include/openssl/bn.h

   1 /* crypto/bn/bn.h */
   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  * Copyright (c) 1998-2006 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  * Copyright 2002 Sun Microsystems, Inc. ALL RIGHTS RESERVED.
 113  *
 114  * Portions of the attached software ("Contribution") are developed by
 115  * SUN MICROSYSTEMS, INC., and are contributed to the OpenSSL project.
 116  *
 117  * The Contribution is licensed pursuant to the Eric Young open source
 118  * license provided above.
 119  *
 120  * The binary polynomial arithmetic software is originally written by
 121  * Sheueling Chang Shantz and Douglas Stebila of Sun Microsystems Laboratories.
 122  *
 123  */
 124
 125 #ifndef HEADER_BN_H
 126 # define HEADER_BN_H
 127
 128 # include <openssl/e_os2.h>
 129 # ifndef OPENSSL_NO_STDIO
 130 #  include <stdio.h>            /* FILE */
 131 # endif
 132 # include <openssl/opensslconf.h>
 133 # include <openssl/ossl_typ.h>
 134 # include <openssl/crypto.h>
 135
 136 #ifdef  __cplusplus
 137 extern "C" {
 138 #endif
 139
 140 /*
 141  * These preprocessor symbols control various aspects of the bignum headers
 142  * and library code. They're not defined by any "normal" configuration, as
 143  * they are intended for development and testing purposes. NB: defining all
 144  * three can be useful for debugging application code as well as openssl
 145  * itself. BN_DEBUG - turn on various debugging alterations to the bignum
 146  * code BN_DEBUG_RAND - uses random poisoning of unused words to trip up
 147  * mismanagement of bignum internals. You must also define BN_DEBUG.
 148  */
 149 /* #define BN_DEBUG */
 150 /* #define BN_DEBUG_RAND */
 151
 152 # ifndef OPENSSL_SMALL_FOOTPRINT
 153 #  define BN_MUL_COMBA
 154 #  define BN_SQR_COMBA
 155 #  define BN_RECURSION
 156 # endif
 157
 158 /*
 159  * This next option uses the C libraries (2 word)/(1 word) function. If it is
 160  * not defined, I use my C version (which is slower). The reason for this
 161  * flag is that when the particular C compiler library routine is used, and
 162  * the library is linked with a different compiler, the library is missing.
 163  * This mostly happens when the library is built with gcc and then linked
 164  * using normal cc.  This would be a common occurrence because gcc normally
 165  * produces code that is 2 times faster than system compilers for the big
 166  * number stuff. For machines with only one compiler (or shared libraries),
 167  * this should be on.  Again this in only really a problem on machines using
 168  * "long long's", are 32bit, and are not using my assembler code.
 169  */
 170 # if defined(OPENSSL_SYS_MSDOS) || defined(OPENSSL_SYS_WINDOWS) || \
 171     defined(OPENSSL_SYS_WIN32) || defined(linux)
 172 #  ifndef BN_DIV2W
 173 #   define BN_DIV2W
 174 #  endif
 175 # endif
 176
 177 /*
 178  * assuming long is 64bit - this is the DEC Alpha unsigned long long is only
 179  * 64 bits :-(, don't define BN_LLONG for the DEC Alpha
 180  */
 181 # ifdef SIXTY_FOUR_BIT_LONG
 182 #  define BN_ULLONG       unsigned long long
 183 #  define BN_ULONG        unsigned long
 184 #  define BN_LONG         long
 185 #  define BN_BITS         128
 186 #  define BN_BYTES        8
 187 #  define BN_BITS2        64
 188 #  define BN_BITS4        32
 189 #  define BN_MASK         (0xffffffffffffffffffffffffffffffffLL)
 190 #  define BN_MASK2        (0xffffffffffffffffL)
 191 #  define BN_MASK2l       (0xffffffffL)
 192 #  define BN_MASK2h       (0xffffffff00000000L)
 193 #  define BN_MASK2h1      (0xffffffff80000000L)
 194 #  define BN_TBIT         (0x8000000000000000L)
 195 #  define BN_DEC_CONV     (10000000000000000000UL)
 196 #  define BN_DEC_FMT1     "%lu"
 197 #  define BN_DEC_FMT2     "%019lu"
 198 #  define BN_DEC_NUM      19
 199 #  define BN_HEX_FMT1     "%lX"
 200 #  define BN_HEX_FMT2     "%016lX"
 201 # endif
 202
 203 /*
 204  * This is where the long long data type is 64 bits, but long is 32. For
 205  * machines where there are 64bit registers, this is the mode to use. IRIX,
 206  * on R4000 and above should use this mode, along with the relevant assembler
 207  * code :-).  Do NOT define BN_LLONG.
