crypto/ec/ec_lcl.h

   1 /*
   2  * Copyright 2001-2016 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
   3  * Copyright (c) 2002, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved
   4  *
   5  * Licensed under the OpenSSL license (the "License").  You may not use
   6  * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
   7  * in the file LICENSE in the source distribution or at
   8  * https://www.openssl.org/source/license.html
   9  */
  10
  11 #include <stdlib.h>
  12
  13 #include <openssl/obj_mac.h>
  14 #include <openssl/ec.h>
  15 #include <openssl/bn.h>
  16 #include "internal/refcount.h"
  17
  18 #include "e_os.h"
  19
  20 #if defined(__SUNPRO_C)
  21 # if __SUNPRO_C >= 0x520
  22 #  pragma error_messages (off,E_ARRAY_OF_INCOMPLETE_NONAME,E_ARRAY_OF_INCOMPLETE)
  23 # endif
  24 #endif
  25
  26 /* Use default functions for poin2oct, oct2point and compressed coordinates */
  27 #define EC_FLAGS_DEFAULT_OCT    0x1
  28
  29 /* Use custom formats for EC_GROUP, EC_POINT and EC_KEY */
  30 #define EC_FLAGS_CUSTOM_CURVE   0x2
  31
  32 /* Curve does not support signing operations */
  33 #define EC_FLAGS_NO_SIGN        0x4
  34
  35 /*
  36  * Structure details are not part of the exported interface, so all this may
  37  * change in future versions.
  38  */
  39
  40 struct ec_method_st {
  41     /* Various method flags */
  42     int flags;
  43     /* used by EC_METHOD_get_field_type: */
  44     int field_type;             /* a NID */
  45     /*
  46      * used by EC_GROUP_new, EC_GROUP_free, EC_GROUP_clear_free,
  47      * EC_GROUP_copy:
  48      */
  49     int (*group_init) (EC_GROUP *);
  50     void (*group_finish) (EC_GROUP *);
  51     void (*group_clear_finish) (EC_GROUP *);
  52     int (*group_copy) (EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
  53     /* used by EC_GROUP_set_curve_GFp, EC_GROUP_get_curve_GFp, */
  54     /* EC_GROUP_set_curve_GF2m, and EC_GROUP_get_curve_GF2m: */
  55     int (*group_set_curve) (EC_GROUP *, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
  56                             const BIGNUM *b, BN_CTX *);
  57     int (*group_get_curve) (const EC_GROUP *, BIGNUM *p, BIGNUM *a, BIGNUM *b,
  58                             BN_CTX *);
  59     /* used by EC_GROUP_get_degree: */
  60     int (*group_get_degree) (const EC_GROUP *);
  61     int (*group_order_bits) (const EC_GROUP *);
  62     /* used by EC_GROUP_check: */
  63     int (*group_check_discriminant) (const EC_GROUP *, BN_CTX *);
  64     /*
  65      * used by EC_POINT_new, EC_POINT_free, EC_POINT_clear_free,
  66      * EC_POINT_copy:
  67      */
  68     int (*point_init) (EC_POINT *);
  69     void (*point_finish) (EC_POINT *);
  70     void (*point_clear_finish) (EC_POINT *);
  71     int (*point_copy) (EC_POINT *, const EC_POINT *);
  72     /*-
  73      * used by EC_POINT_set_to_infinity,
  74      * EC_POINT_set_Jprojective_coordinates_GFp,
  75      * EC_POINT_get_Jprojective_coordinates_GFp,
  76      * EC_POINT_set_affine_coordinates_GFp,     ..._GF2m,
  77      * EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp,     ..._GF2m,
  78      * EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp, ..._GF2m:
  79      */
  80     int (*point_set_to_infinity) (const EC_GROUP *, EC_POINT *);
  81     int (*point_set_Jprojective_coordinates_GFp) (const EC_GROUP *,
  82                                                   EC_POINT *, const BIGNUM *x,
  83                                                   const BIGNUM *y,
  84                                                   const BIGNUM *z, BN_CTX *);
  85     int (*point_get_Jprojective_coordinates_GFp) (const EC_GROUP *,
  86                                                   const EC_POINT *, BIGNUM *x,
  87                                                   BIGNUM *y, BIGNUM *z,
  88                                                   BN_CTX *);
  89     int (*point_set_affine_coordinates) (const EC_GROUP *, EC_POINT *,
  90                                          const BIGNUM *x, const BIGNUM *y,
  91                                          BN_CTX *);
  92     int (*point_get_affine_coordinates) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
