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
  30 #include "e_os.h"
  31
  32 #if defined(__SUNPRO_C)
  33 # if __SUNPRO_C >= 0x520
  34 #  pragma error_messages (off,E_ARRAY_OF_INCOMPLETE_NONAME,E_ARRAY_OF_INCOMPLETE)
  35 # endif
  36 #endif
  37
  38 /* Use default functions for poin2oct, oct2point and compressed coordinates */
  39 #define EC_FLAGS_DEFAULT_OCT    0x1
  40
  41 /* Use custom formats for EC_GROUP, EC_POINT and EC_KEY */
  42 #define EC_FLAGS_CUSTOM_CURVE   0x2
  43
  44 /* Curve does not support signing operations */
  45 #define EC_FLAGS_NO_SIGN        0x4
  46
  47 /*
  48  * Structure details are not part of the exported interface, so all this may
  49  * change in future versions.
  50  */
  51
  52 struct ec_method_st {
  53     /* Various method flags */
  54     int flags;
  55     /* used by EC_METHOD_get_field_type: */
  56     int field_type;             /* a NID */
  57     /*
  58      * used by EC_GROUP_new, EC_GROUP_free, EC_GROUP_clear_free,
  59      * EC_GROUP_copy:
  60      */
  61     int (*group_init) (EC_GROUP *);
  62     void (*group_finish) (EC_GROUP *);
  63     void (*group_clear_finish) (EC_GROUP *);
  64     int (*group_copy) (EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
  65     /* used by EC_GROUP_set_curve_GFp, EC_GROUP_get_curve_GFp, */
  66     /* EC_GROUP_set_curve_GF2m, and EC_GROUP_get_curve_GF2m: */
  67     int (*group_set_curve) (EC_GROUP *, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
  68                             const BIGNUM *b, BN_CTX *);
  69     int (*group_get_curve) (const EC_GROUP *, BIGNUM *p, BIGNUM *a, BIGNUM *b,
  70                             BN_CTX *);
  71     /* used by EC_GROUP_get_degree: */
  72     int (*group_get_degree) (const EC_GROUP *);
  73     int (*group_order_bits) (const EC_GROUP *);
  74     /* used by EC_GROUP_check: */
  75     int (*group_check_discriminant) (const EC_GROUP *, BN_CTX *);
  76     /*
  77      * used by EC_POINT_new, EC_POINT_free, EC_POINT_clear_free,
  78      * EC_POINT_copy:
  79      */
  80     int (*point_init) (EC_POINT *);
  81     void (*point_finish) (EC_POINT *);
  82     void (*point_clear_finish) (EC_POINT *);
  83     int (*point_copy) (EC_POINT *, const EC_POINT *);
  84     /*-
  85      * used by EC_POINT_set_to_infinity,
  86      * EC_POINT_set_Jprojective_coordinates_GFp,
  87      * EC_POINT_get_Jprojective_coordinates_GFp,
  88      * EC_POINT_set_affine_coordinates_GFp,     ..._GF2m,
  89      * EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp,     ..._GF2m,
  90      * EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp, ..._GF2m:
  91      */
  92     int (*point_set_to_infinity) (const EC_GROUP *, EC_POINT *);
  93     int (*point_set_Jprojective_coordinates_GFp) (const EC_GROUP *,
  94                                                   EC_POINT *, const BIGNUM *x,
  95                                                   const BIGNUM *y,
  96                                                   const BIGNUM *z, BN_CTX *);
  97     int (*point_get_Jprojective_coordinates_GFp) (const EC_GROUP *,
  98                                                   const EC_POINT *, BIGNUM *x,
  99                                                   BIGNUM *y, BIGNUM *z,
 100                                                   BN_CTX *);
 101     int (*point_set_affine_coordinates) (const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 102                                          const BIGNUM *x, const BIGNUM *y,
 103                                          BN_CTX *);
 104     int (*point_get_affine_coordinates) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
 105                                          BIGNUM *x, BIGNUM *y, BN_CTX *);
 106     int (*point_set_compressed_coordinates) (const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 107                                              const BIGNUM *x, int y_bit,
 108                                              BN_CTX *);
 109     /* used by EC_POINT_point2oct, EC_POINT_oct2point: */
 110     size_t (*point2oct) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
 111                          point_conversion_form_t form, unsigned char *buf,
 112                          size_t len, BN_CTX *);
 113     int (*oct2point) (const EC_GROUP *, EC_POINT *, const unsigned char *buf,
 114                       size_t len, BN_CTX *);
 115     /* used by EC_POINT_add, EC_POINT_dbl, ECP_POINT_invert: */
 116     int (*add) (const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 117                 const EC_POINT *b, BN_CTX *);
 118     int (*dbl) (const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a, BN_CTX *);