 208  */
 209 # ifdef SIXTY_FOUR_BIT
 210 #  undef BN_LLONG
 211 #  undef BN_ULLONG
 212 #  define BN_ULONG        unsigned long long
 213 #  define BN_LONG         long long
 214 #  define BN_BITS         128
 215 #  define BN_BYTES        8
 216 #  define BN_BITS2        64
 217 #  define BN_BITS4        32
 218 #  define BN_MASK2        (0xffffffffffffffffLL)
 219 #  define BN_MASK2l       (0xffffffffL)
 220 #  define BN_MASK2h       (0xffffffff00000000LL)
 221 #  define BN_MASK2h1      (0xffffffff80000000LL)
 222 #  define BN_TBIT         (0x8000000000000000LL)
 223 #  define BN_DEC_CONV     (10000000000000000000ULL)
 224 #  define BN_DEC_FMT1     "%llu"
 225 #  define BN_DEC_FMT2     "%019llu"
 226 #  define BN_DEC_NUM      19
 227 #  define BN_HEX_FMT1     "%llX"
 228 #  define BN_HEX_FMT2     "%016llX"
 229 # endif
 230
 231 # ifdef THIRTY_TWO_BIT
 232 #  ifdef BN_LLONG
 233 #   if defined(_WIN32) && !defined(__GNUC__)
 234 #    define BN_ULLONG     unsigned __int64
 235 #    define BN_MASK       (0xffffffffffffffffI64)
 236 #   else
 237 #    define BN_ULLONG     unsigned long long
 238 #    define BN_MASK       (0xffffffffffffffffLL)
 239 #   endif
 240 #  endif
 241 #  define BN_ULONG        unsigned int
 242 #  define BN_LONG         int
 243 #  define BN_BITS         64
 244 #  define BN_BYTES        4
 245 #  define BN_BITS2        32
 246 #  define BN_BITS4        16
 247 #  define BN_MASK2        (0xffffffffL)
 248 #  define BN_MASK2l       (0xffff)
 249 #  define BN_MASK2h1      (0xffff8000L)
 250 #  define BN_MASK2h       (0xffff0000L)
 251 #  define BN_TBIT         (0x80000000L)
 252 #  define BN_DEC_CONV     (1000000000L)
 253 #  define BN_DEC_FMT1     "%u"
 254 #  define BN_DEC_FMT2     "%09u"
 255 #  define BN_DEC_NUM      9
 256 #  define BN_HEX_FMT1     "%X"
 257 #  define BN_HEX_FMT2     "%08X"
 258 # endif
 259
 260 # define BN_DEFAULT_BITS 1280
 261
 262 # define BN_FLG_MALLOCED         0x01
 263 # define BN_FLG_STATIC_DATA      0x02
 264
 265 /*
 266  * avoid leaking exponent information through timing,
 267  * BN_mod_exp_mont() will call BN_mod_exp_mont_consttime,
 268  * BN_div() will call BN_div_no_branch,
 269  * BN_mod_inverse() will call BN_mod_inverse_no_branch.
 270  */
 271 # define BN_FLG_CONSTTIME        0x04
 272 # define BN_FLG_SECURE           0x08
 273
 274 # if OPENSSL_API_COMPAT < 0x00908000L
 275 /* deprecated name for the flag */
 276 #  define BN_FLG_EXP_CONSTTIME BN_FLG_CONSTTIME
 277 #  define BN_FLG_FREE            0x8000 /* used for debuging */
 278 # endif
 279
 280 void BN_set_flags(BIGNUM *b, int n);
 281 int BN_get_flags(const BIGNUM *b, int n);
 282
 283 /*
 284  * get a clone of a BIGNUM with changed flags, for *temporary* use only (the
 285  * two BIGNUMs cannot be used in parallel!). Also only for *read only* use. The
 286  * value |dest| should be a newly allocated BIGNUM obtained via BN_new() that
 287  * has not been otherwise initialised or used.