  93                                          BIGNUM *x, BIGNUM *y, BN_CTX *);
  94     int (*point_set_compressed_coordinates) (const EC_GROUP *, EC_POINT *,
  95                                              const BIGNUM *x, int y_bit,
  96                                              BN_CTX *);
  97     /* used by EC_POINT_point2oct, EC_POINT_oct2point: */
  98     size_t (*point2oct) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
  99                          point_conversion_form_t form, unsigned char *buf,
 100                          size_t len, BN_CTX *);
 101     int (*oct2point) (const EC_GROUP *, EC_POINT *, const unsigned char *buf,
 102                       size_t len, BN_CTX *);
 103     /* used by EC_POINT_add, EC_POINT_dbl, ECP_POINT_invert: */
 104     int (*add) (const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 105                 const EC_POINT *b, BN_CTX *);
 106     int (*dbl) (const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a, BN_CTX *);
 107     int (*invert) (const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 108     /*
 109      * used by EC_POINT_is_at_infinity, EC_POINT_is_on_curve, EC_POINT_cmp:
 110      */
 111     int (*is_at_infinity) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *);
 112     int (*is_on_curve) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *, BN_CTX *);
 113     int (*point_cmp) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *a, const EC_POINT *b,
 114                       BN_CTX *);
 115     /* used by EC_POINT_make_affine, EC_POINTs_make_affine: */
 116     int (*make_affine) (const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 117     int (*points_make_affine) (const EC_GROUP *, size_t num, EC_POINT *[],
 118                                BN_CTX *);
 119     /*
 120      * used by EC_POINTs_mul, EC_POINT_mul, EC_POINT_precompute_mult,
 121      * EC_POINT_have_precompute_mult (default implementations are used if the
 122      * 'mul' pointer is 0):
 123      */
 124     int (*mul) (const EC_GROUP *group, EC_POINT *r, const BIGNUM *scalar,
 125                 size_t num, const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 126                 BN_CTX *);
 127     int (*precompute_mult) (EC_GROUP *group, BN_CTX *);
 128     int (*have_precompute_mult) (const EC_GROUP *group);
 129     /* internal functions */
 130     /*
 131      * 'field_mul', 'field_sqr', and 'field_div' can be used by 'add' and
 132      * 'dbl' so that the same implementations of point operations can be used
 133      * with different optimized implementations of expensive field
 134      * operations:
 135      */
 136     int (*field_mul) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 137                       const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 138     int (*field_sqr) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a, BN_CTX *);
 139     int (*field_div) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 140                       const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 141     /* e.g. to Montgomery */
 142     int (*field_encode) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 143                          BN_CTX *);
 144     /* e.g. from Montgomery */
 145     int (*field_decode) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 146                          BN_CTX *);
 147     int (*field_set_to_one) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, BN_CTX *);
 148     /* private key operations */
 149     size_t (*priv2oct)(const EC_KEY *eckey, unsigned char *buf, size_t len);
 150     int (*oct2priv)(EC_KEY *eckey, const unsigned char *buf, size_t len);
 151     int (*set_private)(EC_KEY *eckey, const BIGNUM *priv_key);
 152     int (*keygen)(EC_KEY *eckey);
 153     int (*keycheck)(const EC_KEY *eckey);
 154     int (*keygenpub)(EC_KEY *eckey);
 155     int (*keycopy)(EC_KEY *dst, const EC_KEY *src);
 156     void (*keyfinish)(EC_KEY *eckey);
 157     /* custom ECDH operation */
 158     int (*ecdh_compute_key)(unsigned char **pout, size_t *poutlen,
 159                             const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *ecdh);
 160 };
 161
 162 /*
 163  * Types and functions to manipulate pre-computed values.
