Fix no-dh and no-dsa
[openssl.git] / crypto / ec / ec_lcl.h
1 /*
2  * Copyright 2001-2016 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
3  *
4  * Licensed under the OpenSSL license (the "License").  You may not use
5  * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
6  * in the file LICENSE in the source distribution or at
7  * https://www.openssl.org/source/license.html
8  */
9
10 /* ====================================================================
11  * Copyright 2002 Sun Microsystems, Inc. ALL RIGHTS RESERVED.
12  *
13  * Portions of the attached software ("Contribution") are developed by
14  * SUN MICROSYSTEMS, INC., and are contributed to the OpenSSL project.
15  *
16  * The Contribution is licensed pursuant to the OpenSSL open source
17  * license provided above.
18  *
19  * The elliptic curve binary polynomial software is originally written by
20  * Sheueling Chang Shantz and Douglas Stebila of Sun Microsystems Laboratories.
21  *
22  */
23
24 #include <stdlib.h>
25
26 #include <openssl/obj_mac.h>
27 #include <openssl/ec.h>
28 #include <openssl/bn.h>
29 #include "internal/refcount.h"
30
31 #include "e_os.h"
32
33 #if defined(__SUNPRO_C)
34 # if __SUNPRO_C >= 0x520
35 #  pragma error_messages (off,E_ARRAY_OF_INCOMPLETE_NONAME,E_ARRAY_OF_INCOMPLETE)
36 # endif
37 #endif
38
39 /* Use default functions for poin2oct, oct2point and compressed coordinates */
40 #define EC_FLAGS_DEFAULT_OCT    0x1
41
42 /* Use custom formats for EC_GROUP, EC_POINT and EC_KEY */
43 #define EC_FLAGS_CUSTOM_CURVE   0x2
44
45 /* Curve does not support signing operations */
46 #define EC_FLAGS_NO_SIGN        0x4
47
48 /*
49  * Structure details are not part of the exported interface, so all this may
50  * change in future versions.
51  */
52
53 struct ec_method_st {
54     /* Various method flags */
55     int flags;
56     /* used by EC_METHOD_get_field_type: */
57     int field_type;             /* a NID */
58     /*
59      * used by EC_GROUP_new, EC_GROUP_free, EC_GROUP_clear_free,
60      * EC_GROUP_copy:
61      */
62     int (*group_init) (EC_GROUP *);
63     void (*group_finish) (EC_GROUP *);
64     void (*group_clear_finish) (EC_GROUP *);
65     int (*group_copy) (EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
66     /* used by EC_GROUP_set_curve_GFp, EC_GROUP_get_curve_GFp, */
67     /* EC_GROUP_set_curve_GF2m, and EC_GROUP_get_curve_GF2m: */
68     int (*group_set_curve) (EC_GROUP *, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
69                             const BIGNUM *b, BN_CTX *);
70     int (*group_get_curve) (const EC_GROUP *, BIGNUM *p, BIGNUM *a, BIGNUM *b,
71                             BN_CTX *);
72     /* used by EC_GROUP_get_degree: */
73     int (*group_get_degree) (const EC_GROUP *);
74     int (*group_order_bits) (const EC_GROUP *);
75     /* used by EC_GROUP_check: */
76     int (*group_check_discriminant) (const EC_GROUP *, BN_CTX *);
77     /*
78      * used by EC_POINT_new, EC_POINT_free, EC_POINT_clear_free,
79      * EC_POINT_copy:
80      */
81     int (*point_init) (EC_POINT *);
82     void (*point_finish) (EC_POINT *);
83     void (*point_clear_finish) (EC_POINT *);
84     int (*point_copy) (EC_POINT *, const EC_POINT *);
85     /*-
86      * used by EC_POINT_set_to_infinity,
87      * EC_POINT_set_Jprojective_coordinates_GFp,
88      * EC_POINT_get_Jprojective_coordinates_GFp,
89      * EC_POINT_set_affine_coordinates_GFp,     ..._GF2m,
90      * EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp,     ..._GF2m,
91      * EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp, ..._GF2m:
92      */
93     int (*point_set_to_infinity) (const EC_GROUP *, EC_POINT *);
94     int (*point_set_Jprojective_coordinates_GFp) (const EC_GROUP *,
95                                                   EC_POINT *, const BIGNUM *x,
96                                                   const BIGNUM *y,
97                                                   const BIGNUM *z, BN_CTX *);
98     int (*point_get_Jprojective_coordinates_GFp) (const EC_GROUP *,
99                                                   const EC_POINT *, BIGNUM *x,
100                                                   BIGNUM *y, BIGNUM *z,
101                                                   BN_CTX *);
102     int (*point_set_affine_coordinates) (const EC_GROUP *, EC_POINT *,
