crypto/bn/bn_recp.c

   1 /* crypto/bn/bn_recp.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 "cryptlib.h"
  61 #include "bn_lcl.h"
  62
  63 void BN_RECP_CTX_init(recp)
  64 BN_RECP_CTX *recp;
  65         {
  66         BN_init(&(recp->N));
  67         BN_init(&(recp->Nr));
  68         recp->num_bits=0;
  69         recp->flags=0;
  70         }
  71
  72 BN_RECP_CTX *BN_RECP_CTX_new()
  73         {
  74         BN_RECP_CTX *ret;
  75
  76         if ((ret=(BN_RECP_CTX *)Malloc(sizeof(BN_RECP_CTX))) == NULL)
  77                 return(NULL);
  78
  79         BN_RECP_CTX_init(ret);
  80         ret->flags=BN_FLG_MALLOCED;
  81         return(ret);
  82         }
  83
  84 void BN_RECP_CTX_free(recp)
  85 BN_RECP_CTX *recp;
  86         {
  87         BN_free(&(recp->N));
  88         BN_free(&(recp->Nr));
  89         if (recp->flags & BN_FLG_MALLOCED)
  90                 Free(recp);
  91         }
  92
  93 int BN_RECP_CTX_set(recp,d,ctx)
  94 BN_RECP_CTX *recp;
  95 BIGNUM *d;
  96 BN_CTX *ctx;
  97         {
  98         BN_copy(&(recp->N),d);
  99         BN_zero(&(recp->Nr));
 100         recp->num_bits=BN_num_bits(d);
 101         recp->shift=0;
 102         return(1);
 103         }
 104
 105 int BN_mod_mul_reciprocal(r, x, y, recp, ctx)
 106 BIGNUM *r;
 107 BIGNUM *x;
 108 BIGNUM *y;
 109 BN_RECP_CTX *recp;
 110 BN_CTX *ctx;
 111         {
 112         int ret=0;
 113         BIGNUM *a;
 114
 115         a= &(ctx->bn[ctx->tos++]);
 116         if (y != NULL)
 117                 {
 118                 if (x == y)
 119                         { if (!BN_sqr(a,x,ctx)) goto err; }
 120                 else
 121                         { if (!BN_mul(a,x,y,ctx)) goto err; }
 122                 }
 123         else
 124                 a=x; /* Just do the mod */
 125
 126         BN_div_recp(NULL,r,a,recp,ctx);
 127         ret=1;
 128 err:
 129         ctx->tos--;
 130         return(ret);
 131         }
 132
 133 int BN_div_recp(dv,rem,m,recp,ctx)
 134 BIGNUM *dv;
 135 BIGNUM *rem;
 136 BIGNUM *m;
 137 BN_RECP_CTX *recp;
 138 BN_CTX *ctx;
 139         {
 140         int i,j,tos,ret=0,ex;
 141         BIGNUM *a,*b,*d,*r;
 142
 143         tos=ctx->tos;
 144         a= &(ctx->bn[ctx->tos++]);
 145         b= &(ctx->bn[ctx->tos++]);
 146         if (dv != NULL)
 147                 d=dv;
 148         else
 149                 d= &(ctx->bn[ctx->tos++]);
 150         if (rem != NULL)
 151                 r=rem;
 152         else
 153                 r= &(ctx->bn[ctx->tos++]);
 154
 155         if (BN_ucmp(m,&(recp->N)) < 0)
 156                 {
 157                 BN_zero(d);
 158                 BN_copy(r,m);
 159                 ctx->tos=tos;
 160                 return(1);
 161                 }
 162
 163         /* We want the remainder
 164          * Given input of ABCDEF / ab
 165          * we need multiply ABCDEF by 3 digests of the reciprocal of ab
 166          *
 167          */
 168         i=BN_num_bits(m);
 169
 170         j=recp->num_bits*2;
 171         if (j > i)
 172                 {
 173                 i=j;
 174                 ex=0;
 175                 }
 176         else
 177                 {
 178                 ex=(i-j)/2;
 179                 }
 180
 181         j=i/2;
 182
 183         if (i != recp->shift)
 184                 recp->shift=BN_reciprocal(&(recp->Nr),&(recp->N),
 185                         i,ctx);
 186
 187         if (!BN_rshift(a,m,j-ex)) goto err;
 188         if (!BN_mul(b,a,&(recp->Nr),ctx)) goto err;
 189         if (!BN_rshift(d,b,j+ex)) goto err;
 190         d->neg=0;
 191         if (!BN_mul(b,&(recp->N),d,ctx)) goto err;
 192         if (!BN_usub(r,m,b)) goto err;
 193         r->neg=0;
 194
 195         j=0;
 196 #if 1
 197         while (BN_ucmp(r,&(recp->N)) >= 0)
 198                 {
 199                 if (j++ > 2)
 200                         {
 201                         BNerr(BN_F_BN_MOD_MUL_RECIPROCAL,BN_R_BAD_RECIPROCAL);
 202                         goto err;
 203                         }
 204                 if (!BN_usub(r,r,&(recp->N))) goto err;
 205                 if (!BN_add_word(d,1)) goto err;
 206                 }
 207 #endif
 208
 209         r->neg=BN_is_zero(r)?0:m->neg;
 210         d->neg=m->neg^recp->N.neg;
 211         ret=1;
 212 err:
 213         ctx->tos=tos;
 214         return(ret);
 215         }
 216
 217 /* len is the expected size of the result
 218  * We actually calculate with an extra word of precision, so
 219  * we can do faster division if the remainder is not required.
 220  */
 221 int BN_reciprocal(r,m,len,ctx)
 222 BIGNUM *r;
 223 BIGNUM *m;
 224 int len;
 225 BN_CTX *ctx;
 226         {
 227         int ret= -1;
 228         BIGNUM t;
 229
 230         BN_init(&t);
 231
 232         BN_zero(&t);
 233         if (!BN_set_bit(&t,len)) goto err;
 234
 235         if (!BN_div(r,NULL,&t,m,ctx)) goto err;
 236         ret=len;
 237 err:
 238         BN_free(&t);
 239         return(ret);
 240         }
 241