 164  */
 165 typedef struct nistp224_pre_comp_st NISTP224_PRE_COMP;
 166 typedef struct nistp256_pre_comp_st NISTP256_PRE_COMP;
 167 typedef struct nistp521_pre_comp_st NISTP521_PRE_COMP;
 168 typedef struct nistz256_pre_comp_st NISTZ256_PRE_COMP;
 169 typedef struct ec_pre_comp_st EC_PRE_COMP;
 170
 171 struct ec_group_st {
 172     const EC_METHOD *meth;
 173     EC_POINT *generator;        /* optional */
 174     BIGNUM *order, *cofactor;
 175     int curve_name;             /* optional NID for named curve */
 176     int asn1_flag;              /* flag to control the asn1 encoding */
 177     point_conversion_form_t asn1_form;
 178     unsigned char *seed;        /* optional seed for parameters (appears in
 179                                  * ASN1) */
 180     size_t seed_len;
 181     /*
 182      * The following members are handled by the method functions, even if
 183      * they appear generic
 184      */
 185     /*
 186      * Field specification. For curves over GF(p), this is the modulus; for
 187      * curves over GF(2^m), this is the irreducible polynomial defining the
 188      * field.
 189      */
 190     BIGNUM *field;
 191     /*
 192      * Field specification for curves over GF(2^m). The irreducible f(t) is
 193      * then of the form: t^poly[0] + t^poly[1] + ... + t^poly[k] where m =
 194      * poly[0] > poly[1] > ... > poly[k] = 0. The array is terminated with
 195      * poly[k+1]=-1. All elliptic curve irreducibles have at most 5 non-zero
 196      * terms.
 197      */
 198     int poly[6];
 199     /*
 200      * Curve coefficients. (Here the assumption is that BIGNUMs can be used
 201      * or abused for all kinds of fields, not just GF(p).) For characteristic
 202      * > 3, the curve is defined by a Weierstrass equation of the form y^2 =
 203      * x^3 + a*x + b. For characteristic 2, the curve is defined by an
 204      * equation of the form y^2 + x*y = x^3 + a*x^2 + b.
 205      */
 206     BIGNUM *a, *b;
 207     /* enable optimized point arithmetics for special case */
 208     int a_is_minus3;
 209     /* method-specific (e.g., Montgomery structure) */
 210     void *field_data1;
 211     /* method-specific */
 212     void *field_data2;
 213     /* method-specific */
 214     int (*field_mod_func) (BIGNUM *, const BIGNUM *, const BIGNUM *,
 215                            BN_CTX *);
 216     /* data for ECDSA inverse */
 217     BN_MONT_CTX *mont_data;
 218
 219     /*
 220      * Precomputed values for speed. The PCT_xxx names match the
 221      * pre_comp.xxx union names; see the SETPRECOMP and HAVEPRECOMP
 222      * macros, below.
 223      */
 224     enum {
 225         PCT_none,
 226         PCT_nistp224, PCT_nistp256, PCT_nistp521, PCT_nistz256,
 227         PCT_ec
 228     } pre_comp_type;
 229     union {
 230         NISTP224_PRE_COMP *nistp224;
 231         NISTP256_PRE_COMP *nistp256;
 232         NISTP521_PRE_COMP *nistp521;
 233         NISTZ256_PRE_COMP *nistz256;
 234         EC_PRE_COMP *ec;
 235     } pre_comp;
 236 };
 237
 238 #define SETPRECOMP(g, type, pre) \
 239     g->pre_comp_type = PCT_##type, g->pre_comp.type = pre
 240 #define HAVEPRECOMP(g, type) \
 241     g->pre_comp_type == PCT_##type && g->pre_comp.type != NULL
 242
 243 struct ec_key_st {
 244     const EC_KEY_METHOD *meth;
 245     ENGINE *engine;
 246     int version;
 247     EC_GROUP *group;
 248     EC_POINT *pub_key;
 249     BIGNUM *priv_key;
 250     unsigned int enc_flag;
 251     point_conversion_form_t conv_form;
 252     CRYPTO_REF_COUNT references;
 253     int flags;
 254     CRYPTO_EX_DATA ex_data;
 255     CRYPTO_RWLOCK *lock;
 256 };
 257
 258 struct ec_point_st {
 259     const EC_METHOD *meth;
 260     /*
 261      * All members except 'meth' are handled by the method functions, even if
 262      * they appear generic
 263      */
 264     BIGNUM *X;
 265     BIGNUM *Y;
 266     BIGNUM *Z;                  /* Jacobian projective coordinates: * (X, Y,
 267                                  * Z) represents (X/Z^2, Y/Z^3) if Z != 0 */
 268     int Z_is_one;               /* enable optimized point arithmetics for
 269                                  * special case */
 270 };
 271
 272 NISTP224_PRE_COMP *EC_nistp224_pre_comp_dup(NISTP224_PRE_COMP *);
 273 NISTP256_PRE_COMP *EC_nistp256_pre_comp_dup(NISTP256_PRE_COMP *);
 274 NISTP521_PRE_COMP *EC_nistp521_pre_comp_dup(NISTP521_PRE_COMP *);
 275 NISTZ256_PRE_COMP *EC_nistz256_pre_comp_dup(NISTZ256_PRE_COMP *);
 276 NISTP256_PRE_COMP *EC_nistp256_pre_comp_dup(NISTP256_PRE_COMP *);
 277 EC_PRE_COMP *EC_ec_pre_comp_dup(EC_PRE_COMP *);
 278
 279 void EC_pre_comp_free(EC_GROUP *group);
 280 void EC_nistp224_pre_comp_free(NISTP224_PRE_COMP *);
 281 void EC_nistp256_pre_comp_free(NISTP256_PRE_COMP *);
 282 void EC_nistp521_pre_comp_free(NISTP521_PRE_COMP *);
 283 void EC_nistz256_pre_comp_free(NISTZ256_PRE_COMP *);
 284 void EC_ec_pre_comp_free(EC_PRE_COMP *);
 285
 286 /*
 287  * method functions in ec_mult.c (ec_lib.c uses these as defaults if
 288  * group->method->mul is 0)
 289  */
 290 int ec_wNAF_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r, const BIGNUM *scalar,
 291                 size_t num, const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 292                 BN_CTX *);
 293 int ec_wNAF_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *);
 294 int ec_wNAF_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 295
