crypto/bn/bn_lib.c

   1 /*
   2  * Copyright 1995-2018 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
   3  *
   4  * Licensed under the OpenSSL license (the "License").  You may not use
   5  * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
   6  * in the file LICENSE in the source distribution or at
   7  * https://www.openssl.org/source/license.html
   8  */
   9
  10 #include <assert.h>
  11 #include <limits.h>
  12 #include "internal/cryptlib.h"
  13 #include "bn_lcl.h"
  14 #include <openssl/opensslconf.h>
  15 #include "internal/constant_time_locl.h"
  16
  17 /* This stuff appears to be completely unused, so is deprecated */
  18 #if OPENSSL_API_COMPAT < 0x00908000L
  19 /*-
  20  * For a 32 bit machine
  21  * 2 -   4 ==  128
  22  * 3 -   8 ==  256
  23  * 4 -  16 ==  512
  24  * 5 -  32 == 1024
  25  * 6 -  64 == 2048
  26  * 7 - 128 == 4096
  27  * 8 - 256 == 8192
  28  */
  29 static int bn_limit_bits = 0;
  30 static int bn_limit_num = 8;    /* (1<<bn_limit_bits) */
  31 static int bn_limit_bits_low = 0;
  32 static int bn_limit_num_low = 8; /* (1<<bn_limit_bits_low) */
  33 static int bn_limit_bits_high = 0;
  34 static int bn_limit_num_high = 8; /* (1<<bn_limit_bits_high) */
  35 static int bn_limit_bits_mont = 0;
  36 static int bn_limit_num_mont = 8; /* (1<<bn_limit_bits_mont) */
  37
  38 void BN_set_params(int mult, int high, int low, int mont)
  39 {
  40     if (mult >= 0) {
  41         if (mult > (int)(sizeof(int) * 8) - 1)
  42             mult = sizeof(int) * 8 - 1;
  43         bn_limit_bits = mult;
  44         bn_limit_num = 1 << mult;
  45     }
  46     if (high >= 0) {
  47         if (high > (int)(sizeof(int) * 8) - 1)
  48             high = sizeof(int) * 8 - 1;
  49         bn_limit_bits_high = high;
  50         bn_limit_num_high = 1 << high;
  51     }
  52     if (low >= 0) {
  53         if (low > (int)(sizeof(int) * 8) - 1)
  54             low = sizeof(int) * 8 - 1;
  55         bn_limit_bits_low = low;
  56         bn_limit_num_low = 1 << low;
  57     }
  58     if (mont >= 0) {
  59         if (mont > (int)(sizeof(int) * 8) - 1)
  60             mont = sizeof(int) * 8 - 1;
  61         bn_limit_bits_mont = mont;
  62         bn_limit_num_mont = 1 << mont;
  63     }
  64 }
  65
  66 int BN_get_params(int which)
  67 {
  68     if (which == 0)
  69         return bn_limit_bits;
  70     else if (which == 1)
  71         return bn_limit_bits_high;
  72     else if (which == 2)
  73         return bn_limit_bits_low;
  74     else if (which == 3)
  75         return bn_limit_bits_mont;
  76     else
  77         return 0;
  78 }
  79 #endif
  80
  81 const BIGNUM *BN_value_one(void)
  82 {
  83     static const BN_ULONG data_one = 1L;
  84     static const BIGNUM const_one =
  85         { (BN_ULONG *)&data_one, 1, 1, 0, BN_FLG_STATIC_DATA };
  86
  87     return &const_one;
  88 }
  89
  90 int BN_num_bits_word(BN_ULONG l)
  91 {
  92     BN_ULONG x, mask;
  93     int bits = (l != 0);
  94
  95 #if BN_BITS2 > 32
  96     x = l >> 32;
  97     mask = (0 - x) & BN_MASK2;
  98     mask = (0 - (mask >> (BN_BITS2 - 1)));
  99     bits += 32 & mask;
 100     l ^= (x ^ l) & mask;
 101 #endif
 102
 103     x = l >> 16;
 104     mask = (0 - x) & BN_MASK2;
 105     mask = (0 - (mask >> (BN_BITS2 - 1)));
 106     bits += 16 & mask;
 107     l ^= (x ^ l) & mask;
 108
 109     x = l >> 8;
 110     mask = (0 - x) & BN_MASK2;
 111     mask = (0 - (mask >> (BN_BITS2 - 1)));
 112     bits += 8 & mask;
 113     l ^= (x ^ l) & mask;
 114
 115     x = l >> 4;