103                                          const BIGNUM *x, const BIGNUM *y,
104                                          BN_CTX *);
105     int (*point_get_affine_coordinates) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
106                                          BIGNUM *x, BIGNUM *y, BN_CTX *);
107     int (*point_set_compressed_coordinates) (const EC_GROUP *, EC_POINT *,
108                                              const BIGNUM *x, int y_bit,
109                                              BN_CTX *);
110     /* used by EC_POINT_point2oct, EC_POINT_oct2point: */
111     size_t (*point2oct) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
112                          point_conversion_form_t form, unsigned char *buf,
113                          size_t len, BN_CTX *);
114     int (*oct2point) (const EC_GROUP *, EC_POINT *, const unsigned char *buf,
115                       size_t len, BN_CTX *);
116     /* used by EC_POINT_add, EC_POINT_dbl, ECP_POINT_invert: */
117     int (*add) (const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
118                 const EC_POINT *b, BN_CTX *);
119     int (*dbl) (const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a, BN_CTX *);
120     int (*invert) (const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
121     /*
122      * used by EC_POINT_is_at_infinity, EC_POINT_is_on_curve, EC_POINT_cmp:
123      */
124     int (*is_at_infinity) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *);
125     int (*is_on_curve) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *, BN_CTX *);
126     int (*point_cmp) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *a, const EC_POINT *b,
127                       BN_CTX *);
128     /* used by EC_POINT_make_affine, EC_POINTs_make_affine: */
129     int (*make_affine) (const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
130     int (*points_make_affine) (const EC_GROUP *, size_t num, EC_POINT *[],
131                                BN_CTX *);
132     /*
133      * used by EC_POINTs_mul, EC_POINT_mul, EC_POINT_precompute_mult,
134      * EC_POINT_have_precompute_mult (default implementations are used if the
135      * 'mul' pointer is 0):
136      */
137     int (*mul) (const EC_GROUP *group, EC_POINT *r, const BIGNUM *scalar,
138                 size_t num, const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
139                 BN_CTX *);
140     int (*precompute_mult) (EC_GROUP *group, BN_CTX *);
141     int (*have_precompute_mult) (const EC_GROUP *group);
142     /* internal functions */
143     /*
144      * 'field_mul', 'field_sqr', and 'field_div' can be used by 'add' and
145      * 'dbl' so that the same implementations of point operations can be used
146      * with different optimized implementations of expensive field
147      * operations:
148      */
149     int (*field_mul) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
150                       const BIGNUM *b, BN_CTX *);
151     int (*field_sqr) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a, BN_CTX *);
152     int (*field_div) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
153                       const BIGNUM *b, BN_CTX *);
154     /* e.g. to Montgomery */
155     int (*field_encode) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
156                          BN_CTX *);
157     /* e.g. from Montgomery */
158     int (*field_decode) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
159                          BN_CTX *);
160     int (*field_set_to_one) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, BN_CTX *);
161     /* private key operations */
162     size_t (*priv2oct)(const EC_KEY *eckey, unsigned char *buf, size_t len);
163     int (*oct2priv)(EC_KEY *eckey, const unsigned char *buf, size_t len);
164     int (*set_private)(EC_KEY *eckey, const BIGNUM *priv_key);
165     int (*keygen)(EC_KEY *eckey);
166     int (*keycheck)(const EC_KEY *eckey);
167     int (*keygenpub)(EC_KEY *eckey);
168     int (*keycopy)(EC_KEY *dst, const EC_KEY *src);
169     void (*keyfinish)(EC_KEY *eckey);
170     /* custom ECDH operation */
171     int (*ecdh_compute_key)(unsigned char **pout, size_t *poutlen,
172                             const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *ecdh);
173 };
174
175 /*
176  * Types and functions to manipulate pre-computed values.
