crypto/bn/expspeed.c

   1 /* unused */
   2
   3 /* crypto/bn/expspeed.c */
   4 /* Copyright (C) 1995-1998 Eric Young (eay@cryptsoft.com)
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * This package is an SSL implementation written
   8  * by Eric Young (eay@cryptsoft.com).
   9  * The implementation was written so as to conform with Netscapes SSL.
  10  *
  11  * This library is free for commercial and non-commercial use as long as
  12  * the following conditions are aheared to.  The following conditions
  13  * apply to all code found in this distribution, be it the RC4, RSA,
  14  * lhash, DES, etc., code; not just the SSL code.  The SSL documentation
  15  * included with this distribution is covered by the same copyright terms
  16  * except that the holder is Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com).
  17  *
  18  * Copyright remains Eric Young's, and as such any Copyright notices in
  19  * the code are not to be removed.
  20  * If this package is used in a product, Eric Young should be given attribution
  21  * as the author of the parts of the library used.
  22  * This can be in the form of a textual message at program startup or
  23  * in documentation (online or textual) provided with the package.
  24  *
  25  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  26  * modification, are permitted provided that the following conditions
  27  * are met:
  28  * 1. Redistributions of source code must retain the copyright
  29  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  30  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  31  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  32  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  33  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  34  *    must display the following acknowledgement:
  35  *    "This product includes cryptographic software written by
  36  *     Eric Young (eay@cryptsoft.com)"
  37  *    The word 'cryptographic' can be left out if the rouines from the library
  38  *    being used are not cryptographic related :-).
  39  * 4. If you include any Windows specific code (or a derivative thereof) from
  40  *    the apps directory (application code) you must include an acknowledgement:
  41  *    "This product includes software written by Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com)"
  42  *
  43  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY ERIC YOUNG ``AS IS'' AND
  44  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  45  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  46  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  47  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  48  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  49  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  50  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  51  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  52  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  53  * SUCH DAMAGE.
  54  *
  55  * The licence and distribution terms for any publically available version or
  56  * derivative of this code cannot be changed.  i.e. this code cannot simply be
  57  * copied and put under another distribution licence
  58  * [including the GNU Public Licence.]
  59  */
  60
  61 /* most of this code has been pilfered from my libdes speed.c program */
  62
  63 #define BASENUM 5000
  64 #define NUM_START 0
  65
  66
  67 /* determine timings for modexp, gcd, or modular inverse */
  68 #define TEST_EXP
  69 #undef TEST_GCD
  70 #undef TEST_KRON
  71 #undef TEST_INV
  72 #undef TEST_SQRT
  73 #define P_MOD_64 9 /* least significant 6 bits for prime to be used for BN_sqrt timings */
  74
  75 #if defined(TEST_EXP) + defined(TEST_GCD) + defined(TEST_KRON) + defined(TEST_INV) +defined(TEST_SQRT) != 1
  76 #  error "choose one test"
  77 #endif
  78
  79 #if defined(TEST_INV) || defined(TEST_SQRT)
  80 #  define C_PRIME
  81 static void genprime_cb(int p, int n, void *arg);
  82 #endif
  83
  84
  85
  86 #undef PROG
  87 #define PROG bnspeed_main
  88
  89 #include <stdio.h>
  90 #include <stdlib.h>
  91 #include <signal.h>
  92 #include <string.h>
  93 #include <openssl/crypto.h>
  94 #include <openssl/err.h>
  95 #include <openssl/rand.h>
  96
  97 #if !defined(MSDOS) && (!defined(VMS) || defined(__DECC))
  98 #define TIMES
  99 #endif
 100
 101 #ifndef _IRIX
 102 #include <time.h>
 103 #endif
 104 #ifdef TIMES
 105 #include <sys/types.h>
 106 #include <sys/times.h>
 107 #endif
 108
 109 /* Depending on the VMS version, the tms structure is perhaps defined.
