Don't free the BIGNUM passed to BN_mpi2bn
[openssl.git] / crypto / bn / bn_exp2.c
1 /* Copyright (C) 1995-1998 Eric Young (eay@cryptsoft.com)
2  * All rights reserved.
3  *
4  * This package is an SSL implementation written
5  * by Eric Young (eay@cryptsoft.com).
6  * The implementation was written so as to conform with Netscapes SSL.
7  *
8  * This library is free for commercial and non-commercial use as long as
9  * the following conditions are aheared to.  The following conditions
10  * apply to all code found in this distribution, be it the RC4, RSA,
11  * lhash, DES, etc., code; not just the SSL code.  The SSL documentation
12  * included with this distribution is covered by the same copyright terms
13  * except that the holder is Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com).
14  *
15  * Copyright remains Eric Young's, and as such any Copyright notices in
16  * the code are not to be removed.
17  * If this package is used in a product, Eric Young should be given attribution
18  * as the author of the parts of the library used.
19  * This can be in the form of a textual message at program startup or
20  * in documentation (online or textual) provided with the package.
21  *
22  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
23  * modification, are permitted provided that the following conditions
24  * are met:
25  * 1. Redistributions of source code must retain the copyright
26  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
27  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
28  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
29  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
30  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
31  *    must display the following acknowledgement:
32  *    "This product includes cryptographic software written by
33  *     Eric Young (eay@cryptsoft.com)"
34  *    The word 'cryptographic' can be left out if the rouines from the library
35  *    being used are not cryptographic related :-).
36  * 4. If you include any Windows specific code (or a derivative thereof) from
37  *    the apps directory (application code) you must include an acknowledgement:
38  *    "This product includes software written by Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com)"
39  *
40  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY ERIC YOUNG ``AS IS'' AND
41  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
42  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
43  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
44  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
45  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
46  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
47  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
48  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
49  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
50  * SUCH DAMAGE.
51  *
52  * The licence and distribution terms for any publically available version or
53  * derivative of this code cannot be changed.  i.e. this code cannot simply be
54  * copied and put under another distribution licence
55  * [including the GNU Public Licence.]
56  */
57 /* ====================================================================
58  * Copyright (c) 1998-2000 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
59  *
60  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
61  * modification, are permitted provided that the following conditions
62  * are met:
63  *
64  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
65  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
66  *
67  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
68  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
69  *    the documentation and/or other materials provided with the
70  *    distribution.
71  *
72  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
73  *    software must display the following acknowledgment:
74  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
75  *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.openssl.org/)"
76  *
77  * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
78  *    endorse or promote products derived from this software without
79  *    prior written permission. For written permission, please contact
80  *    openssl-core@openssl.org.
81  *
82  * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
83  *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
84  *    permission of the OpenSSL Project.
85  *
86  * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
87  *    acknowledgment:
88  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
89  *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.openssl.org/)"
90  *
91  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
92  * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
93  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
94  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
95  * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
96  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
97  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
98  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
99  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
100  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
101  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
102  * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
103  * ====================================================================
104  *
105  * This product includes cryptographic software written by Eric Young
106  * (eay@cryptsoft.com).  This product includes software written by Tim
107  * Hudson (tjh@cryptsoft.com).
108  *
109  */
110
111 #include <stdio.h>
112 #include "internal/cryptlib.h"
113 #include "bn_lcl.h"
114
115 #define TABLE_SIZE      32
116
117 int BN_mod_exp2_mont(BIGNUM *rr, const BIGNUM *a1, const BIGNUM *p1,
118                      const BIGNUM *a2, const BIGNUM *p2, const BIGNUM *m,
119                      BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *in_mont)
