crypto/bn/bn_gcd.c

   1 /* crypto/bn/bn_gcd.c */
   2 /* Copyright (C) 1995-1998 Eric Young (eay@cryptsoft.com)
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * This package is an SSL implementation written
   6  * by Eric Young (eay@cryptsoft.com).
   7  * The implementation was written so as to conform with Netscapes SSL.
   8  *
   9  * This library is free for commercial and non-commercial use as long as
  10  * the following conditions are aheared to.  The following conditions
  11  * apply to all code found in this distribution, be it the RC4, RSA,
  12  * lhash, DES, etc., code; not just the SSL code.  The SSL documentation
  13  * included with this distribution is covered by the same copyright terms
  14  * except that the holder is Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com).
  15  *
  16  * Copyright remains Eric Young's, and as such any Copyright notices in
  17  * the code are not to be removed.
  18  * If this package is used in a product, Eric Young should be given attribution
  19  * as the author of the parts of the library used.
  20  * This can be in the form of a textual message at program startup or
  21  * in documentation (online or textual) provided with the package.
  22  *
  23  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  24  * modification, are permitted provided that the following conditions
  25  * are met:
  26  * 1. Redistributions of source code must retain the copyright
  27  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  28  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  29  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  30  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  31  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  32  *    must display the following acknowledgement:
  33  *    "This product includes cryptographic software written by
  34  *     Eric Young (eay@cryptsoft.com)"
  35  *    The word 'cryptographic' can be left out if the rouines from the library
  36  *    being used are not cryptographic related :-).
  37  * 4. If you include any Windows specific code (or a derivative thereof) from
  38  *    the apps directory (application code) you must include an acknowledgement:
  39  *    "This product includes software written by Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com)"
  40  *
  41  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY ERIC YOUNG ``AS IS'' AND
  42  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  43  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  44  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  45  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  46  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  47  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  48  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  49  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  50  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  51  * SUCH DAMAGE.
  52  *
  53  * The licence and distribution terms for any publically available version or
  54  * derivative of this code cannot be changed.  i.e. this code cannot simply be
  55  * copied and put under another distribution licence
  56  * [including the GNU Public Licence.]
  57  */
  58 /* ====================================================================
  59  * Copyright (c) 1998-2001 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
  60  *
  61  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  62  * modification, are permitted provided that the following conditions
  63  * are met:
  64  *
  65  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  66  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  67  *
  68  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  69  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  70  *    the documentation and/or other materials provided with the
  71  *    distribution.
  72  *
  73  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
  74  *    software must display the following acknowledgment:
  75  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  76  *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.openssl.org/)"
  77  *
  78  * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
  79  *    endorse or promote products derived from this software without
  80  *    prior written permission. For written permission, please contact
  81  *    openssl-core@openssl.org.
  82  *
  83  * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
  84  *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
  85  *    permission of the OpenSSL Project.
  86  *
  87  * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
  88  *    acknowledgment:
  89  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  90  *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.openssl.org/)"
  91  *
  92  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
  93  * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  94  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  95  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
  96  * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  97  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  98  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  99  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
 100  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
 101  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
 102  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
 103  * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
 104  * ====================================================================
 105  *
 106  * This product includes cryptographic software written by Eric Young
 107  * (eay@cryptsoft.com).  This product includes software written by Tim
 108  * Hudson (tjh@cryptsoft.com).