177  */
178 typedef struct nistp224_pre_comp_st NISTP224_PRE_COMP;
179 typedef struct nistp256_pre_comp_st NISTP256_PRE_COMP;
180 typedef struct nistp521_pre_comp_st NISTP521_PRE_COMP;
181 typedef struct nistz256_pre_comp_st NISTZ256_PRE_COMP;
182 typedef struct ec_pre_comp_st EC_PRE_COMP;
183
184 struct ec_group_st {
185     const EC_METHOD *meth;
186     EC_POINT *generator;        /* optional */
187     BIGNUM *order, *cofactor;
188     int curve_name;             /* optional NID for named curve */
189     int asn1_flag;              /* flag to control the asn1 encoding */
190     point_conversion_form_t asn1_form;
191     unsigned char *seed;        /* optional seed for parameters (appears in
192                                  * ASN1) */
193     size_t seed_len;
194     /*
195      * The following members are handled by the method functions, even if
196      * they appear generic
197      */
198     /*
199      * Field specification. For curves over GF(p), this is the modulus; for
200      * curves over GF(2^m), this is the irreducible polynomial defining the
201      * field.
202      */
203     BIGNUM *field;
204     /*
205      * Field specification for curves over GF(2^m). The irreducible f(t) is
206      * then of the form: t^poly[0] + t^poly[1] + ... + t^poly[k] where m =
207      * poly[0] > poly[1] > ... > poly[k] = 0. The array is terminated with
208      * poly[k+1]=-1. All elliptic curve irreducibles have at most 5 non-zero
209      * terms.
210      */
211     int poly[6];
212     /*
213      * Curve coefficients. (Here the assumption is that BIGNUMs can be used
214      * or abused for all kinds of fields, not just GF(p).) For characteristic
215      * > 3, the curve is defined by a Weierstrass equation of the form y^2 =
216      * x^3 + a*x + b. For characteristic 2, the curve is defined by an
217      * equation of the form y^2 + x*y = x^3 + a*x^2 + b.
218      */
219     BIGNUM *a, *b;
220     /* enable optimized point arithmetics for special case */
221     int a_is_minus3;
222     /* method-specific (e.g., Montgomery structure) */
223     void *field_data1;
224     /* method-specific */
225     void *field_data2;
226     /* method-specific */
227     int (*field_mod_func) (BIGNUM *, const BIGNUM *, const BIGNUM *,
228                            BN_CTX *);
229     /* data for ECDSA inverse */
230     BN_MONT_CTX *mont_data;
231
232     /*
233      * Precomputed values for speed. The PCT_xxx names match the
234      * pre_comp.xxx union names; see the SETPRECOMP and HAVEPRECOMP
235      * macros, below.
236      */
237     enum {
238         PCT_none,
239         PCT_nistp224, PCT_nistp256, PCT_nistp521, PCT_nistz256,
240         PCT_ec
241     } pre_comp_type;
242     union {
243         NISTP224_PRE_COMP *nistp224;
244         NISTP256_PRE_COMP *nistp256;
245         NISTP521_PRE_COMP *nistp521;
246         NISTZ256_PRE_COMP *nistz256;
247         EC_PRE_COMP *ec;
248     } pre_comp;
249 };
250
251 #define SETPRECOMP(g, type, pre) \
252     g->pre_comp_type = PCT_##type, g->pre_comp.type = pre
253 #define HAVEPRECOMP(g, type) \
254     g->pre_comp_type == PCT_##type && g->pre_comp.type != NULL
255
256 struct ec_key_st {
257     const EC_KEY_METHOD *meth;
258     ENGINE *engine;
259     int version;
260     EC_GROUP *group;
261     EC_POINT *pub_key;
262     BIGNUM *priv_key;
263     unsigned int enc_flag;
264     point_conversion_form_t conv_form;
265     CRYPTO_REF_COUNT references;
266     int flags;
267     CRYPTO_EX_DATA ex_data;
268     CRYPTO_RWLOCK *lock;
269 };
270
271 struct ec_point_st {
272     const EC_METHOD *meth;
273     /*
274      * All members except 'meth' are handled by the method functions, even if
275      * they appear generic
276      */
277     BIGNUM *X;
278     BIGNUM *Y;
279     BIGNUM *Z;                  /* Jacobian projective coordinates: * (X, Y,
280                                  * Z) represents (X/Z^2, Y/Z^3) if Z != 0 */
281     int Z_is_one;               /* enable optimized point arithmetics for
282                                  * special case */
283 };
284
285 NISTP224_PRE_COMP *EC_nistp224_pre_comp_dup(NISTP224_PRE_COMP *);
286 NISTP256_PRE_COMP *EC_nistp256_pre_comp_dup(NISTP256_PRE_COMP *);
287 NISTP521_PRE_COMP *EC_nistp521_pre_comp_dup(NISTP521_PRE_COMP *);
288 NISTZ256_PRE_COMP *EC_nistz256_pre_comp_dup(NISTZ256_PRE_COMP *);
289 NISTP256_PRE_COMP *EC_nistp256_pre_comp_dup(NISTP256_PRE_COMP *);
290 EC_PRE_COMP *EC_ec_pre_comp_dup(EC_PRE_COMP *);
291
292 void EC_pre_comp_free(EC_GROUP *group);
293 void EC_nistp224_pre_comp_free(NISTP224_PRE_COMP *);
294 void EC_nistp256_pre_comp_free(NISTP256_PRE_COMP *);
295 void EC_nistp521_pre_comp_free(NISTP521_PRE_COMP *);
296 void EC_nistz256_pre_comp_free(NISTZ256_PRE_COMP *);
297 void EC_ec_pre_comp_free(EC_PRE_COMP *);
298
299 /*
300  * method functions in ec_mult.c (ec_lib.c uses these as defaults if
301  * group->method->mul is 0)
302  */
303 int ec_wNAF_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r, const BIGNUM *scalar,
304                 size_t num, const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
305                 BN_CTX *);
306 int ec_wNAF_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *);
307 int ec_wNAF_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