120 {
121     int i, j, bits, b, bits1, bits2, ret =
122         0, wpos1, wpos2, window1, window2, wvalue1, wvalue2;
123     int r_is_one = 1;
124     BIGNUM *d, *r;
125     const BIGNUM *a_mod_m;
126     /* Tables of variables obtained from 'ctx' */
127     BIGNUM *val1[TABLE_SIZE], *val2[TABLE_SIZE];
128     BN_MONT_CTX *mont = NULL;
129
130     bn_check_top(a1);
131     bn_check_top(p1);
132     bn_check_top(a2);
133     bn_check_top(p2);
134     bn_check_top(m);
135
136     if (!(m->d[0] & 1)) {
137         BNerr(BN_F_BN_MOD_EXP2_MONT, BN_R_CALLED_WITH_EVEN_MODULUS);
138         return (0);
139     }
140     bits1 = BN_num_bits(p1);
141     bits2 = BN_num_bits(p2);
142     if ((bits1 == 0) && (bits2 == 0)) {
143         ret = BN_one(rr);
144         return ret;
145     }
146
147     bits = (bits1 > bits2) ? bits1 : bits2;
148
149     BN_CTX_start(ctx);
150     d = BN_CTX_get(ctx);
151     r = BN_CTX_get(ctx);
152     val1[0] = BN_CTX_get(ctx);
153     val2[0] = BN_CTX_get(ctx);
154     if (!d || !r || !val1[0] || !val2[0])
155         goto err;
156
157     if (in_mont != NULL)
158         mont = in_mont;
159     else {
160         if ((mont = BN_MONT_CTX_new()) == NULL)
161             goto err;
162         if (!BN_MONT_CTX_set(mont, m, ctx))
163             goto err;
164     }
165
166     window1 = BN_window_bits_for_exponent_size(bits1);
167     window2 = BN_window_bits_for_exponent_size(bits2);
168
169     /*
170      * Build table for a1:   val1[i] := a1^(2*i + 1) mod m  for i = 0 .. 2^(window1-1)
171      */
172     if (a1->neg || BN_ucmp(a1, m) >= 0) {
173         if (!BN_mod(val1[0], a1, m, ctx))
174             goto err;
175         a_mod_m = val1[0];
176     } else
177         a_mod_m = a1;
178     if (BN_is_zero(a_mod_m)) {
179         BN_zero(rr);
180         ret = 1;
181         goto err;
182     }
183
184     if (!BN_to_montgomery(val1[0], a_mod_m, mont, ctx))
185         goto err;
186     if (window1 > 1) {
187         if (!BN_mod_mul_montgomery(d, val1[0], val1[0], mont, ctx))
188             goto err;
189
190         j = 1 << (window1 - 1);
191         for (i = 1; i < j; i++) {
192             if (((val1[i] = BN_CTX_get(ctx)) == NULL) ||
193                 !BN_mod_mul_montgomery(val1[i], val1[i - 1], d, mont, ctx))
194                 goto err;
195         }
196     }
197
198     /*
199      * Build table for a2:   val2[i] := a2^(2*i + 1) mod m  for i = 0 .. 2^(window2-1)
200      */
201     if (a2->neg || BN_ucmp(a2, m) >= 0) {
202         if (!BN_mod(val2[0], a2, m, ctx))
203             goto err;
204         a_mod_m = val2[0];
205     } else
206         a_mod_m = a2;
207     if (BN_is_zero(a_mod_m)) {
208         BN_zero(rr);
209         ret = 1;
210         goto err;
211     }
212     if (!BN_to_montgomery(val2[0], a_mod_m, mont, ctx))
213         goto err;
214     if (window2 > 1) {
215         if (!BN_mod_mul_montgomery(d, val2[0], val2[0], mont, ctx))
216             goto err;
217
218         j = 1 << (window2 - 1);
219         for (i = 1; i < j; i++) {
220             if (((val2[i] = BN_CTX_get(ctx)) == NULL) ||
221                 !BN_mod_mul_montgomery(val2[i], val2[i - 1], d, mont, ctx))
222                 goto err;
223         }
224     }
225
226     /* Now compute the power product, using independent windows. */
227     r_is_one = 1;
228     wvalue1 = 0;                /* The 'value' of the first window */
229     wvalue2 = 0;                /* The 'value' of the second window */
230     wpos1 = 0;                  /* If wvalue1 > 0, the bottom bit of the
231                                  * first window */
232     wpos2 = 0;                  /* If wvalue2 > 0, the bottom bit of the
233                                  * second window */
234
235     if (!BN_to_montgomery(r, BN_value_one(), mont, ctx))
236         goto err;
237     for (b = bits - 1; b >= 0; b--) {
238         if (!r_is_one) {
239             if (!BN_mod_mul_montgomery(r, r, r, mont, ctx))
240                 goto err;
241         }
242
243         if (!wvalue1)
244             if (BN_is_bit_set(p1, b)) {
245                 /*
246                  * consider bits b-window1+1 .. b for this window
247                  */
248                 i = b - window1 + 1;
249                 while (!BN_is_bit_set(p1, i)) /* works for i<0 */
250                     i++;
251                 wpos1 = i;
252                 wvalue1 = 1;
253                 for (i = b - 1; i >= wpos1; i--) {
254                     wvalue1 <<= 1;
255                     if (BN_is_bit_set(p1, i))
256                         wvalue1++;
257                 }
258             }
259
260         if (!wvalue2)
261             if (BN_is_bit_set(p2, b)) {
262                 /*
263                  * consider bits b-window2+1 .. b for this window
264                  */
265                 i = b - window2 + 1;
266                 while (!BN_is_bit_set(p2, i))
267                     i++;
268                 wpos2 = i;
269                 wvalue2 = 1;
270                 for (i = b - 1; i >= wpos2; i--) {
271                     wvalue2 <<= 1;
272                     if (BN_is_bit_set(p2, i))
273                         wvalue2++;
274                 }
275             }
276
277         if (wvalue1 && b == wpos1) {
278             /* wvalue1 is odd and < 2^window1 */
279             if (!BN_mod_mul_montgomery(r, r, val1[wvalue1 >> 1], mont, ctx))
280                 goto err;
281             wvalue1 = 0;
282             r_is_one = 0;
283         }
284
285         if (wvalue2 && b == wpos2) {
286             /* wvalue2 is odd and < 2^window2 */
287             if (!BN_mod_mul_montgomery(r, r, val2[wvalue2 >> 1], mont, ctx))
288                 goto err;
289             wvalue2 = 0;
290             r_is_one = 0;
291         }
292     }
293     if (!BN_from_montgomery(rr, r, mont, ctx))
294         goto err;
295     ret = 1;
296  err:
297     if (in_mont == NULL)
298         BN_MONT_CTX_free(mont);
299     BN_CTX_end(ctx);
300     bn_check_top(rr);
301     return (ret);
302 }