b8fbbc83869fa8a7f43c7d9cc3b8c21f7f729cdd
[openssl.git] / crypto / bn / bn_rand.c
1 /* crypto/bn/bn_rand.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 #include <stdio.h>
60 #include <time.h>
61 #include "cryptlib.h"
62 #include "bn_lcl.h"
63 #include <openssl/rand.h>
64
65 static int bnrand(int pseudorand, BIGNUM *rnd, int bits, int top, int bottom)
66         {
67         unsigned char *buf=NULL;
68         int ret=0,bit,bytes,mask;
69         time_t tim;
70
71         if (bits == 0)
72                 {
73                 BN_zero(rnd);
74                 return 1;
75                 }
76
77         bytes=(bits+7)/8;
78         bit=(bits-1)%8;
79         mask=0xff<<bit;
80
81         buf=(unsigned char *)OPENSSL_malloc(bytes);
82         if (buf == NULL)
83                 {
84                 BNerr(BN_F_BN_RAND,ERR_R_MALLOC_FAILURE);
85                 goto err;
86                 }
87
88         /* make a random number and set the top and bottom bits */
89         time(&tim);
90         RAND_add(&tim,sizeof(tim),0);
91
92         if (pseudorand)
93                 {
94                 if (RAND_pseudo_bytes(buf, bytes) == -1)
95                         goto err;
96                 }
97         else
98                 {
99                 if (RAND_bytes(buf, bytes) <= 0)
100                         goto err;
101                 }
102
103 #if 1
104         if (pseudorand == 2)
105                 {
106                 /* generate patterns that are more likely to trigger BN
107                    library bugs */
108                 int i;
109                 unsigned char c;
110
111                 for (i = 0; i < bytes; i++)
112                         {
113                         RAND_pseudo_bytes(&c, 1);
114                         if (c >= 128 && i > 0)
115                                 buf[i] = buf[i-1];
116                         else if (c < 42)
117                                 buf[i] = 0;
118                         else if (c < 84)
119                                 buf[i] = 255;
120                         }
121                 }
122 #endif
123
124         if (top != -1)
125                 {
126                 if (top)
127                         {
128                         if (bit == 0)
129                                 {
130                                 buf[0]=1;
131                                 buf[1]|=0x80;
132                                 }
133                         else
134                                 {
135                                 buf[0]|=(3<<(bit-1));
136                                 buf[0]&= ~(mask<<1);
137                                 }
138                         }
139                 else
140                         {
141                         buf[0]|=(1<<bit);
142                         buf[0]&= ~(mask<<1);
143                         }
144                 }
145         if (bottom) /* set bottom bits to whatever odd is */
146                 buf[bytes-1]|=1;
147         if (!BN_bin2bn(buf,bytes,rnd)) goto err;
148         ret=1;
149 err:
150         if (buf != NULL)
151                 {
152                 memset(buf,0,bytes);
153                 OPENSSL_free(buf);
154                 }
155         return(ret);
156         }
157
158 int     BN_rand(BIGNUM *rnd, int bits, int top, int bottom)
159         {
160         return bnrand(0, rnd, bits, top, bottom);
161         }
162
163 int     BN_pseudo_rand(BIGNUM *rnd, int bits, int top, int bottom)
164         {
165         return bnrand(1, rnd, bits, top, bottom);
166         }
167
168 #if 1
169 int     BN_bntest_rand(BIGNUM *rnd, int bits, int top, int bottom)
170         {
171         return bnrand(2, rnd, bits, top, bottom);
172         }
173 #endif
174
175
176 /* random number r:  0 <= r < range */
177 int     BN_rand_range(BIGNUM *r, BIGNUM *range)
178         {
179         int n;
180
181         if (range->neg || BN_is_zero(range))
182                 {
183                 BNerr(BN_F_BN_RAND_RANGE, BN_R_INVALID_RANGE);
184                 return 0;
185                 }
186
187         n = BN_num_bits(range); /* n > 0 */
188
189         if (n == 1)
190                 {
191                 if (!BN_zero(r)) return 0;
192                 }
193         else if (BN_is_bit_set(range, n - 2))
194                 {
195                 do
196                         {
197                         /* range = 11..._2, so each iteration succeeds with probability >= .75 */
198                         if (!BN_rand(r, n, -1, 0)) return 0;
199                         }
200                 while (BN_cmp(r, range) >= 0);
201                 }
202         else
203                 {
204                 /* range = 10..._2,
205                  * so  3*range (= 11..._2)  is exactly one bit longer than  range */
206                 do
207                         {
208                         if (!BN_rand(r, n + 1, -1, 0)) return 0;
209                         /* If  r < 3*range,  use  r := r MOD range
210                          * (which is either  r, r - range,  or  r - 2*range).
211                          * Otherwise, iterate once more.
212                          * Since  3*range = 11..._2, each iteration succeeds with
213                          * probability >= .75. */
214                         if (BN_cmp(r ,range) >= 0)
215                                 {
216                                 if (!BN_sub(r, r, range)) return 0;
217                                 if (BN_cmp(r, range) >= 0)
218                                         if (!BN_sub(r, r, range)) return 0;
219                                 }
220                         }
221                 while (BN_cmp(r, range) >= 0);
222                 }
223
224         return 1;
225         }