308
309 /* method functions in ecp_smpl.c */
310 int ec_GFp_simple_group_init(EC_GROUP *);
311 void ec_GFp_simple_group_finish(EC_GROUP *);
312 void ec_GFp_simple_group_clear_finish(EC_GROUP *);
313 int ec_GFp_simple_group_copy(EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
314 int ec_GFp_simple_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p,
315                                   const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, BN_CTX *);
316 int ec_GFp_simple_group_get_curve(const EC_GROUP *, BIGNUM *p, BIGNUM *a,
317                                   BIGNUM *b, BN_CTX *);
318 int ec_GFp_simple_group_get_degree(const EC_GROUP *);
319 int ec_GFp_simple_group_check_discriminant(const EC_GROUP *, BN_CTX *);
320 int ec_GFp_simple_point_init(EC_POINT *);
321 void ec_GFp_simple_point_finish(EC_POINT *);
322 void ec_GFp_simple_point_clear_finish(EC_POINT *);
323 int ec_GFp_simple_point_copy(EC_POINT *, const EC_POINT *);
324 int ec_GFp_simple_point_set_to_infinity(const EC_GROUP *, EC_POINT *);
325 int ec_GFp_simple_set_Jprojective_coordinates_GFp(const EC_GROUP *,
326                                                   EC_POINT *, const BIGNUM *x,
327                                                   const BIGNUM *y,
328                                                   const BIGNUM *z, BN_CTX *);
329 int ec_GFp_simple_get_Jprojective_coordinates_GFp(const EC_GROUP *,
330                                                   const EC_POINT *, BIGNUM *x,
331                                                   BIGNUM *y, BIGNUM *z,
332                                                   BN_CTX *);
333 int ec_GFp_simple_point_set_affine_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
334                                                const BIGNUM *x,
335                                                const BIGNUM *y, BN_CTX *);
336 int ec_GFp_simple_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *,
337                                                const EC_POINT *, BIGNUM *x,
338                                                BIGNUM *y, BN_CTX *);
339 int ec_GFp_simple_set_compressed_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
340                                              const BIGNUM *x, int y_bit,
341                                              BN_CTX *);
342 size_t ec_GFp_simple_point2oct(const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
343                                point_conversion_form_t form,
344                                unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
345 int ec_GFp_simple_oct2point(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
346                             const unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
347 int ec_GFp_simple_add(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
348                       const EC_POINT *b, BN_CTX *);
349 int ec_GFp_simple_dbl(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
350                       BN_CTX *);
351 int ec_GFp_simple_invert(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
352 int ec_GFp_simple_is_at_infinity(const EC_GROUP *, const EC_POINT *);
353 int ec_GFp_simple_is_on_curve(const EC_GROUP *, const EC_POINT *, BN_CTX *);
354 int ec_GFp_simple_cmp(const EC_GROUP *, const EC_POINT *a, const EC_POINT *b,
355                       BN_CTX *);
356 int ec_GFp_simple_make_affine(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
357 int ec_GFp_simple_points_make_affine(const EC_GROUP *, size_t num,
358                                      EC_POINT *[], BN_CTX *);
359 int ec_GFp_simple_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
360                             const BIGNUM *b, BN_CTX *);
361 int ec_GFp_simple_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
362                             BN_CTX *);
363
364 /* method functions in ecp_mont.c */
365 int ec_GFp_mont_group_init(EC_GROUP *);
366 int ec_GFp_mont_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
367                                 const BIGNUM *b, BN_CTX *);
368 void ec_GFp_mont_group_finish(EC_GROUP *);
369 void ec_GFp_mont_group_clear_finish(EC_GROUP *);
370 int ec_GFp_mont_group_copy(EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
371 int ec_GFp_mont_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
372                           const BIGNUM *b, BN_CTX *);
373 int ec_GFp_mont_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
374                           BN_CTX *);
375 int ec_GFp_mont_field_encode(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
376                              BN_CTX *);
377 int ec_GFp_mont_field_decode(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
378                              BN_CTX *);
379 int ec_GFp_mont_field_set_to_one(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, BN_CTX *);
380
381 /* method functions in ecp_nist.c */
382 int ec_GFp_nist_group_copy(EC_GROUP *dest, const EC_GROUP *src);
383 int ec_GFp_nist_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
384                                 const BIGNUM *b, BN_CTX *);
385 int ec_GFp_nist_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
386                           const BIGNUM *b, BN_CTX *);
