crypto/bn/bn_exp2.c

   1 /*
   2  * Copyright 1995-2016 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 <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 (!d || !r || !val1[0] || !val2[0])
  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 }