 288  */
 289 void BN_with_flags(BIGNUM *dest, const BIGNUM *b, int flags);
 290
 291 /* Wrapper function to make using BN_GENCB easier,  */
 292 int BN_GENCB_call(BN_GENCB *cb, int a, int b);
 293
 294 BN_GENCB *BN_GENCB_new(void);
 295 void BN_GENCB_free(BN_GENCB *cb);
 296
 297 /* Populate a BN_GENCB structure with an "old"-style callback */
 298 void BN_GENCB_set_old(BN_GENCB *gencb, void (*callback) (int, int, void *),
 299                       void *cb_arg);
 300
 301 /* Populate a BN_GENCB structure with a "new"-style callback */
 302 void BN_GENCB_set(BN_GENCB *gencb, int (*callback) (int, int, BN_GENCB *),
 303                   void *cb_arg);
 304
 305 void *BN_GENCB_get_arg(BN_GENCB *cb);
 306
 307 # define BN_prime_checks 0      /* default: select number of iterations based
 308                                  * on the size of the number */
 309
 310 /*
 311  * number of Miller-Rabin iterations for an error rate of less than 2^-80 for
 312  * random 'b'-bit input, b >= 100 (taken from table 4.4 in the Handbook of
 313  * Applied Cryptography [Menezes, van Oorschot, Vanstone; CRC Press 1996];
 314  * original paper: Damgaard, Landrock, Pomerance: Average case error
 315  * estimates for the strong probable prime test. -- Math. Comp. 61 (1993)
 316  * 177-194)
 317  */
 318 # define BN_prime_checks_for_size(b) ((b) >= 1300 ?  2 : \
 319                                 (b) >=  850 ?  3 : \
 320                                 (b) >=  650 ?  4 : \
 321                                 (b) >=  550 ?  5 : \
 322                                 (b) >=  450 ?  6 : \
 323                                 (b) >=  400 ?  7 : \
 324                                 (b) >=  350 ?  8 : \
 325                                 (b) >=  300 ?  9 : \
 326                                 (b) >=  250 ? 12 : \
 327                                 (b) >=  200 ? 15 : \
 328                                 (b) >=  150 ? 18 : \
 329                                 /* b >= 100 */ 27)
 330
 331 # define BN_num_bytes(a) ((BN_num_bits(a)+7)/8)
 332
 333 int BN_abs_is_word(const BIGNUM *a, const BN_ULONG w);
 334 int BN_is_zero(const BIGNUM *a);
 335 int BN_is_one(const BIGNUM *a);
 336 int BN_is_word(const BIGNUM *a, const BN_ULONG w);
 337 int BN_is_odd(const BIGNUM *a);
 338
 339 # define BN_one(a)       (BN_set_word((a),1))
 340
 341 void BN_zero_ex(BIGNUM *a);
 342
 343 # if OPENSSL_API_COMPAT >= 0x00908000L
 344 #  define BN_zero(a)      BN_zero_ex(a)
 345 # else
 346 #  define BN_zero(a)      (BN_set_word((a),0))
 347 # endif
 348
 349 const BIGNUM *BN_value_one(void);
 350 char *BN_options(void);
 351 BN_CTX *BN_CTX_new(void);
 352 BN_CTX *BN_CTX_secure_new(void);
 353 void BN_CTX_free(BN_CTX *c);
 354 void BN_CTX_start(BN_CTX *ctx);
 355 BIGNUM *BN_CTX_get(BN_CTX *ctx);
 356 void BN_CTX_end(BN_CTX *ctx);
 357 int BN_rand(BIGNUM *rnd, int bits, int top, int bottom);
 358 int BN_pseudo_rand(BIGNUM *rnd, int bits, int top, int bottom);
 359 int BN_rand_range(BIGNUM *rnd, const BIGNUM *range);
 360 int BN_pseudo_rand_range(BIGNUM *rnd, const BIGNUM *range);
 361 int BN_num_bits(const BIGNUM *a);
 362 int BN_num_bits_word(BN_ULONG l);
 363 int BN_security_bits(int L, int N);
 364 BIGNUM *BN_new(void);
 365 BIGNUM *BN_secure_new(void);
 366 void BN_clear_free(BIGNUM *a);
 367 BIGNUM *BN_copy(BIGNUM *a, const BIGNUM *b);
 368 void BN_swap(BIGNUM *a, BIGNUM *b);
 369 BIGNUM *BN_bin2bn(const unsigned char *s, int len, BIGNUM *ret);
 370 int BN_bn2bin(const BIGNUM *a, unsigned char *to);
 371 BIGNUM *BN_mpi2bn(const unsigned char *s, int len, BIGNUM *ret);
 372 int BN_bn2mpi(const BIGNUM *a, unsigned char *to);
 373 int BN_sub(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b);
 374 int BN_usub(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b);
 375 int BN_uadd(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b);
 376 int BN_add(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b);
 377 int BN_mul(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, BN_CTX *ctx);
 378 int BN_sqr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, BN_CTX *ctx);
 379 /** BN_set_negative sets sign of a BIGNUM
 380  * \param  b  pointer to the BIGNUM object