 116     mask = (0 - x) & BN_MASK2;
 117     mask = (0 - (mask >> (BN_BITS2 - 1)));
 118     bits += 4 & mask;
 119     l ^= (x ^ l) & mask;
 120
 121     x = l >> 2;
 122     mask = (0 - x) & BN_MASK2;
 123     mask = (0 - (mask >> (BN_BITS2 - 1)));
 124     bits += 2 & mask;
 125     l ^= (x ^ l) & mask;
 126
 127     x = l >> 1;
 128     mask = (0 - x) & BN_MASK2;
 129     mask = (0 - (mask >> (BN_BITS2 - 1)));
 130     bits += 1 & mask;
 131
 132     return bits;
 133 }
 134
 135 int BN_num_bits(const BIGNUM *a)
 136 {
 137     int i = a->top - 1;
 138     bn_check_top(a);
 139
 140     if (BN_is_zero(a))
 141         return 0;
 142     return ((i * BN_BITS2) + BN_num_bits_word(a->d[i]));
 143 }
 144
 145 static void bn_free_d(BIGNUM *a)
 146 {
 147     if (BN_get_flags(a, BN_FLG_SECURE))
 148         OPENSSL_secure_free(a->d);
 149     else
 150         OPENSSL_free(a->d);
 151 }
 152
 153
 154 void BN_clear_free(BIGNUM *a)
 155 {
 156     if (a == NULL)
 157         return;
 158     if (a->d != NULL && !BN_get_flags(a, BN_FLG_STATIC_DATA)) {
 159         OPENSSL_cleanse(a->d, a->dmax * sizeof(a->d[0]));
 160         bn_free_d(a);
 161     }
 162     if (BN_get_flags(a, BN_FLG_MALLOCED)) {
 163         OPENSSL_cleanse(a, sizeof(*a));
 164         OPENSSL_free(a);
 165     }
 166 }
 167
 168 void BN_free(BIGNUM *a)
 169 {
 170     if (a == NULL)
 171         return;
 172     if (!BN_get_flags(a, BN_FLG_STATIC_DATA))
 173         bn_free_d(a);
 174     if (a->flags & BN_FLG_MALLOCED)
 175         OPENSSL_free(a);
 176 }
 177
 178 void bn_init(BIGNUM *a)
 179 {
 180     static BIGNUM nilbn;
 181
 182     *a = nilbn;
 183     bn_check_top(a);
 184 }
 185
 186 BIGNUM *BN_new(void)
 187 {
 188     BIGNUM *ret;
 189
 190     if ((ret = OPENSSL_zalloc(sizeof(*ret))) == NULL) {
 191         BNerr(BN_F_BN_NEW, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 192         return NULL;
 193     }
 194     ret->flags = BN_FLG_MALLOCED;
 195     bn_check_top(ret);
 196     return ret;
 197 }
 198
 199  BIGNUM *BN_secure_new(void)
 200  {
 201      BIGNUM *ret = BN_new();
 202      if (ret != NULL)
 203          ret->flags |= BN_FLG_SECURE;
 204      return ret;
 205  }
 206
 207 /* This is used by bn_expand2() */
 208 /* The caller MUST check that words > b->dmax before calling this */
 209 static BN_ULONG *bn_expand_internal(const BIGNUM *b, int words)
 210 {
 211     BN_ULONG *a = NULL;
 212
 213     if (words > (INT_MAX / (4 * BN_BITS2))) {
 214         BNerr(BN_F_BN_EXPAND_INTERNAL, BN_R_BIGNUM_TOO_LONG);
 215         return NULL;
 216     }
 217     if (BN_get_flags(b, BN_FLG_STATIC_DATA)) {
 218         BNerr(BN_F_BN_EXPAND_INTERNAL, BN_R_EXPAND_ON_STATIC_BIGNUM_DATA);
 219         return NULL;
 220     }
 221     if (BN_get_flags(b, BN_FLG_SECURE))
 222         a = OPENSSL_secure_zalloc(words * sizeof(*a));
 223     else
 224         a = OPENSSL_zalloc(words * sizeof(*a));
 225     if (a == NULL) {
 226         BNerr(BN_F_BN_EXPAND_INTERNAL, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 227         return NULL;
 228     }
 229
 230     assert(b->top <= words);
 231     if (b->top > 0)
 232         memcpy(a, b->d, sizeof(*a) * b->top);
 233
 234     return a;
 235 }
 236
 237 /*
 238  * This is an internal function that should not be used in applications. It
 239  * ensures that 'b' has enough room for a 'words' word number and initialises
 240  * any unused part of b->d with leading zeros. It is mostly used by the
 241  * various BIGNUM routines. If there is an error, NULL is returned. If not,
 242  * 'b' is returned.
