Don't free the BIGNUM passed to BN_mpi2bn
[openssl.git] / crypto / bn / bn_x931p.c
1 /*
2  * Written by Dr Stephen N Henson (steve@openssl.org) for the OpenSSL project
3  * 2005.
4  */
5 /* ====================================================================
6  * Copyright (c) 2005 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
7  *
8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
9  * modification, are permitted provided that the following conditions
10  * are met:
11  *
12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
14  *
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
17  *    the documentation and/or other materials provided with the
18  *    distribution.
19  *
20  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
21  *    software must display the following acknowledgment:
22  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
23  *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.OpenSSL.org/)"
24  *
25  * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
26  *    endorse or promote products derived from this software without
27  *    prior written permission. For written permission, please contact
28  *    licensing@OpenSSL.org.
29  *
30  * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
31  *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
32  *    permission of the OpenSSL Project.
33  *
34  * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
35  *    acknowledgment:
36  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
37  *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.OpenSSL.org/)"
38  *
39  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
40  * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
41  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
42  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
43  * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
44  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
45  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
46  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
47  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
48  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
49  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
50  * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
51  * ====================================================================
52  *
53  * This product includes cryptographic software written by Eric Young
54  * (eay@cryptsoft.com).  This product includes software written by Tim
55  * Hudson (tjh@cryptsoft.com).
56  *
57  */
58
59 #include <stdio.h>
60 #include <openssl/bn.h>
61 #include "bn_lcl.h"
62
63 /* X9.31 routines for prime derivation */
64
65 /*
66  * X9.31 prime derivation. This is used to generate the primes pi (p1, p2,
67  * q1, q2) from a parameter Xpi by checking successive odd integers.
68  */
69
70 static int bn_x931_derive_pi(BIGNUM *pi, const BIGNUM *Xpi, BN_CTX *ctx,
71                              BN_GENCB *cb)
72 {
73     int i = 0;
74     if (!BN_copy(pi, Xpi))
75         return 0;
76     if (!BN_is_odd(pi) && !BN_add_word(pi, 1))
77         return 0;
78     for (;;) {
79         i++;
80         BN_GENCB_call(cb, 0, i);
81         /* NB 27 MR is specified in X9.31 */
82         if (BN_is_prime_fasttest_ex(pi, 27, ctx, 1, cb))
83             break;
84         if (!BN_add_word(pi, 2))
85             return 0;
86     }
87     BN_GENCB_call(cb, 2, i);
88     return 1;
89 }
90
91 /*
92  * This is the main X9.31 prime derivation function. From parameters Xp1, Xp2
93  * and Xp derive the prime p. If the parameters p1 or p2 are not NULL they
94  * will be returned too: this is needed for testing.
95  */
96
97 int BN_X931_derive_prime_ex(BIGNUM *p, BIGNUM *p1, BIGNUM *p2,
98                             const BIGNUM *Xp, const BIGNUM *Xp1,
99                             const BIGNUM *Xp2, const BIGNUM *e, BN_CTX *ctx,
100                             BN_GENCB *cb)
101 {
102     int ret = 0;
103
104     BIGNUM *t, *p1p2, *pm1;
105
106     /* Only even e supported */
107     if (!BN_is_odd(e))
108         return 0;
109
110     BN_CTX_start(ctx);
111     if (!p1)
112         p1 = BN_CTX_get(ctx);
113
114     if (!p2)
115         p2 = BN_CTX_get(ctx);
116
117     t = BN_CTX_get(ctx);
118
119     p1p2 = BN_CTX_get(ctx);
120
121     pm1 = BN_CTX_get(ctx);
122
123     if (!bn_x931_derive_pi(p1, Xp1, ctx, cb))
124         goto err;
125
126     if (!bn_x931_derive_pi(p2, Xp2, ctx, cb))
127         goto err;
128
129     if (!BN_mul(p1p2, p1, p2, ctx))
130         goto err;
131
132     /* First set p to value of Rp */
133
134     if (!BN_mod_inverse(p, p2, p1, ctx))
135         goto err;
136
137     if (!BN_mul(p, p, p2, ctx))
138         goto err;
139
140     if (!BN_mod_inverse(t, p1, p2, ctx))
141         goto err;
142
143     if (!BN_mul(t, t, p1, ctx))
144         goto err;
145
146     if (!BN_sub(p, p, t))
147         goto err;
148
149     if (p->neg && !BN_add(p, p, p1p2))
150         goto err;
151
152     /* p now equals Rp */
153
154     if (!BN_mod_sub(p, p, Xp, p1p2, ctx))
155         goto err;
156
157     if (!BN_add(p, p, Xp))
158         goto err;
159
160     /* p now equals Yp0 */
161
162     for (;;) {
163         int i = 1;
164         BN_GENCB_call(cb, 0, i++);
165         if (!BN_copy(pm1, p))
166             goto err;
167         if (!BN_sub_word(pm1, 1))
168             goto err;
169         if (!BN_gcd(t, pm1, e, ctx))
170             goto err;
171         if (BN_is_one(t)
172             /*
173              * X9.31 specifies 8 MR and 1 Lucas test or any prime test
174              * offering similar or better guarantees 50 MR is considerably
175              * better.