 296 /* method functions in ecp_smpl.c */
 297 int ec_GFp_simple_group_init(EC_GROUP *);
 298 void ec_GFp_simple_group_finish(EC_GROUP *);
 299 void ec_GFp_simple_group_clear_finish(EC_GROUP *);
 300 int ec_GFp_simple_group_copy(EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
 301 int ec_GFp_simple_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p,
 302                                   const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 303 int ec_GFp_simple_group_get_curve(const EC_GROUP *, BIGNUM *p, BIGNUM *a,
 304                                   BIGNUM *b, BN_CTX *);
 305 int ec_GFp_simple_group_get_degree(const EC_GROUP *);
 306 int ec_GFp_simple_group_check_discriminant(const EC_GROUP *, BN_CTX *);
 307 int ec_GFp_simple_point_init(EC_POINT *);
 308 void ec_GFp_simple_point_finish(EC_POINT *);
 309 void ec_GFp_simple_point_clear_finish(EC_POINT *);
 310 int ec_GFp_simple_point_copy(EC_POINT *, const EC_POINT *);
 311 int ec_GFp_simple_point_set_to_infinity(const EC_GROUP *, EC_POINT *);
 312 int ec_GFp_simple_set_Jprojective_coordinates_GFp(const EC_GROUP *,
 313                                                   EC_POINT *, const BIGNUM *x,
 314                                                   const BIGNUM *y,
 315                                                   const BIGNUM *z, BN_CTX *);
 316 int ec_GFp_simple_get_Jprojective_coordinates_GFp(const EC_GROUP *,
 317                                                   const EC_POINT *, BIGNUM *x,
 318                                                   BIGNUM *y, BIGNUM *z,
 319                                                   BN_CTX *);
 320 int ec_GFp_simple_point_set_affine_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 321                                                const BIGNUM *x,
 322                                                const BIGNUM *y, BN_CTX *);
 323 int ec_GFp_simple_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *,
 324                                                const EC_POINT *, BIGNUM *x,
 325                                                BIGNUM *y, BN_CTX *);
 326 int ec_GFp_simple_set_compressed_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 327                                              const BIGNUM *x, int y_bit,
 328                                              BN_CTX *);
 329 size_t ec_GFp_simple_point2oct(const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
 330                                point_conversion_form_t form,
 331                                unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
 332 int ec_GFp_simple_oct2point(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 333                             const unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
 334 int ec_GFp_simple_add(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 335                       const EC_POINT *b, BN_CTX *);
 336 int ec_GFp_simple_dbl(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 337                       BN_CTX *);
 338 int ec_GFp_simple_invert(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 339 int ec_GFp_simple_is_at_infinity(const EC_GROUP *, const EC_POINT *);
 340 int ec_GFp_simple_is_on_curve(const EC_GROUP *, const EC_POINT *, BN_CTX *);
 341 int ec_GFp_simple_cmp(const EC_GROUP *, const EC_POINT *a, const EC_POINT *b,
 342                       BN_CTX *);
 343 int ec_GFp_simple_make_affine(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 344 int ec_GFp_simple_points_make_affine(const EC_GROUP *, size_t num,
 345                                      EC_POINT *[], BN_CTX *);
 346 int ec_GFp_simple_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 347                             const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 348 int ec_GFp_simple_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 349                             BN_CTX *);
 350
 351 /* method functions in ecp_mont.c */
 352 int ec_GFp_mont_group_init(EC_GROUP *);
 353 int ec_GFp_mont_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
 354                                 const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 355 void ec_GFp_mont_group_finish(EC_GROUP *);
 356 void ec_GFp_mont_group_clear_finish(EC_GROUP *);
 357 int ec_GFp_mont_group_copy(EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
 358 int ec_GFp_mont_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 359                           const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 360 int ec_GFp_mont_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 361                           BN_CTX *);
 362 int ec_GFp_mont_field_encode(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 363                              BN_CTX *);
 364 int ec_GFp_mont_field_decode(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 365                              BN_CTX *);
 366 int ec_GFp_mont_field_set_to_one(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, BN_CTX *);
 367
 368 /* method functions in ecp_nist.c */
 369 int ec_GFp_nist_group_copy(EC_GROUP *dest, const EC_GROUP *src);
 370 int ec_GFp_nist_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
 371                                 const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 372 int ec_GFp_nist_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 373                           const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 374 int ec_GFp_nist_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 375                           BN_CTX *);