 119     int (*invert) (const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 120     /*
 121      * used by EC_POINT_is_at_infinity, EC_POINT_is_on_curve, EC_POINT_cmp:
 122      */
 123     int (*is_at_infinity) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *);
 124     int (*is_on_curve) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *, BN_CTX *);
 125     int (*point_cmp) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *a, const EC_POINT *b,
 126                       BN_CTX *);
 127     /* used by EC_POINT_make_affine, EC_POINTs_make_affine: */
 128     int (*make_affine) (const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 129     int (*points_make_affine) (const EC_GROUP *, size_t num, EC_POINT *[],
 130                                BN_CTX *);
 131     /*
 132      * used by EC_POINTs_mul, EC_POINT_mul, EC_POINT_precompute_mult,
 133      * EC_POINT_have_precompute_mult (default implementations are used if the
 134      * 'mul' pointer is 0):
 135      */
 136     int (*mul) (const EC_GROUP *group, EC_POINT *r, const BIGNUM *scalar,
 137                 size_t num, const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 138                 BN_CTX *);
 139     int (*precompute_mult) (EC_GROUP *group, BN_CTX *);
 140     int (*have_precompute_mult) (const EC_GROUP *group);
 141     /* internal functions */
 142     /*
 143      * 'field_mul', 'field_sqr', and 'field_div' can be used by 'add' and
 144      * 'dbl' so that the same implementations of point operations can be used
 145      * with different optimized implementations of expensive field
 146      * operations:
 147      */
 148     int (*field_mul) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 149                       const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 150     int (*field_sqr) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a, BN_CTX *);
 151     int (*field_div) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 152                       const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 153     /* e.g. to Montgomery */
 154     int (*field_encode) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 155                          BN_CTX *);
 156     /* e.g. from Montgomery */
 157     int (*field_decode) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 158                          BN_CTX *);
 159     int (*field_set_to_one) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, BN_CTX *);
 160     /* private key operations */
 161     size_t (*priv2oct)(const EC_KEY *eckey, unsigned char *buf, size_t len);
 162     int (*oct2priv)(EC_KEY *eckey, const unsigned char *buf, size_t len);
 163     int (*set_private)(EC_KEY *eckey, const BIGNUM *priv_key);
 164     int (*keygen)(EC_KEY *eckey);
 165     int (*keycheck)(const EC_KEY *eckey);
 166     int (*keygenpub)(EC_KEY *eckey);
 167     int (*keycopy)(EC_KEY *dst, const EC_KEY *src);
 168     void (*keyfinish)(EC_KEY *eckey);
 169     /* custom ECDH operation */
 170     int (*ecdh_compute_key)(unsigned char **pout, size_t *poutlen,
 171                             const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *ecdh);
 172 };
 173
 174 /*
 175  * Types and functions to manipulate pre-computed values.
 176  */
 177 typedef struct nistp224_pre_comp_st NISTP224_PRE_COMP;
 178 typedef struct nistp256_pre_comp_st NISTP256_PRE_COMP;
 179 typedef struct nistp521_pre_comp_st NISTP521_PRE_COMP;
 180 typedef struct nistz256_pre_comp_st NISTZ256_PRE_COMP;
 181 typedef struct ec_pre_comp_st EC_PRE_COMP;
 182
 183 struct ec_group_st {
 184     const EC_METHOD *meth;
 185     EC_POINT *generator;        /* optional */
 186     BIGNUM *order, *cofactor;
 187     int curve_name;             /* optional NID for named curve */
 188     int asn1_flag;              /* flag to control the asn1 encoding */
 189     point_conversion_form_t asn1_form;
 190     unsigned char *seed;        /* optional seed for parameters (appears in
 191                                  * ASN1) */
 192     size_t seed_len;
 193     /*
 194      * The following members are handled by the method functions, even if
 195      * they appear generic
 196      */
 197     /*
 198      * Field specification. For curves over GF(p), this is the modulus; for
 199      * curves over GF(2^m), this is the irreducible polynomial defining the
 200      * field.
 201      */
 202     BIGNUM *field;
 203     /*
 204      * Field specification for curves over GF(2^m). The irreducible f(t) is
 205      * then of the form: t^poly[0] + t^poly[1] + ... + t^poly[k] where m =
 206      * poly[0] > poly[1] > ... > poly[k] = 0. The array is terminated with
 207      * poly[k+1]=-1. All elliptic curve irreducibles have at most 5 non-zero
 208      * terms.
