e384286c73ffb3d942e48594bfdb67c7dcd404a7
[openssl.git] / crypto / dh / dh_key.c
1 /* crypto/dh/dh_key.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 <openssl/bn.h>
62 #include <openssl/rand.h>
63 #include <openssl/dh.h>
64
65 static int generate_key(DH *dh);
66 static int compute_key(unsigned char *key, const BIGNUM *pub_key, DH *dh);
67 static int dh_bn_mod_exp(const DH *dh, BIGNUM *r,
68                         const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
69                         const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx,
70                         BN_MONT_CTX *m_ctx);
71 static int dh_init(DH *dh);
72 static int dh_finish(DH *dh);
73
74 int DH_generate_key(DH *dh)
75         {
76         return dh->meth->generate_key(dh);
77         }
78
79 int DH_compute_key(unsigned char *key, const BIGNUM *pub_key, DH *dh)
80         {
81         return dh->meth->compute_key(key, pub_key, dh);
82         }
83
84 static DH_METHOD dh_ossl = {
85 "OpenSSL DH Method",
86 generate_key,
87 compute_key,
88 dh_bn_mod_exp,
89 dh_init,
90 dh_finish,
91 0,
92 NULL,
93 NULL
94 };
95
96 const DH_METHOD *DH_OpenSSL(void)
97 {
98         return &dh_ossl;
99 }
100
101 static int generate_key(DH *dh)
102         {
103         int ok=0;
104         int generate_new_key=0;
105         unsigned l;
106         BN_CTX *ctx;
107         BN_MONT_CTX *mont=NULL;
108         BIGNUM *pub_key=NULL,*priv_key=NULL;
109
110         ctx = BN_CTX_new();
111         if (ctx == NULL) goto err;
112
113         if (dh->priv_key == NULL)
114                 {
115                 priv_key=BN_new();
116                 if (priv_key == NULL) goto err;
117                 generate_new_key=1;
118                 }
119         else
120                 priv_key=dh->priv_key;
121
122         if (dh->pub_key == NULL)
123                 {
124                 pub_key=BN_new();
125                 if (pub_key == NULL) goto err;
126                 }
127         else
128                 pub_key=dh->pub_key;
129
130
131         if (dh->flags & DH_FLAG_CACHE_MONT_P)
132                 {
133                 mont = BN_MONT_CTX_set_locked(&dh->method_mont_p,
134                                 CRYPTO_LOCK_DH, dh->p, ctx);
135                 if (!mont)
136                         goto err;
137                 }
138
139         if (generate_new_key)
140                 {
141                 l = dh->length ? dh->length : BN_num_bits(dh->p)-1; /* secret exponent length */
142                 if (!BN_rand(priv_key, l, 0, 0)) goto err;
143                 }
144
145         {
146                 BIGNUM local_prk;
147                 BIGNUM *prk;
148
149                 if ((dh->flags & DH_FLAG_NO_EXP_CONSTTIME) == 0)
150                         {
151                         prk = &local_prk;
152                         BN_with_flags(prk, priv_key, BN_FLG_EXP_CONSTTIME);
153                         }
154                 else
155                         prk = priv_key;
156
157                 if (!dh->meth->bn_mod_exp(dh, pub_key, dh->g, prk, dh->p, ctx, mont)) goto err;
158         }
159                 
160         dh->pub_key=pub_key;
161         dh->priv_key=priv_key;
162         ok=1;
163 err:
164         if (ok != 1)
165                 DHerr(DH_F_GENERATE_KEY,ERR_R_BN_LIB);
166
167         if ((pub_key != NULL)  && (dh->pub_key == NULL))  BN_free(pub_key);
168         if ((priv_key != NULL) && (dh->priv_key == NULL)) BN_free(priv_key);
169         BN_CTX_free(ctx);
170         return(ok);
171         }
172
173 static int compute_key(unsigned char *key, const BIGNUM *pub_key, DH *dh)
174         {
175         BN_CTX *ctx;
176         BN_MONT_CTX *mont=NULL;
177         BIGNUM *tmp;
178         int ret= -1;
179
180         ctx = BN_CTX_new();
181         if (ctx == NULL) goto err;
182         BN_CTX_start(ctx);
183         tmp = BN_CTX_get(ctx);
184         
185         if (dh->priv_key == NULL)
186                 {
187                 DHerr(DH_F_COMPUTE_KEY,DH_R_NO_PRIVATE_VALUE);
188                 goto err;
189                 }
190
191         if (dh->flags & DH_FLAG_CACHE_MONT_P)
192                 {
193                 mont = BN_MONT_CTX_set_locked(&dh->method_mont_p,
194                                 CRYPTO_LOCK_DH, dh->p, ctx);
195                 if ((dh->flags & DH_FLAG_NO_EXP_CONSTTIME) == 0)
196                         {
197                         /* XXX */
198                         BN_set_flags(dh->priv_key, BN_FLG_EXP_CONSTTIME);
199                         }
200                 if (!mont)
201                         goto err;
202                 }
203
204         if (!dh->meth->bn_mod_exp(dh, tmp, pub_key, dh->priv_key,dh->p,ctx,mont))
205                 {
206                 DHerr(DH_F_COMPUTE_KEY,ERR_R_BN_LIB);
207                 goto err;
208                 }
209
210         ret=BN_bn2bin(tmp,key);
211 err:
212         BN_CTX_end(ctx);
213         BN_CTX_free(ctx);
214         return(ret);
215         }
216
217 static int dh_bn_mod_exp(const DH *dh, BIGNUM *r,
218                         const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
219                         const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx,
220                         BN_MONT_CTX *m_ctx)
221         {
222         /* If a is only one word long and constant time is false, use the faster
223          * exponenentiation function.
224          */
225         if (a->top == 1 && ((dh->flags & DH_FLAG_NO_EXP_CONSTTIME) != 0))
226                 {
227                 BN_ULONG A = a->d[0];
228                 return BN_mod_exp_mont_word(r,A,p,m,ctx,m_ctx);
229                 }
230         else
231                 return BN_mod_exp_mont(r,a,p,m,ctx,m_ctx);
232         }
233
234
235 static int dh_init(DH *dh)
236         {
237         dh->flags |= DH_FLAG_CACHE_MONT_P;
238         return(1);
239         }
240
241 static int dh_finish(DH *dh)
242         {
243         if(dh->method_mont_p)
244                 BN_MONT_CTX_free(dh->method_mont_p);
245         return(1);
246         }