 376
 377 /* method functions in ec2_smpl.c */
 378 int ec_GF2m_simple_group_init(EC_GROUP *);
 379 void ec_GF2m_simple_group_finish(EC_GROUP *);
 380 void ec_GF2m_simple_group_clear_finish(EC_GROUP *);
 381 int ec_GF2m_simple_group_copy(EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
 382 int ec_GF2m_simple_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p,
 383                                    const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
 384                                    BN_CTX *);
 385 int ec_GF2m_simple_group_get_curve(const EC_GROUP *, BIGNUM *p, BIGNUM *a,
 386                                    BIGNUM *b, BN_CTX *);
 387 int ec_GF2m_simple_group_get_degree(const EC_GROUP *);
 388 int ec_GF2m_simple_group_check_discriminant(const EC_GROUP *, BN_CTX *);
 389 int ec_GF2m_simple_point_init(EC_POINT *);
 390 void ec_GF2m_simple_point_finish(EC_POINT *);
 391 void ec_GF2m_simple_point_clear_finish(EC_POINT *);
 392 int ec_GF2m_simple_point_copy(EC_POINT *, const EC_POINT *);
 393 int ec_GF2m_simple_point_set_to_infinity(const EC_GROUP *, EC_POINT *);
 394 int ec_GF2m_simple_point_set_affine_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 395                                                 const BIGNUM *x,
 396                                                 const BIGNUM *y, BN_CTX *);
 397 int ec_GF2m_simple_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *,
 398                                                 const EC_POINT *, BIGNUM *x,
 399                                                 BIGNUM *y, BN_CTX *);
 400 int ec_GF2m_simple_set_compressed_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 401                                               const BIGNUM *x, int y_bit,
 402                                               BN_CTX *);
 403 size_t ec_GF2m_simple_point2oct(const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
 404                                 point_conversion_form_t form,
 405                                 unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
 406 int ec_GF2m_simple_oct2point(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 407                              const unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
 408 int ec_GF2m_simple_add(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 409                        const EC_POINT *b, BN_CTX *);
 410 int ec_GF2m_simple_dbl(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 411                        BN_CTX *);
 412 int ec_GF2m_simple_invert(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 413 int ec_GF2m_simple_is_at_infinity(const EC_GROUP *, const EC_POINT *);
 414 int ec_GF2m_simple_is_on_curve(const EC_GROUP *, const EC_POINT *, BN_CTX *);
 415 int ec_GF2m_simple_cmp(const EC_GROUP *, const EC_POINT *a, const EC_POINT *b,
 416                        BN_CTX *);
 417 int ec_GF2m_simple_make_affine(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 418 int ec_GF2m_simple_points_make_affine(const EC_GROUP *, size_t num,
 419                                       EC_POINT *[], BN_CTX *);
 420 int ec_GF2m_simple_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 421                              const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 422 int ec_GF2m_simple_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 423                              BN_CTX *);
 424 int ec_GF2m_simple_field_div(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 425                              const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 426
 427 /* method functions in ec2_mult.c */
 428 int ec_GF2m_simple_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 429                        const BIGNUM *scalar, size_t num,
 430                        const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 431                        BN_CTX *);
 432 int ec_GF2m_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
 433 int ec_GF2m_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 434
 435 #ifndef OPENSSL_NO_EC_NISTP_64_GCC_128
 436 /* method functions in ecp_nistp224.c */
 437 int ec_GFp_nistp224_group_init(EC_GROUP *group);
 438 int ec_GFp_nistp224_group_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p,
 439                                     const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,
 440                                     BN_CTX *);
 441 int ec_GFp_nistp224_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *group,
 442                                                  const EC_POINT *point,
 443                                                  BIGNUM *x, BIGNUM *y,
 444                                                  BN_CTX *ctx);
 445 int ec_GFp_nistp224_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 446                         const BIGNUM *scalar, size_t num,
 447                         const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 448                         BN_CTX *);
 449 int ec_GFp_nistp224_points_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 450                                const BIGNUM *scalar, size_t num,
 451                                const EC_POINT *points[],