 109  *
 110  */
 111
 112 #include "cryptlib.h"
 113 #include "bn_lcl.h"
 114
 115 static BIGNUM *euclid(BIGNUM *a, BIGNUM *b);
 116
 117 int BN_gcd(BIGNUM *r, const BIGNUM *in_a, const BIGNUM *in_b, BN_CTX *ctx)
 118         {
 119         BIGNUM *a,*b,*t;
 120         int ret=0;
 121
 122         bn_check_top(in_a);
 123         bn_check_top(in_b);
 124
 125         BN_CTX_start(ctx);
 126         a = BN_CTX_get(ctx);
 127         b = BN_CTX_get(ctx);
 128         if (a == NULL || b == NULL) goto err;
 129
 130         if (BN_copy(a,in_a) == NULL) goto err;
 131         if (BN_copy(b,in_b) == NULL) goto err;
 132         a->neg = 0;
 133         b->neg = 0;
 134
 135         if (BN_cmp(a,b) < 0) { t=a; a=b; b=t; }
 136         t=euclid(a,b);
 137         if (t == NULL) goto err;
 138
 139         if (BN_copy(r,t) == NULL) goto err;
 140         ret=1;
 141 err:
 142         BN_CTX_end(ctx);
 143         bn_check_top(r);
 144         return(ret);
 145         }
 146
 147 static BIGNUM *euclid(BIGNUM *a, BIGNUM *b)
 148         {
 149         BIGNUM *t;
 150         int shifts=0;
 151
 152         bn_check_top(a);
 153         bn_check_top(b);
 154
 155         /* 0 <= b <= a */
 156         while (!BN_is_zero(b))
 157                 {
 158                 /* 0 < b <= a */
 159
 160                 if (BN_is_odd(a))
 161                         {
 162                         if (BN_is_odd(b))
 163                                 {
 164                                 if (!BN_sub(a,a,b)) goto err;
 165                                 if (!BN_rshift1(a,a)) goto err;
 166                                 if (BN_cmp(a,b) < 0)
 167                                         { t=a; a=b; b=t; }
 168                                 }
 169                         else            /* a odd - b even */
 170                                 {
 171                                 if (!BN_rshift1(b,b)) goto err;
 172                                 if (BN_cmp(a,b) < 0)
 173                                         { t=a; a=b; b=t; }
 174                                 }
 175                         }
 176                 else                    /* a is even */
 177                         {
 178                         if (BN_is_odd(b))
 179                                 {
 180                                 if (!BN_rshift1(a,a)) goto err;
 181                                 if (BN_cmp(a,b) < 0)
 182                                         { t=a; a=b; b=t; }
 183                                 }
 184                         else            /* a even - b even */
 185                                 {
 186                                 if (!BN_rshift1(a,a)) goto err;
 187                                 if (!BN_rshift1(b,b)) goto err;
 188                                 shifts++;
 189                                 }
 190                         }
 191                 /* 0 <= b <= a */
 192                 }
 193
 194         if (shifts)
 195                 {
 196                 if (!BN_lshift(a,a,shifts)) goto err;
 197                 }
 198         bn_check_top(a);
 199         return(a);
 200 err:
 201         return(NULL);
 202         }
 203
 204
 205 /* solves ax == 1 (mod n) */
 206 static BIGNUM *BN_mod_inverse_no_branch(BIGNUM *in,
 207         const BIGNUM *a, const BIGNUM *n, BN_CTX *ctx);
 208 BIGNUM *BN_mod_inverse(BIGNUM *in,
 209         const BIGNUM *a, const BIGNUM *n, BN_CTX *ctx)
 210         {
 211         BIGNUM *A,*B,*X,*Y,*M,*D,*T,*R=NULL;
 212         BIGNUM *ret=NULL;
 213         int sign;
 214
 215         if ((BN_get_flags(a, BN_FLG_CONSTTIME) != 0) || (BN_get_flags(n, BN_FLG_CONSTTIME) != 0))
 216                 {
 217                 return BN_mod_inverse_no_branch(in, a, n, ctx);
 218                 }
 219
 220         bn_check_top(a);
 221         bn_check_top(n);
 222
 223         BN_CTX_start(ctx);
 224         A = BN_CTX_get(ctx);
 225         B = BN_CTX_get(ctx);
 226         X = BN_CTX_get(ctx);
 227         D = BN_CTX_get(ctx);
 228         M = BN_CTX_get(ctx);
 229         Y = BN_CTX_get(ctx);
 230         T = BN_CTX_get(ctx);
 231         if (T == NULL) goto err;
 232
 233         if (in == NULL)
 234                 R=BN_new();
 235         else
 236                 R=in;
 237         if (R == NULL) goto err;
 238
 239         BN_one(X);
 240         BN_zero(Y);
 241         if (BN_copy(B,a) == NULL) goto err;
 242         if (BN_copy(A,n) == NULL) goto err;
 243         A->neg = 0;
 244         if (B->neg || (BN_ucmp(B, A) >= 0))
 245                 {
 246                 if (!BN_nnmod(B, B, A, ctx)) goto err;
 247                 }
 248         sign = -1;
 249         /* From  B = a mod |n|,  A = |n|  it follows that
 250          *
 251          *      0 <= B < A,
 252          *     -sign*X*a  ==  B   (mod |n|),
 253          *      sign*Y*a  ==  A   (mod |n|).