 381  * \param  n  0 if the BIGNUM b should be positive and a value != 0 otherwise
 382  */
 383 void BN_set_negative(BIGNUM *b, int n);
 384 /** BN_is_negative returns 1 if the BIGNUM is negative
 385  * \param  a  pointer to the BIGNUM object
 386  * \return 1 if a < 0 and 0 otherwise
 387  */
 388 int BN_is_negative(const BIGNUM *b);
 389
 390 int BN_div(BIGNUM *dv, BIGNUM *rem, const BIGNUM *m, const BIGNUM *d,
 391            BN_CTX *ctx);
 392 # define BN_mod(rem,m,d,ctx) BN_div(NULL,(rem),(m),(d),(ctx))
 393 int BN_nnmod(BIGNUM *r, const BIGNUM *m, const BIGNUM *d, BN_CTX *ctx);
 394 int BN_mod_add(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, const BIGNUM *m,
 395                BN_CTX *ctx);
 396 int BN_mod_add_quick(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
 397                      const BIGNUM *m);
 398 int BN_mod_sub(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, const BIGNUM *m,
 399                BN_CTX *ctx);
 400 int BN_mod_sub_quick(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
 401                      const BIGNUM *m);
 402 int BN_mod_mul(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, const BIGNUM *m,
 403                BN_CTX *ctx);
 404 int BN_mod_sqr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);
 405 int BN_mod_lshift1(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);
 406 int BN_mod_lshift1_quick(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *m);
 407 int BN_mod_lshift(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, int n, const BIGNUM *m,
 408                   BN_CTX *ctx);
 409 int BN_mod_lshift_quick(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, int n, const BIGNUM *m);
 410
 411 BN_ULONG BN_mod_word(const BIGNUM *a, BN_ULONG w);
 412 BN_ULONG BN_div_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w);
 413 int BN_mul_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w);
 414 int BN_add_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w);
 415 int BN_sub_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w);
 416 int BN_set_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w);
 417 BN_ULONG BN_get_word(const BIGNUM *a);
 418
 419 int BN_cmp(const BIGNUM *a, const BIGNUM *b);
 420 void BN_free(BIGNUM *a);
 421 int BN_is_bit_set(const BIGNUM *a, int n);
 422 int BN_lshift(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, int n);
 423 int BN_lshift1(BIGNUM *r, const BIGNUM *a);
 424 int BN_exp(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx);
 425
 426 int BN_mod_exp(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
 427                const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);
 428 int BN_mod_exp_mont(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
 429                     const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *m_ctx);
 430 int BN_mod_exp_mont_consttime(BIGNUM *rr, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
 431                               const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx,
 432                               BN_MONT_CTX *in_mont);
 433 int BN_mod_exp_mont_word(BIGNUM *r, BN_ULONG a, const BIGNUM *p,
 434                          const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *m_ctx);
 435 int BN_mod_exp2_mont(BIGNUM *r, const BIGNUM *a1, const BIGNUM *p1,
 436                      const BIGNUM *a2, const BIGNUM *p2, const BIGNUM *m,
 437                      BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *m_ctx);
 438 int BN_mod_exp_simple(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
 439                       const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);
 440
 441 int BN_mask_bits(BIGNUM *a, int n);
 442 # ifndef OPENSSL_NO_STDIO
 443 int BN_print_fp(FILE *fp, const BIGNUM *a);
 444 # endif
 445 # ifdef HEADER_BIO_H
 446 int BN_print(BIO *fp, const BIGNUM *a);
 447 # else
 448 int BN_print(void *fp, const BIGNUM *a);
 449 # endif
 450 int BN_reciprocal(BIGNUM *r, const BIGNUM *m, int len, BN_CTX *ctx);
 451 int BN_rshift(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, int n);
 452 int BN_rshift1(BIGNUM *r, const BIGNUM *a);
 453 void BN_clear(BIGNUM *a);
 454 BIGNUM *BN_dup(const BIGNUM *a);
 455 int BN_ucmp(const BIGNUM *a, const BIGNUM *b);