 243  */
 244
 245 BIGNUM *bn_expand2(BIGNUM *b, int words)
 246 {
 247     if (words > b->dmax) {
 248         BN_ULONG *a = bn_expand_internal(b, words);
 249         if (!a)
 250             return NULL;
 251         if (b->d) {
 252             OPENSSL_cleanse(b->d, b->dmax * sizeof(b->d[0]));
 253             bn_free_d(b);
 254         }
 255         b->d = a;
 256         b->dmax = words;
 257     }
 258
 259     return b;
 260 }
 261
 262 BIGNUM *BN_dup(const BIGNUM *a)
 263 {
 264     BIGNUM *t;
 265
 266     if (a == NULL)
 267         return NULL;
 268     bn_check_top(a);
 269
 270     t = BN_get_flags(a, BN_FLG_SECURE) ? BN_secure_new() : BN_new();
 271     if (t == NULL)
 272         return NULL;
 273     if (!BN_copy(t, a)) {
 274         BN_free(t);
 275         return NULL;
 276     }
 277     bn_check_top(t);
 278     return t;
 279 }
 280
 281 BIGNUM *BN_copy(BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
 282 {
 283     bn_check_top(b);
 284
 285     if (a == b)
 286         return a;
 287     if (bn_wexpand(a, b->top) == NULL)
 288         return NULL;
 289
 290     if (b->top > 0)
 291         memcpy(a->d, b->d, sizeof(b->d[0]) * b->top);
 292
 293     a->neg = b->neg;
 294     a->top = b->top;
 295     a->flags |= b->flags & BN_FLG_FIXED_TOP;
 296     bn_check_top(a);
 297     return a;
 298 }
 299
 300 #define FLAGS_DATA(flags) ((flags) & (BN_FLG_STATIC_DATA \
 301                                     | BN_FLG_CONSTTIME   \
 302                                     | BN_FLG_SECURE      \
 303                                     | BN_FLG_FIXED_TOP))
 304 #define FLAGS_STRUCT(flags) ((flags) & (BN_FLG_MALLOCED))
 305
 306 void BN_swap(BIGNUM *a, BIGNUM *b)
 307 {
 308     int flags_old_a, flags_old_b;
 309     BN_ULONG *tmp_d;
 310     int tmp_top, tmp_dmax, tmp_neg;
 311
 312     bn_check_top(a);
 313     bn_check_top(b);
 314
 315     flags_old_a = a->flags;
 316     flags_old_b = b->flags;
 317
 318     tmp_d = a->d;
 319     tmp_top = a->top;
 320     tmp_dmax = a->dmax;
 321     tmp_neg = a->neg;
 322
 323     a->d = b->d;
 324     a->top = b->top;
 325     a->dmax = b->dmax;
 326     a->neg = b->neg;
 327
 328     b->d = tmp_d;
 329     b->top = tmp_top;
 330     b->dmax = tmp_dmax;
 331     b->neg = tmp_neg;
 332
 333     a->flags = FLAGS_STRUCT(flags_old_a) | FLAGS_DATA(flags_old_b);
 334     b->flags = FLAGS_STRUCT(flags_old_b) | FLAGS_DATA(flags_old_a);
 335     bn_check_top(a);
 336     bn_check_top(b);
 337 }
 338
 339 void BN_clear(BIGNUM *a)
 340 {
 341     bn_check_top(a);
 342     if (a->d != NULL)
 343         OPENSSL_cleanse(a->d, sizeof(*a->d) * a->dmax);
 344     a->neg = 0;
 345     a->top = 0;
 346     a->flags &= ~BN_FLG_FIXED_TOP;
 347 }
 348
 349 BN_ULONG BN_get_word(const BIGNUM *a)
 350 {
 351     if (a->top > 1)
 352         return BN_MASK2;
 353     else if (a->top == 1)
 354         return a->d[0];
 355     /* a->top == 0 */
 356     return 0;
 357 }
 358
 359 int BN_set_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w)
 360 {
 361     bn_check_top(a);
 362     if (bn_expand(a, (int)sizeof(BN_ULONG) * 8) == NULL)