387 int ec_GFp_nist_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
388                           BN_CTX *);
389
390 /* method functions in ec2_smpl.c */
391 int ec_GF2m_simple_group_init(EC_GROUP *);
392 void ec_GF2m_simple_group_finish(EC_GROUP *);
393 void ec_GF2m_simple_group_clear_finish(EC_GROUP *);
394 int ec_GF2m_simple_group_copy(EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
395 int ec_GF2m_simple_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p,
396                                    const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
397                                    BN_CTX *);
398 int ec_GF2m_simple_group_get_curve(const EC_GROUP *, BIGNUM *p, BIGNUM *a,
399                                    BIGNUM *b, BN_CTX *);
400 int ec_GF2m_simple_group_get_degree(const EC_GROUP *);
401 int ec_GF2m_simple_group_check_discriminant(const EC_GROUP *, BN_CTX *);
402 int ec_GF2m_simple_point_init(EC_POINT *);
403 void ec_GF2m_simple_point_finish(EC_POINT *);
404 void ec_GF2m_simple_point_clear_finish(EC_POINT *);
405 int ec_GF2m_simple_point_copy(EC_POINT *, const EC_POINT *);
406 int ec_GF2m_simple_point_set_to_infinity(const EC_GROUP *, EC_POINT *);
407 int ec_GF2m_simple_point_set_affine_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
408                                                 const BIGNUM *x,
409                                                 const BIGNUM *y, BN_CTX *);
410 int ec_GF2m_simple_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *,
411                                                 const EC_POINT *, BIGNUM *x,
412                                                 BIGNUM *y, BN_CTX *);
413 int ec_GF2m_simple_set_compressed_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
414                                               const BIGNUM *x, int y_bit,
415                                               BN_CTX *);
416 size_t ec_GF2m_simple_point2oct(const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
417                                 point_conversion_form_t form,
418                                 unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
419 int ec_GF2m_simple_oct2point(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
420                              const unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
421 int ec_GF2m_simple_add(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
422                        const EC_POINT *b, BN_CTX *);
423 int ec_GF2m_simple_dbl(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
424                        BN_CTX *);
425 int ec_GF2m_simple_invert(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
426 int ec_GF2m_simple_is_at_infinity(const EC_GROUP *, const EC_POINT *);
427 int ec_GF2m_simple_is_on_curve(const EC_GROUP *, const EC_POINT *, BN_CTX *);
428 int ec_GF2m_simple_cmp(const EC_GROUP *, const EC_POINT *a, const EC_POINT *b,
429                        BN_CTX *);
430 int ec_GF2m_simple_make_affine(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
431 int ec_GF2m_simple_points_make_affine(const EC_GROUP *, size_t num,
432                                       EC_POINT *[], BN_CTX *);
433 int ec_GF2m_simple_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
434                              const BIGNUM *b, BN_CTX *);
435 int ec_GF2m_simple_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
436                              BN_CTX *);
437 int ec_GF2m_simple_field_div(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
438                              const BIGNUM *b, BN_CTX *);
439
440 /* method functions in ec2_mult.c */
441 int ec_GF2m_simple_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
442                        const BIGNUM *scalar, size_t num,
443                        const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
444                        BN_CTX *);
445 int ec_GF2m_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
446 int ec_GF2m_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
447
448 #ifndef OPENSSL_NO_EC_NISTP_64_GCC_128
449 /* method functions in ecp_nistp224.c */
450 int ec_GFp_nistp224_group_init(EC_GROUP *group);
451 int ec_GFp_nistp224_group_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p,
452                                     const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,
453                                     BN_CTX *);
454 int ec_GFp_nistp224_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *group,
455                                                  const EC_POINT *point,
456                                                  BIGNUM *x, BIGNUM *y,
457                                                  BN_CTX *ctx);
458 int ec_GFp_nistp224_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
459                         const BIGNUM *scalar, size_t num,
460                         const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
461                         BN_CTX *);
462 int ec_GFp_nistp224_points_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
463                                const BIGNUM *scalar, size_t num,
464                                const EC_POINT *points[],
465                                const BIGNUM *scalars[], BN_CTX *ctx);