 209      */
 210     int poly[6];
 211     /*
 212      * Curve coefficients. (Here the assumption is that BIGNUMs can be used
 213      * or abused for all kinds of fields, not just GF(p).) For characteristic
 214      * > 3, the curve is defined by a Weierstrass equation of the form y^2 =
 215      * x^3 + a*x + b. For characteristic 2, the curve is defined by an
 216      * equation of the form y^2 + x*y = x^3 + a*x^2 + b.
 217      */
 218     BIGNUM *a, *b;
 219     /* enable optimized point arithmetics for special case */
 220     int a_is_minus3;
 221     /* method-specific (e.g., Montgomery structure) */
 222     void *field_data1;
 223     /* method-specific */
 224     void *field_data2;
 225     /* method-specific */
 226     int (*field_mod_func) (BIGNUM *, const BIGNUM *, const BIGNUM *,
 227                            BN_CTX *);
 228     /* data for ECDSA inverse */
 229     BN_MONT_CTX *mont_data;
 230
 231     /*
 232      * Precomputed values for speed. The PCT_xxx names match the
 233      * pre_comp.xxx union names; see the SETPRECOMP and HAVEPRECOMP
 234      * macros, below.
 235      */
 236     enum {
 237         PCT_none,
 238         PCT_nistp224, PCT_nistp256, PCT_nistp521, PCT_nistz256,
 239         PCT_ec
 240     } pre_comp_type;
 241     union {
 242         NISTP224_PRE_COMP *nistp224;
 243         NISTP256_PRE_COMP *nistp256;
 244         NISTP521_PRE_COMP *nistp521;
 245         NISTZ256_PRE_COMP *nistz256;
 246         EC_PRE_COMP *ec;
 247     } pre_comp;
 248 };
 249
 250 #define SETPRECOMP(g, type, pre) \
 251     g->pre_comp_type = PCT_##type, g->pre_comp.type = pre
 252 #define HAVEPRECOMP(g, type) \
 253     g->pre_comp_type == PCT_##type && g->pre_comp.type != NULL
 254
 255 struct ec_key_st {
 256     const EC_KEY_METHOD *meth;
 257     ENGINE *engine;
 258     int version;
 259     EC_GROUP *group;
 260     EC_POINT *pub_key;
 261     BIGNUM *priv_key;
 262     unsigned int enc_flag;
 263     point_conversion_form_t conv_form;
 264     int references;
 265     int flags;
 266     CRYPTO_EX_DATA ex_data;
 267     CRYPTO_RWLOCK *lock;
 268 };
 269
 270 struct ec_point_st {
 271     const EC_METHOD *meth;
 272     /* NID for the curve if known */
 273     int curve_name;
 274     /*
 275      * All members except 'meth' are handled by the method functions, even if
 276      * they appear generic
 277      */
 278     BIGNUM *X;
 279     BIGNUM *Y;
 280     BIGNUM *Z;                  /* Jacobian projective coordinates: * (X, Y,
 281                                  * Z) represents (X/Z^2, Y/Z^3) if Z != 0 */
 282     int Z_is_one;               /* enable optimized point arithmetics for
 283                                  * special case */
 284 };
 285
 286
 287 static ossl_inline int ec_point_is_compat(const EC_POINT *point,
 288                                           const EC_GROUP *group)
 289 {
 290     if (group->meth != point->meth
 291         || (group->curve_name != 0
 292             && point->curve_name != 0
 293             && group->curve_name != point->curve_name))
 294         return 0;
 295
 296     return 1;
 297 }
 298
 299
 300 NISTP224_PRE_COMP *EC_nistp224_pre_comp_dup(NISTP224_PRE_COMP *);
 301 NISTP256_PRE_COMP *EC_nistp256_pre_comp_dup(NISTP256_PRE_COMP *);
 302 NISTP521_PRE_COMP *EC_nistp521_pre_comp_dup(NISTP521_PRE_COMP *);
 303 NISTZ256_PRE_COMP *EC_nistz256_pre_comp_dup(NISTZ256_PRE_COMP *);
 304 NISTP256_PRE_COMP *EC_nistp256_pre_comp_dup(NISTP256_PRE_COMP *);
 305 EC_PRE_COMP *EC_ec_pre_comp_dup(EC_PRE_COMP *);
 306
 307 void EC_pre_comp_free(EC_GROUP *group);
 308 void EC_nistp224_pre_comp_free(NISTP224_PRE_COMP *);
 309 void EC_nistp256_pre_comp_free(NISTP256_PRE_COMP *);
 310 void EC_nistp521_pre_comp_free(NISTP521_PRE_COMP *);
 311 void EC_nistz256_pre_comp_free(NISTZ256_PRE_COMP *);
 312 void EC_ec_pre_comp_free(EC_PRE_COMP *);
 313
 314 /*
 315  * method functions in ec_mult.c (ec_lib.c uses these as defaults if
 316  * group->method->mul is 0)
 317  */
 318 int ec_wNAF_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r, const BIGNUM *scalar,
 319                 size_t num, const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 320                 BN_CTX *);
 321 int ec_wNAF_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *);
 322 int ec_wNAF_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 323
 324 /* method functions in ecp_smpl.c */
 325 int ec_GFp_simple_group_init(EC_GROUP *);
 326 void ec_GFp_simple_group_finish(EC_GROUP *);
 327 void ec_GFp_simple_group_clear_finish(EC_GROUP *);