 110    The __TMS macro will show if it was.  If it wasn't defined, we should
 111    undefine TIMES, since that tells the rest of the program how things
 112    should be handled.                           -- Richard Levitte */
 113 #if defined(VMS) && defined(__DECC) && !defined(__TMS)
 114 #undef TIMES
 115 #endif
 116
 117 #ifndef TIMES
 118 #include <sys/timeb.h>
 119 #endif
 120
 121 #if defined(sun) || defined(__ultrix)
 122 #define _POSIX_SOURCE
 123 #include <limits.h>
 124 #include <sys/param.h>
 125 #endif
 126
 127 #include <openssl/bn.h>
 128 #include <openssl/x509.h>
 129
 130 /* The following if from times(3) man page.  It may need to be changed */
 131 #ifndef HZ
 132 # ifndef CLK_TCK
 133 #  ifndef _BSD_CLK_TCK_ /* FreeBSD hack */
 134 #   define HZ   100.0
 135 #  else /* _BSD_CLK_TCK_ */
 136 #   define HZ ((double)_BSD_CLK_TCK_)
 137 #  endif
 138 # else /* CLK_TCK */
 139 #  define HZ ((double)CLK_TCK)
 140 # endif
 141 #endif
 142
 143 #undef BUFSIZE
 144 #define BUFSIZE ((long)1024*8)
 145 int run=0;
 146
 147 static double Time_F(int s);
 148 #define START   0
 149 #define STOP    1
 150
 151 static double Time_F(int s)
 152         {
 153         double ret;
 154 #ifdef TIMES
 155         static struct tms tstart,tend;
 156
 157         if (s == START)
 158                 {
 159                 times(&tstart);
 160                 return(0);
 161                 }
 162         else
 163                 {
 164                 times(&tend);
 165                 ret=((double)(tend.tms_utime-tstart.tms_utime))/HZ;
 166                 return((ret < 1e-3)?1e-3:ret);
 167                 }
 168 #else /* !times() */
 169         static struct timeb tstart,tend;
 170         long i;
 171
 172         if (s == START)
 173                 {
 174                 ftime(&tstart);
 175                 return(0);
 176                 }
 177         else
 178                 {
 179                 ftime(&tend);
 180                 i=(long)tend.millitm-(long)tstart.millitm;
 181                 ret=((double)(tend.time-tstart.time))+((double)i)/1000.0;
 182                 return((ret < 0.001)?0.001:ret);
 183                 }
 184 #endif
 185         }
 186
 187 #define NUM_SIZES       7
 188 #if NUM_START > NUM_SIZES
 189 #   error "NUM_START > NUM_SIZES"
 190 #endif
 191 static int sizes[NUM_SIZES]={128,256,512,1024,2048,4096,8192};
 192 static int mul_c[NUM_SIZES]={8*8*8*8*8*8,8*8*8*8*8,8*8*8*8,8*8*8,8*8,8,1};
 193 /*static int sizes[NUM_SIZES]={59,179,299,419,539}; */
 194
 195 #define RAND_SEED(string) { const char str[] = string; RAND_seed(string, sizeof str); }
 196
 197 void do_mul_exp(BIGNUM *r,BIGNUM *a,BIGNUM *b,BIGNUM *c,BN_CTX *ctx);
 198
 199 int main(int argc, char **argv)
 200         {
 201         BN_CTX *ctx;
 202         BIGNUM *a,*b,*c,*r;
 203
 204 #if 1
 205         if (!CRYPTO_set_mem_debug_functions(0,0,0,0,0))
 206                 abort();
 207 #endif
 208
 209         ctx=BN_CTX_new();
 210         a=BN_new();
 211         b=BN_new();
 212         c=BN_new();
 213         r=BN_new();
 214
 215         while (!RAND_status())
 216                 /* not enough bits */
 217                 RAND_SEED("I demand a manual recount!");
 218
 219         do_mul_exp(r,a,b,c,ctx);
 220         return 0;
 221         }
 222
 223 void do_mul_exp(BIGNUM *r, BIGNUM *a, BIGNUM *b, BIGNUM *c, BN_CTX *ctx)
 224         {
 225         int i,k;
 226         double tm;
 227         long num;
 228
 229         num=BASENUM;
 230         for (i=NUM_START; i<NUM_SIZES; i++)
 231                 {
 232 #ifdef C_PRIME
 233 #  ifdef TEST_SQRT
 234                 if (!BN_set_word(a, 64)) goto err;