176              */
177             && BN_is_prime_fasttest_ex(p, 50, ctx, 1, cb))
178             break;
179         if (!BN_add(p, p, p1p2))
180             goto err;
181     }
182
183     BN_GENCB_call(cb, 3, 0);
184
185     ret = 1;
186
187  err:
188
189     BN_CTX_end(ctx);
190
191     return ret;
192 }
193
194 /*
195  * Generate pair of parameters Xp, Xq for X9.31 prime generation. Note: nbits
196  * parameter is sum of number of bits in both.
197  */
198
199 int BN_X931_generate_Xpq(BIGNUM *Xp, BIGNUM *Xq, int nbits, BN_CTX *ctx)
200 {
201     BIGNUM *t;
202     int i;
203     /*
204      * Number of bits for each prime is of the form 512+128s for s = 0, 1,
205      * ...
206      */
207     if ((nbits < 1024) || (nbits & 0xff))
208         return 0;
209     nbits >>= 1;
210     /*
211      * The random value Xp must be between sqrt(2) * 2^(nbits-1) and 2^nbits
212      * - 1. By setting the top two bits we ensure that the lower bound is
213      * exceeded.
214      */
215     if (!BN_rand(Xp, nbits, 1, 0))
216         goto err;
217
218     BN_CTX_start(ctx);
219     t = BN_CTX_get(ctx);
220
221     for (i = 0; i < 1000; i++) {
222         if (!BN_rand(Xq, nbits, 1, 0))
223             goto err;
224         /* Check that |Xp - Xq| > 2^(nbits - 100) */
225         BN_sub(t, Xp, Xq);
226         if (BN_num_bits(t) > (nbits - 100))
227             break;
228     }
229
230     BN_CTX_end(ctx);
231
232     if (i < 1000)
233         return 1;
234
235     return 0;
236
237  err:
238     BN_CTX_end(ctx);
239     return 0;
240 }
241
242 /*
243  * Generate primes using X9.31 algorithm. Of the values p, p1, p2, Xp1 and
244  * Xp2 only 'p' needs to be non-NULL. If any of the others are not NULL the
245  * relevant parameter will be stored in it. Due to the fact that |Xp - Xq| >
246  * 2^(nbits - 100) must be satisfied Xp and Xq are generated using the
247  * previous function and supplied as input.
248  */
249
250 int BN_X931_generate_prime_ex(BIGNUM *p, BIGNUM *p1, BIGNUM *p2,
251                               BIGNUM *Xp1, BIGNUM *Xp2,
252                               const BIGNUM *Xp,
253                               const BIGNUM *e, BN_CTX *ctx, BN_GENCB *cb)
254 {
255     int ret = 0;
256
257     BN_CTX_start(ctx);
258     if (!Xp1)
259         Xp1 = BN_CTX_get(ctx);
260     if (!Xp2)
261         Xp2 = BN_CTX_get(ctx);
262
263     if (!BN_rand(Xp1, 101, 0, 0))
264         goto error;
265     if (!BN_rand(Xp2, 101, 0, 0))
266         goto error;
267     if (!BN_X931_derive_prime_ex(p, p1, p2, Xp, Xp1, Xp2, e, ctx, cb))
268         goto error;
269
270     ret = 1;
271
272  error:
273     BN_CTX_end(ctx);
274
275     return ret;
276
277 }