 254          */
 255
 256         if (BN_is_odd(n) && (BN_num_bits(n) <= (BN_BITS <= 32 ? 450 : 2048)))
 257                 {
 258                 /* Binary inversion algorithm; requires odd modulus.
 259                  * This is faster than the general algorithm if the modulus
 260                  * is sufficiently small (about 400 .. 500 bits on 32-bit
 261                  * sytems, but much more on 64-bit systems) */
 262                 int shift;
 263
 264                 while (!BN_is_zero(B))
 265                         {
 266                         /*
 267                          *      0 < B < |n|,
 268                          *      0 < A <= |n|,
 269                          * (1) -sign*X*a  ==  B   (mod |n|),
 270                          * (2)  sign*Y*a  ==  A   (mod |n|)
 271                          */
 272
 273                         /* Now divide  B  by the maximum possible power of two in the integers,
 274                          * and divide  X  by the same value mod |n|.
 275                          * When we're done, (1) still holds. */
 276                         shift = 0;
 277                         while (!BN_is_bit_set(B, shift)) /* note that 0 < B */
 278                                 {
 279                                 shift++;
 280
 281                                 if (BN_is_odd(X))
 282                                         {
 283                                         if (!BN_uadd(X, X, n)) goto err;
 284                                         }
 285                                 /* now X is even, so we can easily divide it by two */
 286                                 if (!BN_rshift1(X, X)) goto err;
 287                                 }
 288                         if (shift > 0)
 289                                 {
 290                                 if (!BN_rshift(B, B, shift)) goto err;
 291                                 }
 292
 293
 294                         /* Same for  A  and  Y.  Afterwards, (2) still holds. */
 295                         shift = 0;
 296                         while (!BN_is_bit_set(A, shift)) /* note that 0 < A */
 297                                 {
 298                                 shift++;
 299
 300                                 if (BN_is_odd(Y))
 301                                         {
 302                                         if (!BN_uadd(Y, Y, n)) goto err;
 303                                         }
 304                                 /* now Y is even */
 305                                 if (!BN_rshift1(Y, Y)) goto err;
 306                                 }
 307                         if (shift > 0)
 308                                 {
 309                                 if (!BN_rshift(A, A, shift)) goto err;
 310                                 }
 311
 312
 313                         /* We still have (1) and (2).
 314                          * Both  A  and  B  are odd.
 315                          * The following computations ensure that
 316                          *
 317                          *     0 <= B < |n|,
 318                          *      0 < A < |n|,
 319                          * (1) -sign*X*a  ==  B   (mod |n|),
 320                          * (2)  sign*Y*a  ==  A   (mod |n|),
 321                          *
 322                          * and that either  A  or  B  is even in the next iteration.