 452                                const BIGNUM *scalars[], BN_CTX *ctx);
 453 int ec_GFp_nistp224_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
 454 int ec_GFp_nistp224_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 455
 456 /* method functions in ecp_nistp256.c */
 457 int ec_GFp_nistp256_group_init(EC_GROUP *group);
 458 int ec_GFp_nistp256_group_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p,
 459                                     const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,
 460                                     BN_CTX *);
 461 int ec_GFp_nistp256_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *group,
 462                                                  const EC_POINT *point,
 463                                                  BIGNUM *x, BIGNUM *y,
 464                                                  BN_CTX *ctx);
 465 int ec_GFp_nistp256_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 466                         const BIGNUM *scalar, size_t num,
 467                         const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 468                         BN_CTX *);
 469 int ec_GFp_nistp256_points_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 470                                const BIGNUM *scalar, size_t num,
 471                                const EC_POINT *points[],
 472                                const BIGNUM *scalars[], BN_CTX *ctx);
 473 int ec_GFp_nistp256_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
 474 int ec_GFp_nistp256_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 475
 476 /* method functions in ecp_nistp521.c */
 477 int ec_GFp_nistp521_group_init(EC_GROUP *group);
 478 int ec_GFp_nistp521_group_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p,
 479                                     const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,
 480                                     BN_CTX *);
 481 int ec_GFp_nistp521_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *group,
 482                                                  const EC_POINT *point,
 483                                                  BIGNUM *x, BIGNUM *y,
 484                                                  BN_CTX *ctx);
 485 int ec_GFp_nistp521_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 486                         const BIGNUM *scalar, size_t num,
 487                         const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 488                         BN_CTX *);
 489 int ec_GFp_nistp521_points_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 490                                const BIGNUM *scalar, size_t num,
 491                                const EC_POINT *points[],
 492                                const BIGNUM *scalars[], BN_CTX *ctx);
 493 int ec_GFp_nistp521_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
 494 int ec_GFp_nistp521_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 495
 496 /* utility functions in ecp_nistputil.c */
 497 void ec_GFp_nistp_points_make_affine_internal(size_t num, void *point_array,
 498                                               size_t felem_size,
 499                                               void *tmp_felems,
 500                                               void (*felem_one) (void *out),
 501                                               int (*felem_is_zero) (const void
 502                                                                     *in),
 503                                               void (*felem_assign) (void *out,
 504                                                                     const void
 505                                                                     *in),
 506                                               void (*felem_square) (void *out,
 507                                                                     const void
 508                                                                     *in),
 509                                               void (*felem_mul) (void *out,
 510                                                                  const void
 511                                                                  *in1,
 512                                                                  const void
 513                                                                  *in2),
 514                                               void (*felem_inv) (void *out,
 515                                                                  const void
 516                                                                  *in),
 517                                               void (*felem_contract) (void
 518                                                                       *out,
 519                                                                       const
 520                                                                       void
 521                                                                       *in));
 522 void ec_GFp_nistp_recode_scalar_bits(unsigned char *sign,
 523                                      unsigned char *digit, unsigned char in);
 524 #endif
 525 int ec_precompute_mont_data(EC_GROUP *);
 526 int ec_group_simple_order_bits(const EC_GROUP *group);
 527
 528 #ifdef ECP_NISTZ256_ASM
 529 /** Returns GFp methods using montgomery multiplication, with x86-64 optimized
 530  * P256. See http://eprint.iacr.org/2013/816.