 363         return 0;
 364     a->neg = 0;
 365     a->d[0] = w;
 366     a->top = (w ? 1 : 0);
 367     a->flags &= ~BN_FLG_FIXED_TOP;
 368     bn_check_top(a);
 369     return 1;
 370 }
 371
 372 BIGNUM *BN_bin2bn(const unsigned char *s, int len, BIGNUM *ret)
 373 {
 374     unsigned int i, m;
 375     unsigned int n;
 376     BN_ULONG l;
 377     BIGNUM *bn = NULL;
 378
 379     if (ret == NULL)
 380         ret = bn = BN_new();
 381     if (ret == NULL)
 382         return NULL;
 383     bn_check_top(ret);
 384     /* Skip leading zero's. */
 385     for ( ; len > 0 && *s == 0; s++, len--)
 386         continue;
 387     n = len;
 388     if (n == 0) {
 389         ret->top = 0;
 390         return ret;
 391     }
 392     i = ((n - 1) / BN_BYTES) + 1;
 393     m = ((n - 1) % (BN_BYTES));
 394     if (bn_wexpand(ret, (int)i) == NULL) {
 395         BN_free(bn);
 396         return NULL;
 397     }
 398     ret->top = i;
 399     ret->neg = 0;
 400     l = 0;
 401     while (n--) {
 402         l = (l << 8L) | *(s++);
 403         if (m-- == 0) {
 404             ret->d[--i] = l;
 405             l = 0;
 406             m = BN_BYTES - 1;
 407         }
 408     }
 409     /*
 410      * need to call this due to clear byte at top if avoiding having the top
 411      * bit set (-ve number)
 412      */
 413     bn_correct_top(ret);
 414     return ret;
 415 }
 416
 417 /* ignore negative */
 418 static int bn2binpad(const BIGNUM *a, unsigned char *to, int tolen)
 419 {
 420     int n;
 421     size_t i, inc, lasti, j;
 422     BN_ULONG l;
 423
 424     n = BN_num_bytes(a);
 425     if (tolen == -1)
 426         tolen = n;
 427     else if (tolen < n)
 428         return -1;
 429
 430     if (n == 0) {
 431         OPENSSL_cleanse(to, tolen);
 432         return tolen;
 433     }
 434
 435     lasti = n - 1;
 436     for (i = 0, inc = 1, j = tolen; j > 0;) {
 437         l = a->d[i / BN_BYTES];
 438         to[--j] = (unsigned char)(l >> (8 * (i % BN_BYTES)) & (0 - inc));
 439         inc = (i - lasti) >> (8 * sizeof(i) - 1);
 440         i += inc; /* stay on top limb */
 441     }
 442
 443     return tolen;
 444 }
 445
 446 int BN_bn2binpad(const BIGNUM *a, unsigned char *to, int tolen)
 447 {
 448     if (tolen < 0)
 449         return -1;
 450     return bn2binpad(a, to, tolen);
 451 }
 452
 453 int BN_bn2bin(const BIGNUM *a, unsigned char *to)
 454 {
 455     return bn2binpad(a, to, -1);
 456 }
 457
 458 BIGNUM *BN_lebin2bn(const unsigned char *s, int len, BIGNUM *ret)
 459 {
 460     unsigned int i, m;
 461     unsigned int n;
 462     BN_ULONG l;
 463     BIGNUM *bn = NULL;
 464
 465     if (ret == NULL)
 466         ret = bn = BN_new();
 467     if (ret == NULL)
 468         return NULL;
 469     bn_check_top(ret);
 470     s += len;
 471     /* Skip trailing zeroes. */
 472     for ( ; len > 0 && s[-1] == 0; s--, len--)
 473         continue;
 474     n = len;
 475     if (n == 0) {
 476         ret->top = 0;
 477         return ret;
 478     }
 479     i = ((n - 1) / BN_BYTES) + 1;
 480     m = ((n - 1) % (BN_BYTES));
 481     if (bn_wexpand(ret, (int)i) == NULL) {