 323                          */
 324                         if (BN_ucmp(B, A) >= 0)
 325                                 {
 326                                 /* -sign*(X + Y)*a == B - A  (mod |n|) */
 327                                 if (!BN_uadd(X, X, Y)) goto err;
 328                                 /* NB: we could use BN_mod_add_quick(X, X, Y, n), but that
 329                                  * actually makes the algorithm slower */
 330                                 if (!BN_usub(B, B, A)) goto err;
 331                                 }
 332                         else
 333                                 {
 334                                 /*  sign*(X + Y)*a == A - B  (mod |n|) */
 335                                 if (!BN_uadd(Y, Y, X)) goto err;
 336                                 /* as above, BN_mod_add_quick(Y, Y, X, n) would slow things down */
 337                                 if (!BN_usub(A, A, B)) goto err;
 338                                 }
 339                         }
 340                 }
 341         else
 342                 {
 343                 /* general inversion algorithm */
 344
 345                 while (!BN_is_zero(B))
 346                         {
 347                         BIGNUM *tmp;
 348
 349                         /*
 350                          *      0 < B < A,
 351                          * (*) -sign*X*a  ==  B   (mod |n|),
 352                          *      sign*Y*a  ==  A   (mod |n|)
 353                          */
 354
 355                         /* (D, M) := (A/B, A%B) ... */
 356                         if (BN_num_bits(A) == BN_num_bits(B))
 357                                 {
 358                                 if (!BN_one(D)) goto err;
 359                                 if (!BN_sub(M,A,B)) goto err;
 360                                 }
 361                         else if (BN_num_bits(A) == BN_num_bits(B) + 1)
 362                                 {
 363                                 /* A/B is 1, 2, or 3 */
 364                                 if (!BN_lshift1(T,B)) goto err;
 365                                 if (BN_ucmp(A,T) < 0)
 366                                         {
 367                                         /* A < 2*B, so D=1 */
 368                                         if (!BN_one(D)) goto err;
 369                                         if (!BN_sub(M,A,B)) goto err;
 370                                         }
 371                                 else
 372                                         {
 373                                         /* A >= 2*B, so D=2 or D=3 */
 374                                         if (!BN_sub(M,A,T)) goto err;
 375                                         if (!BN_add(D,T,B)) goto err; /* use D (:= 3*B) as temp */
 376                                         if (BN_ucmp(A,D) < 0)
 377                                                 {
 378                                                 /* A < 3*B, so D=2 */
 379                                                 if (!BN_set_word(D,2)) goto err;
 380                                                 /* M (= A - 2*B) already has the correct value */
 381                                                 }
 382                                         else
 383                                                 {
 384                                                 /* only D=3 remains */
 385                                                 if (!BN_set_word(D,3)) goto err;
 386                                                 /* currently  M = A - 2*B,  but we need  M = A - 3*B */
 387                                                 if (!BN_sub(M,M,B)) goto err;
 388                                                 }
 389                                         }
 390                                 }
 391                         else
 392                                 {
 393                                 if (!BN_div(D,M,A,B,ctx)) goto err;
 394                                 }
 395
 396                         /* Now
 397                          *      A = D*B + M;
 398                          * thus we have
 399                          * (**)  sign*Y*a  ==  D*B + M   (mod |n|).
 400                          */
 401
 402                         tmp=A; /* keep the BIGNUM object, the value does not matter */
 403
 404                         /* (A, B) := (B, A mod B) ... */
 405                         A=B;
 406                         B=M;
 407                         /* ... so we have  0 <= B < A  again */
 408
 409                         /* Since the former  M  is now  B  and the former  B  is now  A,
 410                          * (**) translates into
 411                          *       sign*Y*a  ==  D*A + B    (mod |n|),
 412                          * i.e.
 413                          *       sign*Y*a - D*A  ==  B    (mod |n|).
 414                          * Similarly, (*) translates into
 415                          *      -sign*X*a  ==  A          (mod |n|).
 416                          *
 417                          * Thus,
 418                          *   sign*Y*a + D*sign*X*a  ==  B  (mod |n|),
 419                          * i.e.
 420                          *        sign*(Y + D*X)*a  ==  B  (mod |n|).
 421                          *
 422                          * So if we set  (X, Y, sign) := (Y + D*X, X, -sign),  we arrive back at
 423                          *      -sign*X*a  ==  B   (mod |n|),
 424                          *       sign*Y*a  ==  A   (mod |n|).
 425                          * Note that  X  and  Y  stay non-negative all the time.
