryptoAPI */
 195                 if (acquire(&hProvider, 0, INTEL_DEF_PROV, PROV_INTEL_SEC, 0))
 196                         {
 197                         if (gen(hProvider, sizeof(buf), buf) != 0)
 198                                 {
 199                                 RAND_add(buf, sizeof(buf), 0);
 200 #ifdef DEBUG
 201                                 printf("randomness from PROV_INTEL_SEC\n");
 202 #endif
 203                                 }
 204                         release(hProvider, 0);
 205                         }
 206                 }
 207
 208         /* timer data */
 209         readtimer();
 210
 211         /* memory usage statistics */
 212         GlobalMemoryStatus(&m);
 213         RAND_add(&m, sizeof(m), 1);
 214
 215         /* process ID */
 216         w = GetCurrentProcessId();
 217         RAND_add(&w, sizeof(w), 0);
 218
 219         if (user)
 220                 {
 221                 GETCURSORINFO cursor;
 222                 GETFOREGROUNDWINDOW win;
 223                 GETQUEUESTATUS queue;
 224
 225                 win = (GETFOREGROUNDWINDOW) GetProcAddress(user, "GetForegroundWindow");
 226                 cursor = (GETCURSORINFO) GetProcAddress(user, "GetCursorInfo");
 227                 queue = (GETQUEUESTATUS) GetProcAddress(user, "GetQueueStatus");
 228
 229                 if (win)
 230                 {
 231                         /* window handle */
 232                         h = win();
 233                         RAND_add(&h, sizeof(h), 0);
 234                 }
 235
 236                 if (cursor)
 237                         {
 238                         /* cursor position */
 239                         cursor((PCURSORINFO)buf);
 240                         RAND_add(buf, sizeof(buf), 0);
 241                         }
 242
 243                 if (queue)
 244                         {
 245                         /* message queue status */
 246                         w = queue(QS_ALLEVENTS);
 247                         RAND_add(&w, sizeof(w), 0);
 248                         }
 249                 }
 250
 251         /* Toolhelp32 snapshot: enumerate processes, threads, modules and heap
 252          * http://msdn.microsoft.com/library/psdk/winbase/toolhelp_5pfd.htm
 253          * (Win 9x only, not available on NT)
 254          *
 255          * This seeding method was proposed in Peter Gutmann, Software
 256          * Generation of Practically Strong Random Numbers,
 257          * http://www.cs.auckland.ac.nz/~pgut001/pubs/random2.pdf
 258          * (The assignment of entropy estimates below is arbitrary, but based
 259          * on Peter's analysis the full poll appears to be safe. Additional
 260          * interactive seeding is encouraged.)
 261          */
 262
 263         if (kernel)
 264                 {
 265                 CREATETOOLHELP32SNAPSHOT snap;
 266                 HANDLE handle;
 267
 268                 HEAP32FIRST heap_first;
 269                 HEAP32NEXT heap_next;
 270                 HEAP32LIST heaplist_first, heaplist_next;
 271                 PROCESS32 process_first, process_next;
 272                 THREAD32 thread_first, thread_next;
 273                 MODULE32 module_first, module_next;
 274
 275                 HEAPLIST32 hlist;
 276                 HEAPENTRY32 hentry;
 277                 PROCESSENTRY32 p;
 278                 THREADENTRY32 t;
 279                 MODULEENTRY32 m;
 280
 281                 snap = (CREATETOOLHELP32SNAPSHOT)
 282                   GetProcAddress(kernel, "CreateToolhelp32Snapshot");
 283                 heap_first = (HEAP32FIRST) GetProcAddress(kernel, "Heap32First");
 284                 heap_next = (HEAP32NEXT) GetProcAddress(kernel, "Heap32Next");
 285                 heaplist_first = (HEAP32LIST) GetProcAddress(kernel, "Heap32ListFirst");
 286                 heaplist_next = (HEAP32LIST) GetProcAddress(kernel, "Heap32ListNext");
 287                 process_first = (PROCESS32) GetProcAddress(kernel, "Process32First");
 288                 process_next = (PROCESS32) GetProcAddress(kernel, "Process32Next");
 289                 thread_first = (THREAD32) GetProcAddress(kernel, "Thread32First");
 290                 thread_next = (THREAD32) GetProcAddress(kernel, "Thread32Next");
 291                 module_first = (MODULE32) GetProcAddress(kernel, "Module32First");
 292                 module_next = (MODULE32) GetProcAddress(kernel, "Module32Next");
 293
 294                 if (snap && heap_first && heap_next && heaplist_first &&
 295                         heaplist_next && process_first && process_next &&
 296                         thread_first && thread_next && module_first &&
 297                         module_next && (handle = snap(TH32CS_SNAPALL,0))
 298                         != NULL)
 299                         {
 300                         /* heap list and heap walking */
 301                         hlist.dwSize = sizeof(HEAPLIST32);
 302                         if (heaplist_first(handle, &hlist))
 303                                 do
 304                                         {