 482         BN_free(bn);
 483         return NULL;
 484     }
 485     ret->top = i;
 486     ret->neg = 0;
 487     l = 0;
 488     while (n--) {
 489         s--;
 490         l = (l << 8L) | *s;
 491         if (m-- == 0) {
 492             ret->d[--i] = l;
 493             l = 0;
 494             m = BN_BYTES - 1;
 495         }
 496     }
 497     /*
 498      * need to call this due to clear byte at top if avoiding having the top
 499      * bit set (-ve number)
 500      */
 501     bn_correct_top(ret);
 502     return ret;
 503 }
 504
 505 int BN_bn2lebinpad(const BIGNUM *a, unsigned char *to, int tolen)
 506 {
 507     int i;
 508     BN_ULONG l;
 509     bn_check_top(a);
 510     i = BN_num_bytes(a);
 511     if (tolen < i)
 512         return -1;
 513     /* Add trailing zeroes if necessary */
 514     if (tolen > i)
 515         memset(to + i, 0, tolen - i);
 516     to += i;
 517     while (i--) {
 518         l = a->d[i / BN_BYTES];
 519         to--;
 520         *to = (unsigned char)(l >> (8 * (i % BN_BYTES))) & 0xff;
 521     }
 522     return tolen;
 523 }
 524
 525 int BN_ucmp(const BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
 526 {
 527     int i;
 528     BN_ULONG t1, t2, *ap, *bp;
 529
 530     bn_check_top(a);
 531     bn_check_top(b);
 532
 533     i = a->top - b->top;
 534     if (i != 0)
 535         return i;
 536     ap = a->d;
 537     bp = b->d;
 538     for (i = a->top - 1; i >= 0; i--) {
 539         t1 = ap[i];
 540         t2 = bp[i];
 541         if (t1 != t2)
 542             return ((t1 > t2) ? 1 : -1);
 543     }
 544     return 0;
 545 }
 546
 547 int BN_cmp(const BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
 548 {
 549     int i;
 550     int gt, lt;
 551     BN_ULONG t1, t2;
 552
 553     if ((a == NULL) || (b == NULL)) {
 554         if (a != NULL)
 555             return -1;
 556         else if (b != NULL)
 557             return 1;
 558         else
 559             return 0;
 560     }
 561
 562     bn_check_top(a);
 563     bn_check_top(b);
 564
 565     if (a->neg != b->neg) {
 566         if (a->neg)
 567             return -1;
 568         else
 569             return 1;
 570     }
 571     if (a->neg == 0) {
 572         gt = 1;
 573         lt = -1;
 574     } else {
 575         gt = -1;
 576         lt = 1;
 577     }
 578
 579     if (a->top > b->top)
 580         return gt;
 581     if (a->top < b->top)
 582         return lt;
 583     for (i = a->top - 1; i >= 0; i--) {
 584         t1 = a->d[i];
 585         t2 = b->d[i];
 586         if (t1 > t2)
 587             return gt;
 588         if (t1 < t2)
 589             return lt;
 590     }
 591     return 0;
 592 }
 593
 594 int BN_set_bit(BIGNUM *a, int n)
 595 {
 596     int i, j, k;
 597
 598     if (n < 0)
 599         return 0;
 600
 601     i = n / BN_BITS2;
 602     j = n % BN_BITS2;
 603     if (a->top <= i) {
 604         if (bn_wexpand(a, i + 1) == NULL)
 605             return 0;
 606         for (k = a->top; k < i + 1; k++)
 607             a->d[k] = 0;
 608         a->top = i + 1;
 609         a->flags &= ~BN_FLG_FIXED_TOP;
 610     }
 611