 456 int BN_set_bit(BIGNUM *a, int n);
 457 int BN_clear_bit(BIGNUM *a, int n);
 458 char *BN_bn2hex(const BIGNUM *a);
 459 char *BN_bn2dec(const BIGNUM *a);
 460 int BN_hex2bn(BIGNUM **a, const char *str);
 461 int BN_dec2bn(BIGNUM **a, const char *str);
 462 int BN_asc2bn(BIGNUM **a, const char *str);
 463 int BN_gcd(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, BN_CTX *ctx);
 464 int BN_kronecker(const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, BN_CTX *ctx); /* returns
 465                                                                   * -2 for
 466                                                                   * error */
 467 BIGNUM *BN_mod_inverse(BIGNUM *ret,
 468                        const BIGNUM *a, const BIGNUM *n, BN_CTX *ctx);
 469 BIGNUM *BN_mod_sqrt(BIGNUM *ret,
 470                     const BIGNUM *a, const BIGNUM *n, BN_CTX *ctx);
 471
 472 void BN_consttime_swap(BN_ULONG swap, BIGNUM *a, BIGNUM *b, int nwords);
 473
 474 /* Deprecated versions */
 475 DEPRECATEDIN_0_9_8(BIGNUM *BN_generate_prime(BIGNUM *ret, int bits, int safe,
 476                                              const BIGNUM *add,
 477                                              const BIGNUM *rem,
 478                                              void (*callback) (int, int,
 479                                                                void *),
 480                                              void *cb_arg))
 481 DEPRECATEDIN_0_9_8(int
 482                    BN_is_prime(const BIGNUM *p, int nchecks,
 483                                void (*callback) (int, int, void *),
 484                                BN_CTX *ctx, void *cb_arg))
 485 DEPRECATEDIN_0_9_8(int
 486                    BN_is_prime_fasttest(const BIGNUM *p, int nchecks,
 487                                         void (*callback) (int, int, void *),
 488                                         BN_CTX *ctx, void *cb_arg,
 489                                         int do_trial_division))
 490
 491 /* Newer versions */
 492 int BN_generate_prime_ex(BIGNUM *ret, int bits, int safe, const BIGNUM *add,
 493                          const BIGNUM *rem, BN_GENCB *cb);
 494 int BN_is_prime_ex(const BIGNUM *p, int nchecks, BN_CTX *ctx, BN_GENCB *cb);
 495 int BN_is_prime_fasttest_ex(const BIGNUM *p, int nchecks, BN_CTX *ctx,
 496                             int do_trial_division, BN_GENCB *cb);
 497
 498 int BN_X931_generate_Xpq(BIGNUM *Xp, BIGNUM *Xq, int nbits, BN_CTX *ctx);
 499
 500 int BN_X931_derive_prime_ex(BIGNUM *p, BIGNUM *p1, BIGNUM *p2,
 501                             const BIGNUM *Xp, const BIGNUM *Xp1,
 502                             const BIGNUM *Xp2, const BIGNUM *e, BN_CTX *ctx,
 503                             BN_GENCB *cb);
 504 int BN_X931_generate_prime_ex(BIGNUM *p, BIGNUM *p1, BIGNUM *p2, BIGNUM *Xp1,
 505                               BIGNUM *Xp2, const BIGNUM *Xp, const BIGNUM *e,
 506                               BN_CTX *ctx, BN_GENCB *cb);
 507
 508 BN_MONT_CTX *BN_MONT_CTX_new(void);
 509 int BN_mod_mul_montgomery(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
 510                           BN_MONT_CTX *mont, BN_CTX *ctx);
 511 int BN_to_montgomery(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, BN_MONT_CTX *mont,
 512                      BN_CTX *ctx);
 513 int BN_from_montgomery(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, BN_MONT_CTX *mont,
 514                        BN_CTX *ctx);
 515 void BN_MONT_CTX_free(BN_MONT_CTX *mont);
 516 int BN_MONT_CTX_set(BN_MONT_CTX *mont, const BIGNUM *mod, BN_CTX *ctx);
 517 BN_MONT_CTX *BN_MONT_CTX_copy(BN_MONT_CTX *to, BN_MONT_CTX *from);
 518 BN_MONT_CTX *BN_MONT_CTX_set_locked(BN_MONT_CTX **pmont, int lock,
 519                                     const BIGNUM *mod, BN_CTX *ctx);
 520
 521 /* BN_BLINDING flags */
 522 # define BN_BLINDING_NO_UPDATE   0x00000001
 523 # define BN_BLINDING_NO_RECREATE 0x00000002
 524
 525 BN_BLINDING *BN_BLINDING_new(const BIGNUM *A, const BIGNUM *Ai, BIGNUM *mod);
 526 void BN_BLINDING_free(BN_BLINDING *b);
 527 int BN_BLINDING_update(BN_BLINDING *b, BN_CTX *ctx);
 528 int BN_BLINDING_convert(BIGNUM *n, BN_BLINDING *b, BN_CTX *ctx);