 426                          */
 427
 428                         /* most of the time D is very small, so we can optimize tmp := D*X+Y */
 429                         if (BN_is_one(D))
 430                                 {
 431                                 if (!BN_add(tmp,X,Y)) goto err;
 432                                 }
 433                         else
 434                                 {
 435                                 if (BN_is_word(D,2))
 436                                         {
 437                                         if (!BN_lshift1(tmp,X)) goto err;
 438                                         }
 439                                 else if (BN_is_word(D,4))
 440                                         {
 441                                         if (!BN_lshift(tmp,X,2)) goto err;
 442                                         }
 443                                 else if (D->top == 1)
 444                                         {
 445                                         if (!BN_copy(tmp,X)) goto err;
 446                                         if (!BN_mul_word(tmp,D->d[0])) goto err;
 447                                         }
 448                                 else
 449                                         {
 450                                         if (!BN_mul(tmp,D,X,ctx)) goto err;
 451                                         }
 452                                 if (!BN_add(tmp,tmp,Y)) goto err;
 453                                 }
 454
 455                         M=Y; /* keep the BIGNUM object, the value does not matter */
 456                         Y=X;
 457                         X=tmp;
 458                         sign = -sign;
 459                         }
 460                 }
 461
 462         /*
 463          * The while loop (Euclid's algorithm) ends when
 464          *      A == gcd(a,n);
 465          * we have
 466          *       sign*Y*a  ==  A  (mod |n|),
 467          * where  Y  is non-negative.
 468          */
 469
 470         if (sign < 0)
 471                 {
 472                 if (!BN_sub(Y,n,Y)) goto err;
 473                 }
 474         /* Now  Y*a  ==  A  (mod |n|).  */
 475
 476
 477         if (BN_is_one(A))
 478                 {
 479                 /* Y*a == 1  (mod |n|) */
 480                 if (!Y->neg && BN_ucmp(Y,n) < 0)
 481                         {
 482                         if (!BN_copy(R,Y)) goto err;
 483                         }
 484                 else
 485                         {
 486                         if (!BN_nnmod(R,Y,n,ctx)) goto err;
 487                         }
 488                 }
 489         else
 490                 {
 491                 BNerr(BN_F_BN_MOD_INVERSE,BN_R_NO_INVERSE);
 492                 goto err;
 493                 }
 494         ret=R;
 495 err:
 496         if ((ret == NULL) && (in == NULL)) BN_free(R);
 497         BN_CTX_end(ctx);
 498         bn_check_top(ret);
 499         return(ret);
 500         }
 501
 502
 503 /* BN_mod_inverse_no_branch is a special version of BN_mod_inverse.
 504  * It does not contain branches that may leak sensitive information.
 505  */
 506 static BIGNUM *BN_mod_inverse_no_branch(BIGNUM *in,
 507         const BIGNUM *a, const BIGNUM *n, BN_CTX *ctx)
 508         {
 509         BIGNUM *A,*B,*X,*Y,*M,*D,*T,*R=NULL;
 510         BIGNUM local_A, local_B;
 511         BIGNUM *pA, *pB;
 512         BIGNUM *ret=NULL;
 513         int sign;
 514
 515         bn_check_top(a);
 516         bn_check_top(n);
 517
 518         BN_CTX_start(ctx);
 519         A = BN_CTX_get(ctx);
 520         B = BN_CTX_get(ctx);
 521         X = BN_CTX_get(ctx);
 522         D = BN_CTX_get(ctx);
 523         M = BN_CTX_get(ctx);
 524         Y = BN_CTX_get(ctx);
 525         T = BN_CTX_get(ctx);
 526         if (T == NULL) goto err;
 527
 528         if (in == NULL)
 529                 R=BN_new();
 530         else
 531                 R=in;
 532         if (R == NULL) goto err;
 533
 534         BN_one(X);
 535         BN_zero(Y);
 536         if (BN_copy(B,a) == NULL) goto err;
 537         if (BN_copy(A,n) == NULL) goto err;
 538         A->neg = 0;
 539
 540         if (B->neg || (BN_ucmp(B, A) >= 0))
 541                 {
 542                 /* Turn BN_FLG_CONSTTIME flag on, so that when BN_div is invoked,
 543                  * BN_div_no_branch will be called eventually.
 544                  */
 545                 pB = &local_B;
 546                 BN_with_flags(pB, B, BN_FLG_CONSTTIME);
 547                 if (!BN_nnmod(B, pB, A, ctx)) goto err;
 548                 }
 549         sign = -1;
 550         /* From  B = a mod |n|,  A = |n|  it follows that
 551          *
 552          *      0 <= B < A,
 553          *     -sign*X*a  ==  B   (mod |n|),
 554          *      sign*Y*a  ==  A   (mod |n|).