 612     a->d[i] |= (((BN_ULONG)1) << j);
 613     bn_check_top(a);
 614     return 1;
 615 }
 616
 617 int BN_clear_bit(BIGNUM *a, int n)
 618 {
 619     int i, j;
 620
 621     bn_check_top(a);
 622     if (n < 0)
 623         return 0;
 624
 625     i = n / BN_BITS2;
 626     j = n % BN_BITS2;
 627     if (a->top <= i)
 628         return 0;
 629
 630     a->d[i] &= (~(((BN_ULONG)1) << j));
 631     bn_correct_top(a);
 632     return 1;
 633 }
 634
 635 int BN_is_bit_set(const BIGNUM *a, int n)
 636 {
 637     int i, j;
 638
 639     bn_check_top(a);
 640     if (n < 0)
 641         return 0;
 642     i = n / BN_BITS2;
 643     j = n % BN_BITS2;
 644     if (a->top <= i)
 645         return 0;
 646     return (int)(((a->d[i]) >> j) & ((BN_ULONG)1));
 647 }
 648
 649 int BN_mask_bits(BIGNUM *a, int n)
 650 {
 651     int b, w;
 652
 653     bn_check_top(a);
 654     if (n < 0)
 655         return 0;
 656
 657     w = n / BN_BITS2;
 658     b = n % BN_BITS2;
 659     if (w >= a->top)
 660         return 0;
 661     if (b == 0)
 662         a->top = w;
 663     else {
 664         a->top = w + 1;
 665         a->d[w] &= ~(BN_MASK2 << b);
 666     }
 667     bn_correct_top(a);
 668     return 1;
 669 }
 670
 671 void BN_set_negative(BIGNUM *a, int b)
 672 {
 673     if (b && !BN_is_zero(a))
 674         a->neg = 1;
 675     else
 676         a->neg = 0;
 677 }
 678
 679 int bn_cmp_words(const BN_ULONG *a, const BN_ULONG *b, int n)
 680 {
 681     int i;
 682     BN_ULONG aa, bb;
 683
 684     aa = a[n - 1];
 685     bb = b[n - 1];
 686     if (aa != bb)
 687         return ((aa > bb) ? 1 : -1);
 688     for (i = n - 2; i >= 0; i--) {
 689         aa = a[i];
 690         bb = b[i];
 691         if (aa != bb)
 692             return ((aa > bb) ? 1 : -1);
 693     }
 694     return 0;
 695 }
 696
 697 /*
 698  * Here follows a specialised variants of bn_cmp_words().  It has the
 699  * capability of performing the operation on arrays of different sizes. The
 700  * sizes of those arrays is expressed through cl, which is the common length
 701  * ( basically, min(len(a),len(b)) ), and dl, which is the delta between the
 702  * two lengths, calculated as len(a)-len(b). All lengths are the number of
 703  * BN_ULONGs...
 704  */
 705
 706 int bn_cmp_part_words(const BN_ULONG *a, const BN_ULONG *b, int cl, int dl)
 707 {
 708     int n, i;
 709     n = cl - 1;
 710
 711     if (dl < 0) {
 712         for (i = dl; i < 0; i++) {
 713             if (b[n - i] != 0)
 714                 return -1;      /* a < b */
 715         }
 716     }
 717     if (dl > 0) {
 718         for (i = dl; i > 0; i--) {
 719             if (a[n + i] != 0)
 720                 return 1;       /* a > b */
 721         }
 722     }
 723     return bn_cmp_words(a, b, cl);
 724 }
 725
 726 /*
 727  * Constant-time conditional swap of a and b.
 728  * a and b are swapped if condition is not 0.  The code assumes that at most one bit of condition is set.
 729  * nwords is the number of words to swap.  The code assumes that at least nwords are allocated in both a and b,
 730  * and that no more than nwords are used by either a or b.
