Ensure we test all parameters for BN_FLG_CONSTTIME
[openssl.git] / crypto / bn / bn_intern.c
1 /*
2  * Copyright 2014-2016 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 "internal/cryptlib.h"
11 #include "bn_lcl.h"
12
13 /*
14  * Determine the modified width-(w+1) Non-Adjacent Form (wNAF) of 'scalar'.
15  * This is an array  r[]  of values that are either zero or odd with an
16  * absolute value less than  2^w  satisfying
17  *     scalar = \sum_j r[j]*2^j
18  * where at most one of any  w+1  consecutive digits is non-zero
19  * with the exception that the most significant digit may be only
20  * w-1 zeros away from that next non-zero digit.
21  */
22 signed char *bn_compute_wNAF(const BIGNUM *scalar, int w, size_t *ret_len)
23 {
24     int window_val;
25     signed char *r = NULL;
26     int sign = 1;
27     int bit, next_bit, mask;
28     size_t len = 0, j;
29
30     if (BN_is_zero(scalar)) {
31         r = OPENSSL_malloc(1);
32         if (r == NULL) {
33             BNerr(BN_F_BN_COMPUTE_WNAF, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
34             goto err;
35         }
36         r[0] = 0;
37         *ret_len = 1;
38         return r;
39     }
40
41     if (w <= 0 || w > 7) {      /* 'signed char' can represent integers with
42                                  * absolute values less than 2^7 */
43         BNerr(BN_F_BN_COMPUTE_WNAF, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
44         goto err;
45     }
46     bit = 1 << w;               /* at most 128 */
47     next_bit = bit << 1;        /* at most 256 */
48     mask = next_bit - 1;        /* at most 255 */
49
50     if (BN_is_negative(scalar)) {
51         sign = -1;
52     }
53
54     if (scalar->d == NULL || scalar->top == 0) {
55         BNerr(BN_F_BN_COMPUTE_WNAF, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
56         goto err;
57     }
58
59     len = BN_num_bits(scalar);
60     r = OPENSSL_malloc(len + 1); /*
61                                   * Modified wNAF may be one digit longer than binary representation
62                                   * (*ret_len will be set to the actual length, i.e. at most
63                                   * BN_num_bits(scalar) + 1)
64                                   */
65     if (r == NULL) {
66         BNerr(BN_F_BN_COMPUTE_WNAF, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
67         goto err;
68     }
69     window_val = scalar->d[0] & mask;
70     j = 0;
71     while ((window_val != 0) || (j + w + 1 < len)) { /* if j+w+1 >= len,
72                                                       * window_val will not
73                                                       * increase */
74         int digit = 0;
75
76         /* 0 <= window_val <= 2^(w+1) */
77
78         if (window_val & 1) {
79             /* 0 < window_val < 2^(w+1) */
80
81             if (window_val & bit) {
82                 digit = window_val - next_bit; /* -2^w < digit < 0 */
83
84 #if 1                           /* modified wNAF */
85                 if (j + w + 1 >= len) {
86                     /*
87                      * Special case for generating modified wNAFs:
88                      * no new bits will be added into window_val,
89                      * so using a positive digit here will decrease
90                      * the total length of the representation
91                      */
92
93                     digit = window_val & (mask >> 1); /* 0 < digit < 2^w */
94                 }
95 #endif
96             } else {
97                 digit = window_val; /* 0 < digit < 2^w */
98             }
99
100             if (digit <= -bit || digit >= bit || !(digit & 1)) {
101                 BNerr(BN_F_BN_COMPUTE_WNAF, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
102                 goto err;
103             }
104
105             window_val -= digit;
106
107             /*
108              * now window_val is 0 or 2^(w+1) in standard wNAF generation;
109              * for modified window NAFs, it may also be 2^w
110              */
111             if (window_val != 0 && window_val != next_bit
112                 && window_val != bit) {
113                 BNerr(BN_F_BN_COMPUTE_WNAF, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
114                 goto err;
115             }
116         }
117
118         r[j++] = sign * digit;
119
120         window_val >>= 1;
121         window_val += bit * BN_is_bit_set(scalar, j + w);
122
123         if (window_val > next_bit) {
124             BNerr(BN_F_BN_COMPUTE_WNAF, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
125             goto err;
126         }
127     }
128
129     if (j > len + 1) {
130         BNerr(BN_F_BN_COMPUTE_WNAF, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
131         goto err;
132     }
133     *ret_len = j;
134     return r;
135
136  err:
137     OPENSSL_free(r);
138     return NULL;
139 }
140
141 int bn_get_top(const BIGNUM *a)
142 {
143     return a->top;
144 }
145
146 int bn_get_dmax(const BIGNUM *a)
147 {
148     return a->dmax;
149 }
150
151 void bn_set_all_zero(BIGNUM *a)
152 {
153     int i;
154
155     for (i = a->top; i < a->dmax; i++)
156         a->d[i] = 0;
157 }
158
159 int bn_copy_words(BN_ULONG *out, const BIGNUM *in, int size)
160 {
161     if (in->top > size)
162         return 0;
163
164     memset(out, 0, sizeof(*out) * size);
165     if (in->d != NULL)
166         memcpy(out, in->d, sizeof(*out) * in->top);
167     return 1;
168 }
169
170 BN_ULONG *bn_get_words(const BIGNUM *a)
171 {
172     return a->d;
173 }
174
175 void bn_set_static_words(BIGNUM *a, BN_ULONG *words, int size)
176 {
177     a->d = words;
178     a->dmax = a->top = size;
179     a->neg = 0;
180     a->flags |= BN_FLG_STATIC_DATA;
181     bn_correct_top(a);
182 }
183
184 int bn_set_words(BIGNUM *a, BN_ULONG *words, int num_words)
185 {
186     if (bn_wexpand(a, num_words) == NULL) {
187         BNerr(BN_F_BN_SET_WORDS, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
188         return 0;
189     }
190
191     memcpy(a->d, words, sizeof(BN_ULONG) * num_words);
192     a->top = num_words;
193     bn_correct_top(a);
194     return 1;
195 }