Make output of "openssl dsaparam 1024" more interesting :-)
[openssl.git] / crypto / bn / bn_prime.c
index c4fb58ef9ae62ddf4ba3208dcaf31355dde1055d..39b99ea6c3317aa64711cf4c1b58d3cf88d8fb88 100644 (file)
 #include <time.h>
 #include "cryptlib.h"
 #include "bn_lcl.h"
-#include "rand.h"
+#include <openssl/rand.h>
 
-/* The quick seive algorithm approach to weeding out primes is
+/* The quick sieve algorithm approach to weeding out primes is
  * Philip Zimmermann's, as implemented in PGP.  I have had a read of
  * his comments and implemented my own version.
  */
 #include "bn_prime.h"
 
-#ifndef NOPROTO
 static int witness(BIGNUM *a, BIGNUM *n, BN_CTX *ctx,BN_CTX *ctx2,
        BN_MONT_CTX *mont);
 static int probable_prime(BIGNUM *rnd, int bits);
 static int probable_prime_dh(BIGNUM *rnd, int bits,
        BIGNUM *add, BIGNUM *rem, BN_CTX *ctx);
-static int probable_prime_dh_strong(BIGNUM *rnd, int bits,
+static int probable_prime_dh_safe(BIGNUM *rnd, int bits,
        BIGNUM *add, BIGNUM *rem, BN_CTX *ctx);
-#else
-static int witness();
-static int probable_prime();
-static int probable_prime_dh();
-static int probable_prime_dh_strong();
-#endif
 
-BIGNUM *BN_generate_prime(ret,bits,strong,add,rem,callback,cb_arg)
-BIGNUM *ret;
-int bits;
-int strong;
-BIGNUM *add;
-BIGNUM *rem;
-void (*callback)(P_I_I_P); 
-char *cb_arg;
+BIGNUM *BN_generate_prime(BIGNUM *ret, int bits, int safe, BIGNUM *add,
+            BIGNUM *rem, void (*callback)(int,int,void *), void *cb_arg)
        {
        BIGNUM *rnd=NULL;
        BIGNUM t;
+       int found=0;
        int i,j,c1=0;
        BN_CTX *ctx;
+       int checks = BN_prime_checks_for_size(bits);
 
        ctx=BN_CTX_new();
        if (ctx == NULL) goto err;
@@ -114,9 +103,9 @@ loop:
                }
        else
                {
-               if (strong)
+               if (safe)
                        {
-                       if (!probable_prime_dh_strong(rnd,bits,add,rem,ctx))
+                       if (!probable_prime_dh_safe(rnd,bits,add,rem,ctx))
                                 goto err;
                        }
                else
@@ -128,21 +117,21 @@ loop:
        /* if (BN_mod_word(rnd,(BN_ULONG)3) == 1) goto loop; */
        if (callback != NULL) callback(0,c1++,cb_arg);
 
-       if (!strong)
+       if (!safe)
                {
-               i=BN_is_prime(rnd,BN_prime_checks,callback,ctx,cb_arg);
+               i=BN_is_prime(rnd,checks,callback,ctx,cb_arg);
                if (i == -1) goto err;
                if (i == 0) goto loop;
                }
        else
                {
-               /* for a strong prime generation,
+               /* for "safe prime" generation,
                 * check that (p-1)/2 is prime.
                 * Since a prime is odd, We just
                 * need to divide by 2 */
                if (!BN_rshift1(&t,rnd)) goto err;
 
-               for (i=0; i<BN_prime_checks; i++)
+               for (i=0; i<checks; i++)
                        {
                        j=BN_is_prime(rnd,1,callback,ctx,cb_arg);
                        if (j == -1) goto err;
@@ -153,38 +142,53 @@ loop:
                        if (j == 0) goto loop;
 
                        if (callback != NULL) callback(2,c1-1,cb_arg);
-                       /* We have a strong prime test pass */
+                       /* We have a safe prime test pass */
                        }
                }
        /* we have a prime :-) */
-       ret=rnd;
+       found = 1;
 err:
-       if ((ret == NULL) && (rnd != NULL)) BN_free(rnd);
+       if (!found && (ret == NULL) && (rnd != NULL)) BN_free(rnd);
        BN_free(&t);
        if (ctx != NULL) BN_CTX_free(ctx);
-       return(ret);
+       return(found ? rnd : NULL);
        }
 