 305                                         RAND_add(&hlist, hlist.dwSize, 0);
 306                                         hentry.dwSize = sizeof(HEAPENTRY32);
 307                                         if (heap_first(&hentry,
 308                                                 hlist.th32ProcessID,
 309                                                 hlist.th32HeapID))
 310                                                 do
 311                                                         RAND_add(&hentry,
 312                                                                 hentry.dwSize, 0);
 313                                                 while (heap_next(&hentry));
 314                                         } while (heaplist_next(handle,
 315                                                 &hlist));
 316
 317                         /* process walking */
 318                         p.dwSize = sizeof(PROCESSENTRY32);
 319                         if (process_first(handle, &p))
 320                                 do
 321                                         RAND_add(&p, p.dwSize, 0);
 322                                 while (process_next(handle, &p));
 323
 324                         /* thread walking */
 325                         t.dwSize = sizeof(THREADENTRY32);
 326                         if (thread_first(handle, &t))
 327                                 do
 328                                         RAND_add(&t, t.dwSize, 0);
 329                                 while (thread_next(handle, &t));
 330
 331                         /* module walking */
 332                         m.dwSize = sizeof(MODULEENTRY32);
 333                         if (module_first(handle, &m))
 334                                 do
 335                                         RAND_add(&m, m.dwSize, 1);
 336                                 while (module_next(handle, &m));
 337
 338                         CloseHandle(handle);
 339                         }
 340                 }
 341
 342 #ifdef DEBUG
 343         printf("Exiting RAND_poll\n");
 344 #endif
 345
 346         return(1);
 347 }
 348
 349 int RAND_event(UINT iMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
 350         {
 351         double add_entropy=0;
 352
 353         switch (iMsg)
 354                 {
 355         case WM_KEYDOWN:
 356                         {
 357                         static WPARAM key;
 358                         if (key != wParam)
 359                                 add_entropy = 0.05;
 360                         key = wParam;
 361                         }
 362                         break;
 363         case WM_MOUSEMOVE:
 364                         {
 365                         static int lastx,lasty,lastdx,lastdy;
 366                         int x,y,dx,dy;
 367
 368                         x=LOWORD(lParam);
 369                         y=HIWORD(lParam);
 370                         dx=lastx-x;
 371                         dy=lasty-y;
 372                         if (dx != 0 && dy != 0 && dx-lastdx != 0 && dy-lastdy != 0)
 373                                 add_entropy=.2;
 374                         lastx=x, lasty=y;
 375                         lastdx=dx, lastdy=dy;
 376                         }
 377                 break;
 378                 }
 379
 380         readtimer();
 381         RAND_add(&iMsg, sizeof(iMsg), add_entropy);
 382         RAND_add(&wParam, sizeof(wParam), 0);
 383         RAND_add(&lParam, sizeof(lParam), 0);
 384
 385         return (RAND_status());
 386         }
 387
 388
 389 void RAND_screen(void) /* function available for backward compatibility */
 390 {
 391         RAND_poll();
 392         readscreen();
 393 }
 394
 395
 396 /* feed timing information to the PRNG */
 397 static void readtimer(void)
 398 {
 399         DWORD w, cyclecount;
 400         LARGE_INTEGER l;
 401         static int have_perfc = 1;
 402 #ifndef __GNUC__
 403         static int have_tsc = 1;
 404
 405         if (have_tsc) {
 406           __try {
 407             __asm {
 408               rdtsc
 409               mov cyclecount, eax
 410               }
 411             RAND_add(&cyclecount, sizeof(cyclecount), 1);
 412           } __except(EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER) {
 413             have_tsc = 0;
 414           }
 415         }
 416 #else
 417 # define have_tsc 0
 418 #endif
 419
 420         if (have_perfc) {
 421           if (QueryPerformanceCounter(&l) == 0)
 422             have_perfc = 0;
 423           else
 424             RAND_add(&l, sizeof(l), 0);
 425         }
 426
 427         if (!have_tsc && !have_perfc) {
 428           w = GetTickCount();
 429           RAND_add(&w, sizeof(w), 0);
 430         }
 431 }
 432
 433 /* feed screen contents to PRNG */
 434 /*****************************************************************************
 435  *
 436  * Created 960901 by Gertjan van Oosten, gertjan@West.NL, West Consulting B.V.
 437  *
 438  * Code adapted from
 439  * <URL:http://www.microsoft.com/kb/developr/win_dk/q97193.htm>;
 440  * the original copyright message is:
 441  *
 442  *   (C) Copyright Microsoft Corp. 1993.  All rights reserved.