 731  * a and b cannot be the same number
 732  */
 733 void BN_consttime_swap(BN_ULONG condition, BIGNUM *a, BIGNUM *b, int nwords)
 734 {
 735     BN_ULONG t;
 736     int i;
 737
 738     bn_wcheck_size(a, nwords);
 739     bn_wcheck_size(b, nwords);
 740
 741     assert(a != b);
 742     assert((condition & (condition - 1)) == 0);
 743     assert(sizeof(BN_ULONG) >= sizeof(int));
 744
 745     condition = ((condition - 1) >> (BN_BITS2 - 1)) - 1;
 746
 747     t = (a->top ^ b->top) & condition;
 748     a->top ^= t;
 749     b->top ^= t;
 750
 751     t = (a->neg ^ b->neg) & condition;
 752     a->neg ^= t;
 753     b->neg ^= t;
 754
 755     /*-
 756      * Idea behind BN_FLG_STATIC_DATA is actually to
 757      * indicate that data may not be written to.
 758      * Intention is actually to treat it as it's
 759      * read-only data, and some (if not most) of it does
 760      * reside in read-only segment. In other words
 761      * observation of BN_FLG_STATIC_DATA in
 762      * BN_consttime_swap should be treated as fatal
 763      * condition. It would either cause SEGV or
 764      * effectively cause data corruption.
 765      * BN_FLG_MALLOCED refers to BN structure itself,
 766      * and hence must be preserved. Remaining flags are
 767      * BN_FLG_CONSTIME and BN_FLG_SECURE. Latter must be
 768      * preserved, because it determines how x->d was
 769      * allocated and hence how to free it. This leaves
 770      * BN_FLG_CONSTTIME that one can do something about.
 771      * To summarize it's sufficient to mask and swap
 772      * BN_FLG_CONSTTIME alone. BN_FLG_STATIC_DATA should
 773      * be treated as fatal.
 774      */
 775     t = ((a->flags ^ b->flags) & BN_FLG_CONSTTIME) & condition;
 776     a->flags ^= t;
 777     b->flags ^= t;
 778
 779 #define BN_CONSTTIME_SWAP(ind) \
 780         do { \
 781                 t = (a->d[ind] ^ b->d[ind]) & condition; \
 782                 a->d[ind] ^= t; \
 783                 b->d[ind] ^= t; \
 784         } while (0)
 785
 786     switch (nwords) {
 787     default:
 788         for (i = 10; i < nwords; i++)
 789             BN_CONSTTIME_SWAP(i);
 790         /* Fallthrough */
 791     case 10:
 792         BN_CONSTTIME_SWAP(9);   /* Fallthrough */
 793     case 9:
 794         BN_CONSTTIME_SWAP(8);   /* Fallthrough */
 795     case 8:
 796         BN_CONSTTIME_SWAP(7);   /* Fallthrough */
 797     case 7:
 798         BN_CONSTTIME_SWAP(6);   /* Fallthrough */
 799     case 6:
 800         BN_CONSTTIME_SWAP(5);   /* Fallthrough */
 801     case 5:
 802         BN_CONSTTIME_SWAP(4);   /* Fallthrough */
 803     case 4:
 804         BN_CONSTTIME_SWAP(3);   /* Fallthrough */
 805     case 3:
 806         BN_CONSTTIME_SWAP(2);   /* Fallthrough */
 807     case 2:
 808         BN_CONSTTIME_SWAP(1);   /* Fallthrough */
 809     case 1:
 810         BN_CONSTTIME_SWAP(0);
 811     }
 812 #undef BN_CONSTTIME_SWAP
 813 }
 814
 815 /* Bits of security, see SP800-57 */
 816
 817 int BN_security_bits(int L, int N)
 818 {
 819     int secbits, bits;
 820     if (L >= 15360)
 821         secbits = 256;
 822     else if (L >= 7680)
 823         secbits = 192;
 824     else if (L >= 3072)
 825         secbits = 128;
 826     else if (L >= 2048)
 827         secbits = 112;
 828     else if (L >= 1024)
 829         secbits = 80;
 830     else
 831         return 0;
 832     if (N == -1)
 833         return secbits;
 834     bits = N / 2;
 835     if (bits < 80)