 531  *  \return  EC_METHOD object
 532  */
 533 const EC_METHOD *EC_GFp_nistz256_method(void);
 534 #endif
 535
 536 size_t ec_key_simple_priv2oct(const EC_KEY *eckey,
 537                               unsigned char *buf, size_t len);
 538 int ec_key_simple_oct2priv(EC_KEY *eckey, const unsigned char *buf, size_t len);
 539 int ec_key_simple_generate_key(EC_KEY *eckey);
 540 int ec_key_simple_generate_public_key(EC_KEY *eckey);
 541 int ec_key_simple_check_key(const EC_KEY *eckey);
 542
 543 /* EC_METHOD definitions */
 544
 545 struct ec_key_method_st {
 546     const char *name;
 547     int32_t flags;
 548     int (*init)(EC_KEY *key);
 549     void (*finish)(EC_KEY *key);
 550     int (*copy)(EC_KEY *dest, const EC_KEY *src);
 551     int (*set_group)(EC_KEY *key, const EC_GROUP *grp);
 552     int (*set_private)(EC_KEY *key, const BIGNUM *priv_key);
 553     int (*set_public)(EC_KEY *key, const EC_POINT *pub_key);
 554     int (*keygen)(EC_KEY *key);
 555     int (*compute_key)(unsigned char **pout, size_t *poutlen,
 556                        const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *ecdh);
 557     int (*sign)(int type, const unsigned char *dgst, int dlen, unsigned char
 558                 *sig, unsigned int *siglen, const BIGNUM *kinv,
 559                 const BIGNUM *r, EC_KEY *eckey);
 560     int (*sign_setup)(EC_KEY *eckey, BN_CTX *ctx_in, BIGNUM **kinvp,
 561                       BIGNUM **rp);
 562     ECDSA_SIG *(*sign_sig)(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 563                            const BIGNUM *in_kinv, const BIGNUM *in_r,
 564                            EC_KEY *eckey);
 565
 566     int (*verify)(int type, const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 567                   const unsigned char *sigbuf, int sig_len, EC_KEY *eckey);
 568     int (*verify_sig)(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 569                       const ECDSA_SIG *sig, EC_KEY *eckey);
 570 };
 571
 572 #define EC_KEY_METHOD_DYNAMIC   1
 573
 574 int ossl_ec_key_gen(EC_KEY *eckey);
 575 int ossl_ecdh_compute_key(unsigned char **pout, size_t *poutlen,
 576                           const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *ecdh);
 577 int ecdh_simple_compute_key(unsigned char **pout, size_t *poutlen,
 578                             const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *ecdh);
 579
 580 struct ECDSA_SIG_st {
 581     BIGNUM *r;
 582     BIGNUM *s;
 583 };
 584
 585 int ossl_ecdsa_sign_setup(EC_KEY *eckey, BN_CTX *ctx_in, BIGNUM **kinvp,
 586                           BIGNUM **rp);
 587 int ossl_ecdsa_sign(int type, const unsigned char *dgst, int dlen,
 588                     unsigned char *sig, unsigned int *siglen,
 589                     const BIGNUM *kinv, const BIGNUM *r, EC_KEY *eckey);
 590 ECDSA_SIG *ossl_ecdsa_sign_sig(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 591                                const BIGNUM *in_kinv, const BIGNUM *in_r,
 592                                EC_KEY *eckey);
 593 int ossl_ecdsa_verify(int type, const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 594                       const unsigned char *sigbuf, int sig_len, EC_KEY *eckey);
 595 int ossl_ecdsa_verify_sig(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 596                           const ECDSA_SIG *sig, EC_KEY *eckey);
 597
 598 int ED25519_sign(uint8_t *out_sig, const uint8_t *message, size_t message_len,
 599                  const uint8_t public_key[32], const uint8_t private_key[32]);
 600 int ED25519_verify(const uint8_t *message, size_t message_len,
 601                    const uint8_t signature[64], const uint8_t public_key[32]);
 602 void ED25519_public_from_private(uint8_t out_public_key[32],
 603                                  const uint8_t private_key[32]);
 604
 605 int X25519(uint8_t out_shared_key[32], const uint8_t private_key[32],
 606            const uint8_t peer_public_value[32]);
 607 void X25519_public_from_private(uint8_t out_public_value[32],
 608                                 const uint8_t private_key[32]);