Following the license change, modify the boilerplates in crypto/bn/
[openssl.git] / crypto / bn / bn_exp2.c
1 /*
2  * Copyright 1995-2017 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
3  *
4  * Licensed under the Apache License 2.0 (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 <stdio.h>
11 #include "internal/cryptlib.h"
12 #include "bn_lcl.h"
13
14 #define TABLE_SIZE      32
15
16 int BN_mod_exp2_mont(BIGNUM *rr, const BIGNUM *a1, const BIGNUM *p1,
17                      const BIGNUM *a2, const BIGNUM *p2, const BIGNUM *m,
18                      BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *in_mont)
19 {
20     int i, j, bits, b, bits1, bits2, ret =
21         0, wpos1, wpos2, window1, window2, wvalue1, wvalue2;
22     int r_is_one = 1;
23     BIGNUM *d, *r;
24     const BIGNUM *a_mod_m;
25     /* Tables of variables obtained from 'ctx' */
26     BIGNUM *val1[TABLE_SIZE], *val2[TABLE_SIZE];
27     BN_MONT_CTX *mont = NULL;
28
29     bn_check_top(a1);
30     bn_check_top(p1);
31     bn_check_top(a2);
32     bn_check_top(p2);
33     bn_check_top(m);
34
35     if (!(m->d[0] & 1)) {
36         BNerr(BN_F_BN_MOD_EXP2_MONT, BN_R_CALLED_WITH_EVEN_MODULUS);
37         return 0;
38     }
39     bits1 = BN_num_bits(p1);
40     bits2 = BN_num_bits(p2);
41     if ((bits1 == 0) && (bits2 == 0)) {
42         ret = BN_one(rr);
43         return ret;
44     }
45
46     bits = (bits1 > bits2) ? bits1 : bits2;
47
48     BN_CTX_start(ctx);
49     d = BN_CTX_get(ctx);
50     r = BN_CTX_get(ctx);
51     val1[0] = BN_CTX_get(ctx);
52     val2[0] = BN_CTX_get(ctx);
53     if (val2[0] == NULL)
54         goto err;
55
56     if (in_mont != NULL)
57         mont = in_mont;
58     else {
59         if ((mont = BN_MONT_CTX_new()) == NULL)
60             goto err;
61         if (!BN_MONT_CTX_set(mont, m, ctx))
62             goto err;
63     }
64
65     window1 = BN_window_bits_for_exponent_size(bits1);
66     window2 = BN_window_bits_for_exponent_size(bits2);
67
68     /*
69      * Build table for a1:   val1[i] := a1^(2*i + 1) mod m  for i = 0 .. 2^(window1-1)
70      */
71     if (a1->neg || BN_ucmp(a1, m) >= 0) {
72         if (!BN_mod(val1[0], a1, m, ctx))
73             goto err;
74         a_mod_m = val1[0];
75     } else
76         a_mod_m = a1;
77     if (BN_is_zero(a_mod_m)) {
78         BN_zero(rr);
79         ret = 1;
80         goto err;
81     }
82
83     if (!BN_to_montgomery(val1[0], a_mod_m, mont, ctx))
84         goto err;
85     if (window1 > 1) {
86         if (!BN_mod_mul_montgomery(d, val1[0], val1[0], mont, ctx))
87             goto err;
88
89         j = 1 << (window1 - 1);
90         for (i = 1; i < j; i++) {
91             if (((val1[i] = BN_CTX_get(ctx)) == NULL) ||
92                 !BN_mod_mul_montgomery(val1[i], val1[i - 1], d, mont, ctx))
93                 goto err;
94         }
95     }
96
97     /*
98      * Build table for a2:   val2[i] := a2^(2*i + 1) mod m  for i = 0 .. 2^(window2-1)
99      */
100     if (a2->neg || BN_ucmp(a2, m) >= 0) {
101         if (!BN_mod(val2[0], a2, m, ctx))
102             goto err;
103         a_mod_m = val2[0];
104     } else
105         a_mod_m = a2;
106     if (BN_is_zero(a_mod_m)) {
107         BN_zero(rr);
108         ret = 1;
109         goto err;
110     }
111     if (!BN_to_montgomery(val2[0], a_mod_m, mont, ctx))
112         goto err;
113     if (window2 > 1) {
114         if (!BN_mod_mul_montgomery(d, val2[0], val2[0], mont, ctx))
115             goto err;
116
117         j = 1 << (window2 - 1);
118         for (i = 1; i < j; i++) {
119             if (((val2[i] = BN_CTX_get(ctx)) == NULL) ||
120                 !BN_mod_mul_montgomery(val2[i], val2[i - 1], d, mont, ctx))
121                 goto err;
122         }
123     }
124
125     /* Now compute the power product, using independent windows. */
126     r_is_one = 1;
127     wvalue1 = 0;                /* The 'value' of the first window */
128     wvalue2 = 0;                /* The 'value' of the second window */
129     wpos1 = 0;                  /* If wvalue1 > 0, the bottom bit of the
130                                  * first window */
131     wpos2 = 0;                  /* If wvalue2 > 0, the bottom bit of the
132                                  * second window */
133
134     if (!BN_to_montgomery(r, BN_value_one(), mont, ctx))
135         goto err;
136     for (b = bits - 1; b >= 0; b--) {
137         if (!r_is_one) {
138             if (!BN_mod_mul_montgomery(r, r, r, mont, ctx))
139                 goto err;
140         }
141
142         if (!wvalue1)
143             if (BN_is_bit_set(p1, b)) {
144                 /*
145                  * consider bits b-window1+1 .. b for this window
146                  */
147                 i = b - window1 + 1;
148                 while (!BN_is_bit_set(p1, i)) /* works for i<0 */
149                     i++;
150                 wpos1 = i;
151                 wvalue1 = 1;
152                 for (i = b - 1; i >= wpos1; i--) {
153                     wvalue1 <<= 1;
154                     if (BN_is_bit_set(p1, i))
155                         wvalue1++;
156                 }
157             }
158
159         if (!wvalue2)
160             if (BN_is_bit_set(p2, b)) {
161                 /*
162                  * consider bits b-window2+1 .. b for this window
163                  */
164                 i = b - window2 + 1;
165                 while (!BN_is_bit_set(p2, i))
166                     i++;
167                 wpos2 = i;
168                 wvalue2 = 1;
169                 for (i = b - 1; i >= wpos2; i--) {
170                     wvalue2 <<= 1;
171                     if (BN_is_bit_set(p2, i))
172                         wvalue2++;
173                 }
174             }
175
176         if (wvalue1 && b == wpos1) {
177             /* wvalue1 is odd and < 2^window1 */
178             if (!BN_mod_mul_montgomery(r, r, val1[wvalue1 >> 1], mont, ctx))
179                 goto err;
180             wvalue1 = 0;
181             r_is_one = 0;
182         }
183
184         if (wvalue2 && b == wpos2) {
185             /* wvalue2 is odd and < 2^window2 */
186             if (!BN_mod_mul_montgomery(r, r, val2[wvalue2 >> 1], mont, ctx))
187                 goto err;
188             wvalue2 = 0;
189             r_is_one = 0;
190         }
191     }
192     if (!BN_from_montgomery(rr, r, mont, ctx))
193         goto err;
194     ret = 1;
195  err:
196     if (in_mont == NULL)
197         BN_MONT_CTX_free(mont);
198     BN_CTX_end(ctx);
199     bn_check_top(rr);
200     return ret;
201 }