-int BN_is_prime(a,checks,callback,ctx_passed,cb_arg)
-BIGNUM *a;
-int checks;
-void (*callback)(P_I_I_P);
-BN_CTX *ctx_passed;
-char *cb_arg;
+int BN_is_prime_fasttest(BIGNUM *a, int checks,
+               void (*callback)(int,int,void *),
+               BN_CTX *ctx_passed, BN_CTX *ctx2_passed, void *cb_arg,
+               int do_trial_division)
        {
-       int i,j,c2=0,ret= -1;
+       int i,j,ret= -1;
        BIGNUM *check;
        BN_CTX *ctx=NULL,*ctx2=NULL;
        BN_MONT_CTX *mont=NULL;
 
+       if (checks == BN_prime_checks)
+               {
+               int bits = BN_num_bits(a);
+               checks = BN_prime_checks_for_size(bits);
+               }
+
        if (!BN_is_odd(a))
                return(0);
+       if (do_trial_division)
+               {
+               for (i = 1; i < NUMPRIMES; i++)
+                       if (BN_mod_word(a, primes[i]) == 0) 
+                               return 0;
+               if (callback != NULL) callback(1,-1,cb_arg);
+               }
+
        if (ctx_passed != NULL)
                ctx=ctx_passed;
        else
                if ((ctx=BN_CTX_new()) == NULL) goto err;
+       if (ctx2_passed != NULL)
+               ctx2=ctx2_passed;
+       else
+               if ((ctx2=BN_CTX_new()) == NULL) goto err;
 
-       if ((ctx2=BN_CTX_new()) == NULL) goto err;
        if ((mont=BN_MONT_CTX_new()) == NULL) goto err;
 
        check= &(ctx->bn[ctx->tos++]);
@@ -194,7 +198,9 @@ char *cb_arg;
 
        for (i=0; i<checks; i++)
                {
-               if (!BN_rand(check,BN_num_bits(a)-1,0,0)) goto err;
+               if (!BN_pseudo_rand(check,BN_num_bits(a),0,0)) goto err;
+               if (BN_cmp(check, a) >= 0)
+                       BN_sub(check, check, a);
                j=witness(check,a,ctx,ctx2,mont);
                if (j == -1) goto err;
                if (j)
@@ -202,27 +208,28 @@ char *cb_arg;
                        ret=0;
                        goto err;
                        }
-               if (callback != NULL) callback(1,c2++,cb_arg);
+               if (callback != NULL) callback(1,i,cb_arg);
                }
        ret=1;
 err:
        ctx->tos--;
        if ((ctx_passed == NULL) && (ctx != NULL))
                BN_CTX_free(ctx);
-       if (ctx2 != NULL)
+       if ((ctx2_passed == NULL) && (ctx2 != NULL))
                BN_CTX_free(ctx2);
        if (mont != NULL) BN_MONT_CTX_free(mont);
                
        return(ret);
        }
 
-#define RECP_MUL_MOD
+int BN_is_prime(BIGNUM *a, int checks, void (*callback)(int,int,void *),
+       BN_CTX *ctx_passed, void *cb_arg)
+       {
+       return BN_is_prime_fasttest(a, checks, callback, ctx_passed, NULL, cb_arg, 0);
+       }
 
-static int witness(a,n,ctx,ctx2,mont)
-BIGNUM *a;
-BIGNUM *n;
-BN_CTX *ctx,*ctx2;
-BN_MONT_CTX *mont;
+static int witness(BIGNUM *a, BIGNUM *n, BN_CTX *ctx, BN_CTX *ctx2,
+            BN_MONT_CTX *mont)
        {
        int k,i,ret= -1,good;
        BIGNUM *d,*dd,*tmp,*d1,*d2,*n1;
@@ -258,7 +265,7 @@ BN_MONT_CTX *mont;
                        good=0;
 
                BN_mod_mul_montgomery(dd,d,d,mont,ctx2);
-               
+
                if (good && (BN_cmp(dd,mont_one) == 0))
                        {
                        ret=1;
@@ -285,12 +292,10 @@ err:
        return(ret);
        }
 
-static int probable_prime(rnd, bits)
-BIGNUM *rnd;
-int bits;
+static int probable_prime(BIGNUM *rnd, int bits)
        {
        int i;
-       MS_STATIC BN_ULONG mods[NUMPRIMES];
+       BN_ULONG mods[NUMPRIMES];
        BN_ULONG delta,d;
 
 again:
@@ -318,12 +323,8 @@ again:
        return(1);
        }
 
-static int probable_prime_dh(rnd, bits, add, rem,ctx)
-BIGNUM *rnd;
-int bits;
-BIGNUM *add;
-BIGNUM *rem;
-BN_CTX *ctx;
+static int probable_prime_dh(BIGNUM *rnd, int bits, BIGNUM *add, BIGNUM *rem,
+            BN_CTX *ctx)
        {
        int i,ret=0;
        BIGNUM *t1;
@@ -346,7 +347,7 @@ BN_CTX *ctx;
        loop: for (i=1; i<NUMPRIMES; i++)
                {
                /* check that rnd is a prime */
-               if (BN_mod_word(rnd,(BN_LONG)primes[i]) <= 1)
+               if (BN_mod_word(rnd,(BN_ULONG)primes[i]) <= 1)
                        {
                        if (!BN_add(rnd,rnd,add)) goto err;
                        goto loop;
@@ -358,12 +359,8 @@ err:
        return(ret);
        }
 