 529 int BN_BLINDING_invert(BIGNUM *n, BN_BLINDING *b, BN_CTX *ctx);
 530 int BN_BLINDING_convert_ex(BIGNUM *n, BIGNUM *r, BN_BLINDING *b, BN_CTX *);
 531 int BN_BLINDING_invert_ex(BIGNUM *n, const BIGNUM *r, BN_BLINDING *b,
 532                           BN_CTX *);
 533 DEPRECATEDIN_1_0_0(unsigned long
 534                    BN_BLINDING_get_thread_id(const BN_BLINDING *))
 535 DEPRECATEDIN_1_0_0(void
 536                    BN_BLINDING_set_thread_id(BN_BLINDING *, unsigned long))
 537 CRYPTO_THREADID *BN_BLINDING_thread_id(BN_BLINDING *);
 538 unsigned long BN_BLINDING_get_flags(const BN_BLINDING *);
 539 void BN_BLINDING_set_flags(BN_BLINDING *, unsigned long);
 540 BN_BLINDING *BN_BLINDING_create_param(BN_BLINDING *b,
 541                                       const BIGNUM *e, BIGNUM *m, BN_CTX *ctx,
 542                                       int (*bn_mod_exp) (BIGNUM *r,
 543                                                          const BIGNUM *a,
 544                                                          const BIGNUM *p,
 545                                                          const BIGNUM *m,
 546                                                          BN_CTX *ctx,
 547                                                          BN_MONT_CTX *m_ctx),
 548                                       BN_MONT_CTX *m_ctx);
 549
 550 DEPRECATEDIN_0_9_8(void BN_set_params(int mul, int high, int low, int mont))
 551 DEPRECATEDIN_0_9_8(int BN_get_params(int which)) /* 0, mul, 1 high, 2 low, 3
 552                                                   * mont */
 553
 554 BN_RECP_CTX *BN_RECP_CTX_new(void);
 555 void BN_RECP_CTX_free(BN_RECP_CTX *recp);
 556 int BN_RECP_CTX_set(BN_RECP_CTX *recp, const BIGNUM *rdiv, BN_CTX *ctx);
 557 int BN_mod_mul_reciprocal(BIGNUM *r, const BIGNUM *x, const BIGNUM *y,
 558                           BN_RECP_CTX *recp, BN_CTX *ctx);
 559 int BN_mod_exp_recp(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
 560                     const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);
 561 int BN_div_recp(BIGNUM *dv, BIGNUM *rem, const BIGNUM *m,
 562                 BN_RECP_CTX *recp, BN_CTX *ctx);
 563
 564 # ifndef OPENSSL_NO_EC2M
 565
 566 /*
 567  * Functions for arithmetic over binary polynomials represented by BIGNUMs.
 568  * The BIGNUM::neg property of BIGNUMs representing binary polynomials is
 569  * ignored. Note that input arguments are not const so that their bit arrays
 570  * can be expanded to the appropriate size if needed.
 571  */
 572
 573 /*
 574  * r = a + b
 575  */
 576 int BN_GF2m_add(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b);
 577 #  define BN_GF2m_sub(r, a, b) BN_GF2m_add(r, a, b)
 578 /*
 579  * r=a mod p
 580  */
 581 int BN_GF2m_mod(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p);
 582 /* r = (a * b) mod p */
 583 int BN_GF2m_mod_mul(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
 584                     const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx);
 585 /* r = (a * a) mod p */
 586 int BN_GF2m_mod_sqr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx);
 587 /* r = (1 / b) mod p */
 588 int BN_GF2m_mod_inv(BIGNUM *r, const BIGNUM *b, const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx);
 589 /* r = (a / b) mod p */
 590 int BN_GF2m_mod_div(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
 591                     const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx);
 592 /* r = (a ^ b) mod p */
 593 int BN_GF2m_mod_exp(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
 594                     const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx);
 595 /* r = sqrt(a) mod p */
 596 int BN_GF2m_mod_sqrt(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
 597                      BN_CTX *ctx);
 598 /* r^2 + r = a mod p */
 599 int BN_GF2m_mod_solve_quad(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
 600                            BN_CTX *ctx);
 601 #  define BN_GF2m_cmp(a, b) BN_ucmp((a), (b))
 602 /*-
 603  * Some functions allow for representation of the irreducible polynomials
 604  * as an unsigned int[], say p.  The irreducible f(t) is then of the form:
 605  *     t^p[0] + t^p[1] + ... + t^p[k]
 606  * where m = p[0] > p[1] > ... > p[k] = 0.