 836         return 0;
 837     return bits >= secbits ? secbits : bits;
 838 }
 839
 840 void BN_zero_ex(BIGNUM *a)
 841 {
 842     a->neg = 0;
 843     a->top = 0;
 844     a->flags &= ~BN_FLG_FIXED_TOP;
 845 }
 846
 847 int BN_abs_is_word(const BIGNUM *a, const BN_ULONG w)
 848 {
 849     return ((a->top == 1) && (a->d[0] == w)) || ((w == 0) && (a->top == 0));
 850 }
 851
 852 int BN_is_zero(const BIGNUM *a)
 853 {
 854     return a->top == 0;
 855 }
 856
 857 int BN_is_one(const BIGNUM *a)
 858 {
 859     return BN_abs_is_word(a, 1) && !a->neg;
 860 }
 861
 862 int BN_is_word(const BIGNUM *a, const BN_ULONG w)
 863 {
 864     return BN_abs_is_word(a, w) && (!w || !a->neg);
 865 }
 866
 867 int BN_is_odd(const BIGNUM *a)
 868 {
 869     return (a->top > 0) && (a->d[0] & 1);
 870 }
 871
 872 int BN_is_negative(const BIGNUM *a)
 873 {
 874     return (a->neg != 0);
 875 }
 876
 877 int BN_to_montgomery(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, BN_MONT_CTX *mont,
 878                      BN_CTX *ctx)
 879 {
 880     return BN_mod_mul_montgomery(r, a, &(mont->RR), mont, ctx);
 881 }
 882
 883 void BN_with_flags(BIGNUM *dest, const BIGNUM *b, int flags)
 884 {
 885     dest->d = b->d;
 886     dest->top = b->top;
 887     dest->dmax = b->dmax;
 888     dest->neg = b->neg;
 889     dest->flags = ((dest->flags & BN_FLG_MALLOCED)
 890                    | (b->flags & ~BN_FLG_MALLOCED)
 891                    | BN_FLG_STATIC_DATA | flags);
 892 }
 893
 894 BN_GENCB *BN_GENCB_new(void)
 895 {
 896     BN_GENCB *ret;
 897
 898     if ((ret = OPENSSL_malloc(sizeof(*ret))) == NULL) {
 899         BNerr(BN_F_BN_GENCB_NEW, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 900         return NULL;
 901     }
 902
 903     return ret;
 904 }
 905
 906 void BN_GENCB_free(BN_GENCB *cb)
 907 {
 908     if (cb == NULL)
 909         return;
 910     OPENSSL_free(cb);
 911 }
 912
 913 void BN_set_flags(BIGNUM *b, int n)
 914 {
 915     b->flags |= n;
 916 }
 917
 918 int BN_get_flags(const BIGNUM *b, int n)
 919 {
 920     return b->flags & n;
 921 }
 922
 923 /* Populate a BN_GENCB structure with an "old"-style callback */
 924 void BN_GENCB_set_old(BN_GENCB *gencb, void (*callback) (int, int, void *),
 925                       void *cb_arg)
 926 {
 927     BN_GENCB *tmp_gencb = gencb;
 928     tmp_gencb->ver = 1;
 929     tmp_gencb->arg = cb_arg;
 930     tmp_gencb->cb.cb_1 = callback;
 931 }
 932
 933 /* Populate a BN_GENCB structure with a "new"-style callback */
 934 void BN_GENCB_set(BN_GENCB *gencb, int (*callback) (int, int, BN_GENCB *),
 935                   void *cb_arg)
 936 {
 937     BN_GENCB *tmp_gencb = gencb;
 938     tmp_gencb->ver = 2;
 939     tmp_gencb->arg = cb_arg;
 940     tmp_gencb->cb.cb_2 = callback;
 941 }
 942
 943 void *BN_GENCB_get_arg(BN_GENCB *cb)
 944 {
 945     return cb->arg;
 946 }
 947
 948 BIGNUM *bn_wexpand(BIGNUM *a, int words)
 949 {
 950     return (words <= a->dmax) ? a : bn_expand2(a, words);
 951 }
 952
 953 void bn_correct_top(BIGNUM *a)
 954 {
 955     BN_ULONG *ftl;
 956     int tmp_top = a->top;
 957
 958     if (tmp_top > 0) {
 959         for (ftl = &(a->d[tmp_top]); tmp_top > 0; tmp_top--) {
 960             ftl--;
 961             if (*ftl != 0)
 962                 break;
 963         }
 964         a->top = tmp_top;
 965     }
 966     if (a->top == 0)
 967         a->neg = 0;
 968     a->flags &= ~BN_FLG_FIXED_TOP;
 969     bn_pollute(a);
 970 }