 235                 if (!BN_set_word(b, P_MOD_64)) goto err;
 236 #    define ADD a
 237 #    define REM b
 238 #  else
 239 #    define ADD NULL
 240 #    define REM NULL
 241 #  endif
 242                 if (!BN_generate_prime(c,sizes[i],0,ADD,REM,genprime_cb,NULL)) goto err;
 243                 putc('\n', stderr);
 244                 fflush(stderr);
 245 #endif
 246
 247                 for (k=0; k<num; k++)
 248                         {
 249                         if (k%50 == 0) /* Average over num/50 different choices of random numbers. */
 250                                 {
 251                                 if (!BN_pseudo_rand(a,sizes[i],1,0)) goto err;
 252
 253                                 if (!BN_pseudo_rand(b,sizes[i],1,0)) goto err;
 254
 255 #ifndef C_PRIME
 256                                 if (!BN_pseudo_rand(c,sizes[i],1,1)) goto err;
 257 #endif
 258
 259 #ifdef TEST_SQRT
 260                                 if (!BN_mod_sqr(a,a,c,ctx)) goto err;
 261                                 if (!BN_mod_sqr(b,b,c,ctx)) goto err;
 262 #else
 263                                 if (!BN_nnmod(a,a,c,ctx)) goto err;
 264                                 if (!BN_nnmod(b,b,c,ctx)) goto err;
 265 #endif
 266
 267                                 if (k == 0)
 268                                         Time_F(START);
 269                                 }
 270
 271 #if defined(TEST_EXP)
 272                         if (!BN_mod_exp(r,a,b,c,ctx)) goto err;
 273 #elif defined(TEST_GCD)
 274                         if (!BN_gcd(r,a,b,ctx)) goto err;
 275                         if (!BN_gcd(r,b,c,ctx)) goto err;
 276                         if (!BN_gcd(r,c,a,ctx)) goto err;
 277 #elif defined(TEST_KRON)
 278                         if (-2 == BN_kronecker(a,b,ctx)) goto err;
 279                         if (-2 == BN_kronecker(b,c,ctx)) goto err;
 280                         if (-2 == BN_kronecker(c,a,ctx)) goto err;
 281 #elif defined(TEST_INV)
 282                         if (!BN_mod_inverse(r,a,c,ctx)) goto err;
 283                         if (!BN_mod_inverse(r,b,c,ctx)) goto err;
 284 #else /* TEST_SQRT */
 285                         if (!BN_mod_sqrt(r,a,c,ctx)) goto err;
 286                         if (!BN_mod_sqrt(r,b,c,ctx)) goto err;
 287 #endif
 288                         }
 289                 tm=Time_F(STOP);
 290                 printf(
 291 #if defined(TEST_EXP)
 292                         "modexp %4d ^ %4d %% %4d"
 293 #elif defined(TEST_GCD)
 294                         "3*gcd %4d %4d %4d"
 295 #elif defined(TEST_KRON)
 296                         "3*kronecker %4d %4d %4d"
 297 #elif defined(TEST_INV)
 298                         "2*inv %4d %4d mod %4d"
 299 #else /* TEST_SQRT */
 300                         "2*sqrt [prime == %d (mod 64)] %4d %4d mod %4d"
 301 #endif
 302                         " -> %8.3fms %5.1f (%ld)\n",
 303 #ifdef TEST_SQRT
 304                         P_MOD_64,
 305 #endif
 306                         sizes[i],sizes[i],sizes[i],tm*1000.0/num,tm*mul_c[i]/num, num);
 307                 num/=7;
 308                 if (num <= 0) num=1;
 309                 }
 310         return;
 311
 312  err:
 313         ERR_print_errors_fp(stderr);
 314         }
 315
 316
 317 #ifdef C_PRIME
 318 static void genprime_cb(int p, int n, void *arg)
 319         {
 320         char c='*';
 321
 322         if (p == 0) c='.';
 323         if (p == 1) c='+';
 324         if (p == 2) c='*';
 325         if (p == 3) c='\n';
 326         putc(c, stderr);
 327         fflush(stderr);
 328         (void)n;
 329         (void)arg;
 330         }
 331 #endif