 607  */
 608 /* r = a mod p */
 609 int BN_GF2m_mod_arr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const int p[]);
 610 /* r = (a * b) mod p */
 611 int BN_GF2m_mod_mul_arr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
 612                         const int p[], BN_CTX *ctx);
 613 /* r = (a * a) mod p */
 614 int BN_GF2m_mod_sqr_arr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const int p[],
 615                         BN_CTX *ctx);
 616 /* r = (1 / b) mod p */
 617 int BN_GF2m_mod_inv_arr(BIGNUM *r, const BIGNUM *b, const int p[],
 618                         BN_CTX *ctx);
 619 /* r = (a / b) mod p */
 620 int BN_GF2m_mod_div_arr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
 621                         const int p[], BN_CTX *ctx);
 622 /* r = (a ^ b) mod p */
 623 int BN_GF2m_mod_exp_arr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
 624                         const int p[], BN_CTX *ctx);
 625 /* r = sqrt(a) mod p */
 626 int BN_GF2m_mod_sqrt_arr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 627                          const int p[], BN_CTX *ctx);
 628 /* r^2 + r = a mod p */
 629 int BN_GF2m_mod_solve_quad_arr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 630                                const int p[], BN_CTX *ctx);
 631 int BN_GF2m_poly2arr(const BIGNUM *a, int p[], int max);
 632 int BN_GF2m_arr2poly(const int p[], BIGNUM *a);
 633
 634 # endif
 635
 636 /*
 637  * faster mod functions for the 'NIST primes' 0 <= a < p^2
 638  */
 639 int BN_nist_mod_192(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx);
 640 int BN_nist_mod_224(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx);
 641 int BN_nist_mod_256(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx);
 642 int BN_nist_mod_384(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx);
 643 int BN_nist_mod_521(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx);
 644
 645 const BIGNUM *BN_get0_nist_prime_192(void);
 646 const BIGNUM *BN_get0_nist_prime_224(void);
 647 const BIGNUM *BN_get0_nist_prime_256(void);
 648 const BIGNUM *BN_get0_nist_prime_384(void);
 649 const BIGNUM *BN_get0_nist_prime_521(void);
 650
 651 int (*BN_nist_mod_func(const BIGNUM *p)) (BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 652                                           const BIGNUM *field, BN_CTX *ctx);
 653
 654 int BN_generate_dsa_nonce(BIGNUM *out, const BIGNUM *range,
 655                           const BIGNUM *priv, const unsigned char *message,
 656                           size_t message_len, BN_CTX *ctx);
 657
 658 /* Primes from RFC 2409 */
 659 BIGNUM *get_rfc2409_prime_768(BIGNUM *bn);
 660 BIGNUM *get_rfc2409_prime_1024(BIGNUM *bn);
 661
 662 /* Primes from RFC 3526 */
 663 BIGNUM *get_rfc3526_prime_1536(BIGNUM *bn);
 664 BIGNUM *get_rfc3526_prime_2048(BIGNUM *bn);
 665 BIGNUM *get_rfc3526_prime_3072(BIGNUM *bn);
 666 BIGNUM *get_rfc3526_prime_4096(BIGNUM *bn);
 667 BIGNUM *get_rfc3526_prime_6144(BIGNUM *bn);
 668 BIGNUM *get_rfc3526_prime_8192(BIGNUM *bn);
 669
 670 int BN_bntest_rand(BIGNUM *rnd, int bits, int top, int bottom);
 671
 672 /* BEGIN ERROR CODES */
 673 /*
 674  * The following lines are auto generated by the script mkerr.pl. Any changes
 675  * made after this point may be overwritten when the script is next run.