 443  *
 444  *   You have a royalty-free right to use, modify, reproduce and
 445  *   distribute the Sample Files (and/or any modified version) in
 446  *   any way you find useful, provided that you agree that
 447  *   Microsoft has no warranty obligations or liability for any
 448  *   Sample Application Files which are modified.
 449  */
 450
 451 static void readscreen(void)
 452 {
 453   HDC           hScrDC;         /* screen DC */
 454   HDC           hMemDC;         /* memory DC */
 455   HBITMAP       hBitmap;        /* handle for our bitmap */
 456   HBITMAP       hOldBitmap;     /* handle for previous bitmap */
 457   BITMAP        bm;             /* bitmap properties */
 458   unsigned int  size;           /* size of bitmap */
 459   char          *bmbits;        /* contents of bitmap */
 460   int           w;              /* screen width */
 461   int           h;              /* screen height */
 462   int           y;              /* y-coordinate of screen lines to grab */
 463   int           n = 16;         /* number of screen lines to grab at a time */
 464
 465   /* Create a screen DC and a memory DC compatible to screen DC */
 466   hScrDC = CreateDC("DISPLAY", NULL, NULL, NULL);
 467   hMemDC = CreateCompatibleDC(hScrDC);
 468
 469   /* Get screen resolution */
 470   w = GetDeviceCaps(hScrDC, HORZRES);
 471   h = GetDeviceCaps(hScrDC, VERTRES);
 472
 473   /* Create a bitmap compatible with the screen DC */
 474   hBitmap = CreateCompatibleBitmap(hScrDC, w, n);
 475
 476   /* Select new bitmap into memory DC */
 477   hOldBitmap = SelectObject(hMemDC, hBitmap);
 478
 479   /* Get bitmap properties */
 480   GetObject(hBitmap, sizeof(BITMAP), (LPSTR)&bm);
 481   size = (unsigned int)bm.bmWidthBytes * bm.bmHeight * bm.bmPlanes;
 482
 483   bmbits = OPENSSL_malloc(size);
 484   if (bmbits) {
 485     /* Now go through the whole screen, repeatedly grabbing n lines */
 486     for (y = 0; y < h-n; y += n)
 487         {
 488         unsigned char md[MD_DIGEST_LENGTH];
 489
 490         /* Bitblt screen DC to memory DC */
 491         BitBlt(hMemDC, 0, 0, w, n, hScrDC, 0, y, SRCCOPY);
 492
 493         /* Copy bitmap bits from memory DC to bmbits */
 494         GetBitmapBits(hBitmap, size, bmbits);
 495
 496         /* Get the hash of the bitmap */
 497         MD(bmbits,size,md);
 498
 499         /* Seed the random generator with the hash value */
 500         RAND_add(md, MD_DIGEST_LENGTH, 0);
 501         }
 502
 503     OPENSSL_free(bmbits);
 504   }
 505
 506   /* Select old bitmap back into memory DC */
 507   hBitmap = SelectObject(hMemDC, hOldBitmap);
 508
 509   /* Clean up */
 510   DeleteObject(hBitmap);
 511   DeleteDC(hMemDC);
 512   DeleteDC(hScrDC);
 513 }
 514
 515 #else /* Unix version */
 516
 517 #include <time.h>
 518
 519 int RAND_poll(void)
 520 {
 521         unsigned long l;
 522         pid_t curr_pid = getpid();
 523 #ifdef DEVRANDOM
 524         FILE *fh;
 525 #endif
 526
 527 #ifdef DEVRANDOM
 528         /* Use a random entropy pool device. Linux, FreeBSD and OpenBSD
 529          * have this. Use /dev/urandom if you can as /dev/random may block
 530          * if it runs out of random entries.  */
 531
 532         if ((fh = fopen(DEVRANDOM, "r")) != NULL)
 533                 {
 534                 unsigned char tmpbuf[ENTROPY_NEEDED];
 535                 int n;
 536
 537                 setvbuf(fh, NULL, _IONBF, 0);
 538                 n=fread((unsigned char *)tmpbuf,1,ENTROPY_NEEDED,fh);
 539                 fclose(fh);
 540                 RAND_add(tmpbuf,sizeof tmpbuf,n);
 541                 memset(tmpbuf,0,n);
 542                 }
 543 #endif
 544
 545         /* put in some default random data, we need more than just this */
 546         l=curr_pid;
 547         RAND_add(&l,sizeof(l),0);
 548         l=getuid();
 549         RAND_add(&l,sizeof(l),0);
 550
 551         l=time(NULL);
 552         RAND_add(&l,sizeof(l),0);
 553
 554 #ifdef DEVRANDOM
 555         return 1;
 556 #endif
 557         return 0;
 558 }
 559
 560 #endif