 555          */
 556
 557         while (!BN_is_zero(B))
 558                 {
 559                 BIGNUM *tmp;
 560
 561                 /*
 562                  *      0 < B < A,
 563                  * (*) -sign*X*a  ==  B   (mod |n|),
 564                  *      sign*Y*a  ==  A   (mod |n|)
 565                  */
 566
 567                 /* Turn BN_FLG_CONSTTIME flag on, so that when BN_div is invoked,
 568                  * BN_div_no_branch will be called eventually.
 569                  */
 570                 pA = &local_A;
 571                 BN_with_flags(pA, A, BN_FLG_CONSTTIME);
 572
 573                 /* (D, M) := (A/B, A%B) ... */
 574                 if (!BN_div(D,M,pA,B,ctx)) goto err;
 575
 576                 /* Now
 577                  *      A = D*B + M;
 578                  * thus we have
 579                  * (**)  sign*Y*a  ==  D*B + M   (mod |n|).
 580                  */
 581
 582                 tmp=A; /* keep the BIGNUM object, the value does not matter */
 583
 584                 /* (A, B) := (B, A mod B) ... */
 585                 A=B;
 586                 B=M;
 587                 /* ... so we have  0 <= B < A  again */
 588
 589                 /* Since the former  M  is now  B  and the former  B  is now  A,
 590                  * (**) translates into
 591                  *       sign*Y*a  ==  D*A + B    (mod |n|),
 592                  * i.e.
 593                  *       sign*Y*a - D*A  ==  B    (mod |n|).
 594                  * Similarly, (*) translates into
 595                  *      -sign*X*a  ==  A          (mod |n|).
 596                  *
 597                  * Thus,
 598                  *   sign*Y*a + D*sign*X*a  ==  B  (mod |n|),
 599                  * i.e.
 600                  *        sign*(Y + D*X)*a  ==  B  (mod |n|).
 601                  *
 602                  * So if we set  (X, Y, sign) := (Y + D*X, X, -sign),  we arrive back at
 603                  *      -sign*X*a  ==  B   (mod |n|),
 604                  *       sign*Y*a  ==  A   (mod |n|).
 605                  * Note that  X  and  Y  stay non-negative all the time.
 606                  */
 607
 608                 if (!BN_mul(tmp,D,X,ctx)) goto err;
 609                 if (!BN_add(tmp,tmp,Y)) goto err;
 610
 611                 M=Y; /* keep the BIGNUM object, the value does not matter */
 612                 Y=X;
 613                 X=tmp;
 614                 sign = -sign;
 615                 }
 616
 617         /*
 618          * The while loop (Euclid's algorithm) ends when
 619          *      A == gcd(a,n);
 620          * we have
 621          *       sign*Y*a  ==  A  (mod |n|),
 622          * where  Y  is non-negative.
 623          */
 624
 625         if (sign < 0)
 626                 {
 627                 if (!BN_sub(Y,n,Y)) goto err;
 628                 }
 629         /* Now  Y*a  ==  A  (mod |n|).  */
 630
 631         if (BN_is_one(A))
 632                 {
 633                 /* Y*a == 1  (mod |n|) */
 634                 if (!Y->neg && BN_ucmp(Y,n) < 0)
 635                         {
 636                         if (!BN_copy(R,Y)) goto err;
 637                         }
 638                 else
 639                         {
 640                         if (!BN_nnmod(R,Y,n,ctx)) goto err;
 641                         }
 642                 }
 643         else
 644                 {
 645                 BNerr(BN_F_BN_MOD_INVERSE_NO_BRANCH,BN_R_NO_INVERSE);
 646                 goto err;
 647                 }
 648         ret=R;
 649 err:
 650         if ((ret == NULL) && (in == NULL)) BN_free(R);
 651         BN_CTX_end(ctx);
 652         bn_check_top(ret);
 653         return(ret);
 654         }