 676  */
 677 void ERR_load_BN_strings(void);
 678
 679 /* Error codes for the BN functions. */
 680
 681 /* Function codes. */
 682 # define BN_F_BNRAND                                      127
 683 # define BN_F_BN_BLINDING_CONVERT_EX                      100
 684 # define BN_F_BN_BLINDING_CREATE_PARAM                    128
 685 # define BN_F_BN_BLINDING_INVERT_EX                       101
 686 # define BN_F_BN_BLINDING_NEW                             102
 687 # define BN_F_BN_BLINDING_UPDATE                          103
 688 # define BN_F_BN_BN2DEC                                   104
 689 # define BN_F_BN_BN2HEX                                   105
 690 # define BN_F_BN_COMPUTE_WNAF                             142
 691 # define BN_F_BN_CTX_GET                                  116
 692 # define BN_F_BN_CTX_NEW                                  106
 693 # define BN_F_BN_CTX_START                                129
 694 # define BN_F_BN_DIV                                      107
 695 # define BN_F_BN_DIV_NO_BRANCH                            138
 696 # define BN_F_BN_DIV_RECP                                 130
 697 # define BN_F_BN_EXP                                      123
 698 # define BN_F_BN_EXPAND2                                  108
 699 # define BN_F_BN_EXPAND_INTERNAL                          120
 700 # define BN_F_BN_GENCB_NEW                                143
 701 # define BN_F_BN_GENERATE_DSA_NONCE                       140
 702 # define BN_F_BN_GENERATE_PRIME_EX                        141
 703 # define BN_F_BN_GF2M_MOD                                 131
 704 # define BN_F_BN_GF2M_MOD_EXP                             132
 705 # define BN_F_BN_GF2M_MOD_MUL                             133
 706 # define BN_F_BN_GF2M_MOD_SOLVE_QUAD                      134
 707 # define BN_F_BN_GF2M_MOD_SOLVE_QUAD_ARR                  135
 708 # define BN_F_BN_GF2M_MOD_SQR                             136
 709 # define BN_F_BN_GF2M_MOD_SQRT                            137
 710 # define BN_F_BN_LSHIFT                                   145
 711 # define BN_F_BN_MOD_EXP2_MONT                            118
 712 # define BN_F_BN_MOD_EXP_MONT                             109
 713 # define BN_F_BN_MOD_EXP_MONT_CONSTTIME                   124
 714 # define BN_F_BN_MOD_EXP_MONT_WORD                        117
 715 # define BN_F_BN_MOD_EXP_RECP                             125
 716 # define BN_F_BN_MOD_EXP_SIMPLE                           126
 717 # define BN_F_BN_MOD_INVERSE                              110
 718 # define BN_F_BN_MOD_INVERSE_NO_BRANCH                    139
 719 # define BN_F_BN_MOD_LSHIFT_QUICK                         119
 720 # define BN_F_BN_MOD_MUL_RECIPROCAL                       111
 721 # define BN_F_BN_MOD_SQRT                                 121
 722 # define BN_F_BN_MPI2BN                                   112
 723 # define BN_F_BN_NEW                                      113
 724 # define BN_F_BN_RAND                                     114
 725 # define BN_F_BN_RAND_RANGE                               122
 726 # define BN_F_BN_RSHIFT                                   146
 727 # define BN_F_BN_SET_WORDS                                144
 728 # define BN_F_BN_USUB                                     115
 729
 730 /* Reason codes. */
 731 # define BN_R_ARG2_LT_ARG3                                100
 732 # define BN_R_BAD_RECIPROCAL                              101
 733 # define BN_R_BIGNUM_TOO_LONG                             114
 734 # define BN_R_BITS_TOO_SMALL                              118
 735 # define BN_R_CALLED_WITH_EVEN_MODULUS                    102
 736 # define BN_R_DIV_BY_ZERO                                 103
 737 # define BN_R_ENCODING_ERROR                              104
 738 # define BN_R_EXPAND_ON_STATIC_BIGNUM_DATA                105
 739 # define BN_R_INPUT_NOT_REDUCED                           110
 740 # define BN_R_INVALID_LENGTH                              106
 741 # define BN_R_INVALID_RANGE                               115
 742 # define BN_R_INVALID_SHIFT                               119
 743 # define BN_R_NOT_A_SQUARE                                111
 744 # define BN_R_NOT_INITIALIZED                             107
 745 # define BN_R_NO_INVERSE                                  108
 746 # define BN_R_NO_SOLUTION                                 116
 747 # define BN_R_PRIVATE_KEY_TOO_LARGE                       117
 748 # define BN_R_P_IS_NOT_PRIME                              112
 749 # define BN_R_TOO_MANY_ITERATIONS                         113
 750 # define BN_R_TOO_MANY_TEMPORARY_VARIABLES                109
 751
 752 #ifdef  __cplusplus
 753 }
 754 #endif
 755 #endif