466 int ec_GFp_nistp224_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
467 int ec_GFp_nistp224_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
468
469 /* method functions in ecp_nistp256.c */
470 int ec_GFp_nistp256_group_init(EC_GROUP *group);
471 int ec_GFp_nistp256_group_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p,
472                                     const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,
473                                     BN_CTX *);
474 int ec_GFp_nistp256_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *group,
475                                                  const EC_POINT *point,
476                                                  BIGNUM *x, BIGNUM *y,
477                                                  BN_CTX *ctx);
478 int ec_GFp_nistp256_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
479                         const BIGNUM *scalar, size_t num,
480                         const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
481                         BN_CTX *);
482 int ec_GFp_nistp256_points_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
483                                const BIGNUM *scalar, size_t num,
484                                const EC_POINT *points[],
485                                const BIGNUM *scalars[], BN_CTX *ctx);
486 int ec_GFp_nistp256_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
487 int ec_GFp_nistp256_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
488
489 /* method functions in ecp_nistp521.c */
490 int ec_GFp_nistp521_group_init(EC_GROUP *group);
491 int ec_GFp_nistp521_group_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p,
492                                     const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,
493                                     BN_CTX *);
494 int ec_GFp_nistp521_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *group,
495                                                  const EC_POINT *point,
496                                                  BIGNUM *x, BIGNUM *y,
497                                                  BN_CTX *ctx);
498 int ec_GFp_nistp521_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
499                         const BIGNUM *scalar, size_t num,
500                         const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
501                         BN_CTX *);
502 int ec_GFp_nistp521_points_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
503                                const BIGNUM *scalar, size_t num,
504                                const EC_POINT *points[],
505                                const BIGNUM *scalars[], BN_CTX *ctx);
506 int ec_GFp_nistp521_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
507 int ec_GFp_nistp521_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
508
509 /* utility functions in ecp_nistputil.c */
510 void ec_GFp_nistp_points_make_affine_internal(size_t num, void *point_array,
511                                               size_t felem_size,
512                                               void *tmp_felems,
513                                               void (*felem_one) (void *out),
514                                               int (*felem_is_zero) (const void
515                                                                     *in),
516                                               void (*felem_assign) (void *out,
517                                                                     const void
518                                                                     *in),
519                                               void (*felem_square) (void *out,
520                                                                     const void
521                                                                     *in),
522                                               void (*felem_mul) (void *out,
523                                                                  const void
524                                                                  *in1,
525                                                                  const void
526                                                                  *in2),
527                                               void (*felem_inv) (void *out,
528                                                                  const void
529                                                                  *in),
530                                               void (*felem_contract) (void
531                                                                       *out,
532                                                                       const
533                                                                       void
534                                                                       *in));
535 void ec_GFp_nistp_recode_scalar_bits(unsigned char *sign,
536                                      unsigned char *digit, unsigned char in);
537 #endif
538 int ec_precompute_mont_data(EC_GROUP *);
539 int ec_group_simple_order_bits(const EC_GROUP *group);
540
541 #ifdef ECP_NISTZ256_ASM
542 /** Returns GFp methods using montgomery multiplication, with x86-64 optimized
543  * P256. See http://eprint.iacr.org/2013/816.