-static int probable_prime_dh_strong(p, bits, padd, rem,ctx)
-BIGNUM *p;
-int bits;
-BIGNUM *padd;
-BIGNUM *rem;
-BN_CTX *ctx;
+static int probable_prime_dh_safe(BIGNUM *p, int bits, BIGNUM *padd,
+            BIGNUM *rem, BN_CTX *ctx)
        {
        int i,ret=0;
        BIGNUM *t1,*qadd=NULL,*q=NULL;
@@ -397,8 +394,8 @@ BN_CTX *ctx;
                /* check that p and q are prime */
                /* check that for p and q
                 * gcd(p-1,primes) == 1 (except for 2) */
-               if (    (BN_mod_word(p,(BN_LONG)primes[i]) == 0) ||
-                       (BN_mod_word(q,(BN_LONG)primes[i]) == 0))
+               if (    (BN_mod_word(p,(BN_ULONG)primes[i]) == 0) ||
+                       (BN_mod_word(q,(BN_ULONG)primes[i]) == 0))
                        {
                        if (!BN_add(p,p,padd)) goto err;
                        if (!BN_add(q,q,qadd)) goto err;
@@ -412,21 +409,22 @@ err:
        }
 
 #if 0
-static int witness(a, n,ctx)
-BIGNUM *a;
-BIGNUM *n;
-BN_CTX *ctx;
+
+#define RECP_MUL_MOD
+
+static int witness(BIGNUM *a, BIGNUM *n, BN_CTX *ctx,
+                  BN_CTX *unused, BN_MONT_CTX *unused2)
        {
-       int k,i,nb,ret= -1;
+       int k,i,ret= -1;
        BIGNUM *d,*dd,*tmp;
-       BIGNUM *d1,*d2,*x,*n1,*inv;
+       BIGNUM *d1,*d2,*x,*n1;
+       BN_RECP_CTX recp;
 
        d1= &(ctx->bn[ctx->tos]);
        d2= &(ctx->bn[ctx->tos+1]);
        x=  &(ctx->bn[ctx->tos+2]);
        n1= &(ctx->bn[ctx->tos+3]);
-       inv=&(ctx->bn[ctx->tos+4]);
-       ctx->tos+=5;
+       ctx->tos+=4;
 
        d=d1;
        dd=d2;
@@ -436,8 +434,8 @@ BN_CTX *ctx;
 
        /* i=BN_num_bits(n); */
 #ifdef RECP_MUL_MOD
-       nb=BN_reciprocal(inv,n,ctx); /**/
-       if (nb == -1) goto err;
+       BN_RECP_CTX_init(&recp);
+       if (BN_RECP_CTX_set(&recp,n,ctx) <= 0) goto err;
 #endif
 
        for (i=k-1; i>=0; i--)
@@ -446,7 +444,7 @@ BN_CTX *ctx;
 #ifndef RECP_MUL_MOD
                if (!BN_mod_mul(dd,d,d,n,ctx)) goto err;
 #else
-               if (!BN_mod_mul_reciprocal(dd,d,d,n,inv,nb,ctx)) goto err;
+               if (!BN_mod_mul_reciprocal(dd,d,d,&recp,ctx)) goto err;
 #endif
                if (    BN_is_one(dd) &&
                        !BN_is_one(x) &&
@@ -460,7 +458,7 @@ BN_CTX *ctx;
 #ifndef RECP_MUL_MOD
                        if (!BN_mod_mul(d,dd,a,n,ctx)) goto err;
 #else
-                       if (!BN_mod_mul_reciprocal(d,dd,a,n,inv,nb,ctx)) goto err; 
+                       if (!BN_mod_mul_reciprocal(d,dd,a,&recp,ctx)) goto err; 
 #endif
                        }
                else
@@ -475,7 +473,10 @@ BN_CTX *ctx;
        else    i=1;
        ret=i;
 err:
-       ctx->tos-=5;
+       ctx->tos-=4;
+#ifdef RECP_MUL_MOD
+       BN_RECP_CTX_free(&recp);
+#endif
        return(ret);
        }
 #endif