544  *  \return  EC_METHOD object
545  */
546 const EC_METHOD *EC_GFp_nistz256_method(void);
547 #endif
548
549 size_t ec_key_simple_priv2oct(const EC_KEY *eckey,
550                               unsigned char *buf, size_t len);
551 int ec_key_simple_oct2priv(EC_KEY *eckey, const unsigned char *buf, size_t len);
552 int ec_key_simple_generate_key(EC_KEY *eckey);
553 int ec_key_simple_generate_public_key(EC_KEY *eckey);
554 int ec_key_simple_check_key(const EC_KEY *eckey);
555
556 /* EC_METHOD definitions */
557
558 struct ec_key_method_st {
559     const char *name;
560     int32_t flags;
561     int (*init)(EC_KEY *key);
562     void (*finish)(EC_KEY *key);
563     int (*copy)(EC_KEY *dest, const EC_KEY *src);
564     int (*set_group)(EC_KEY *key, const EC_GROUP *grp);
565     int (*set_private)(EC_KEY *key, const BIGNUM *priv_key);
566     int (*set_public)(EC_KEY *key, const EC_POINT *pub_key);
567     int (*keygen)(EC_KEY *key);
568     int (*compute_key)(unsigned char **pout, size_t *poutlen,
569                        const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *ecdh);
570     int (*sign)(int type, const unsigned char *dgst, int dlen, unsigned char
571                 *sig, unsigned int *siglen, const BIGNUM *kinv,
572                 const BIGNUM *r, EC_KEY *eckey);
573     int (*sign_setup)(EC_KEY *eckey, BN_CTX *ctx_in, BIGNUM **kinvp,
574                       BIGNUM **rp);
575     ECDSA_SIG *(*sign_sig)(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
576                            const BIGNUM *in_kinv, const BIGNUM *in_r,
577                            EC_KEY *eckey);
578
579     int (*verify)(int type, const unsigned char *dgst, int dgst_len,
580                   const unsigned char *sigbuf, int sig_len, EC_KEY *eckey);
581     int (*verify_sig)(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
582                       const ECDSA_SIG *sig, EC_KEY *eckey);
583 };
584
585 #define EC_KEY_METHOD_DYNAMIC   1
586
587 int ossl_ec_key_gen(EC_KEY *eckey);
588 int ossl_ecdh_compute_key(unsigned char **pout, size_t *poutlen,
589                           const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *ecdh);
590 int ecdh_simple_compute_key(unsigned char **pout, size_t *poutlen,
591                             const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *ecdh);
592
593 struct ECDSA_SIG_st {
594     BIGNUM *r;
595     BIGNUM *s;
596 };
597
598 int ossl_ecdsa_sign_setup(EC_KEY *eckey, BN_CTX *ctx_in, BIGNUM **kinvp,
599                           BIGNUM **rp);
600 int ossl_ecdsa_sign(int type, const unsigned char *dgst, int dlen,
601                     unsigned char *sig, unsigned int *siglen,
602                     const BIGNUM *kinv, const BIGNUM *r, EC_KEY *eckey);
603 ECDSA_SIG *ossl_ecdsa_sign_sig(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
604                                const BIGNUM *in_kinv, const BIGNUM *in_r,
605                                EC_KEY *eckey);
606 int ossl_ecdsa_verify(int type, const unsigned char *dgst, int dgst_len,
607                       const unsigned char *sigbuf, int sig_len, EC_KEY *eckey);
608 int ossl_ecdsa_verify_sig(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
609                           const ECDSA_SIG *sig, EC_KEY *eckey);
610
611 int X25519(uint8_t out_shared_key[32], const uint8_t private_key[32],
612            const uint8_t peer_public_value[32]);
613 void X25519_public_from_private(uint8_t out_public_value[32],
614                                 const uint8_t private_key[32]);