 328 int ec_GFp_simple_group_copy(EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
 329 int ec_GFp_simple_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p,
 330                                   const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 331 int ec_GFp_simple_group_get_curve(const EC_GROUP *, BIGNUM *p, BIGNUM *a,
 332                                   BIGNUM *b, BN_CTX *);
 333 int ec_GFp_simple_group_get_degree(const EC_GROUP *);
 334 int ec_GFp_simple_group_check_discriminant(const EC_GROUP *, BN_CTX *);
 335 int ec_GFp_simple_point_init(EC_POINT *);
 336 void ec_GFp_simple_point_finish(EC_POINT *);
 337 void ec_GFp_simple_point_clear_finish(EC_POINT *);
 338 int ec_GFp_simple_point_copy(EC_POINT *, const EC_POINT *);
 339 int ec_GFp_simple_point_set_to_infinity(const EC_GROUP *, EC_POINT *);
 340 int ec_GFp_simple_set_Jprojective_coordinates_GFp(const EC_GROUP *,
 341                                                   EC_POINT *, const BIGNUM *x,
 342                                                   const BIGNUM *y,
 343                                                   const BIGNUM *z, BN_CTX *);
 344 int ec_GFp_simple_get_Jprojective_coordinates_GFp(const EC_GROUP *,
 345                                                   const EC_POINT *, BIGNUM *x,
 346                                                   BIGNUM *y, BIGNUM *z,
 347                                                   BN_CTX *);
 348 int ec_GFp_simple_point_set_affine_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 349                                                const BIGNUM *x,
 350                                                const BIGNUM *y, BN_CTX *);
 351 int ec_GFp_simple_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *,
 352                                                const EC_POINT *, BIGNUM *x,
 353                                                BIGNUM *y, BN_CTX *);
 354 int ec_GFp_simple_set_compressed_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 355                                              const BIGNUM *x, int y_bit,
 356                                              BN_CTX *);
 357 size_t ec_GFp_simple_point2oct(const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
 358                                point_conversion_form_t form,
 359                                unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
 360 int ec_GFp_simple_oct2point(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 361                             const unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
 362 int ec_GFp_simple_add(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 363                       const EC_POINT *b, BN_CTX *);
 364 int ec_GFp_simple_dbl(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 365                       BN_CTX *);
 366 int ec_GFp_simple_invert(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 367 int ec_GFp_simple_is_at_infinity(const EC_GROUP *, const EC_POINT *);
 368 int ec_GFp_simple_is_on_curve(const EC_GROUP *, const EC_POINT *, BN_CTX *);
 369 int ec_GFp_simple_cmp(const EC_GROUP *, const EC_POINT *a, const EC_POINT *b,
 370                       BN_CTX *);
 371 int ec_GFp_simple_make_affine(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 372 int ec_GFp_simple_points_make_affine(const EC_GROUP *, size_t num,
 373                                      EC_POINT *[], BN_CTX *);
 374 int ec_GFp_simple_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 375                             const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 376 int ec_GFp_simple_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 377                             BN_CTX *);
 378
 379 /* method functions in ecp_mont.c */
 380 int ec_GFp_mont_group_init(EC_GROUP *);
 381 int ec_GFp_mont_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
 382                                 const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 383 void ec_GFp_mont_group_finish(EC_GROUP *);
 384 void ec_GFp_mont_group_clear_finish(EC_GROUP *);
 385 int ec_GFp_mont_group_copy(EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
 386 int ec_GFp_mont_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 387                           const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 388 int ec_GFp_mont_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 389                           BN_CTX *);
 390 int ec_GFp_mont_field_encode(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 391                              BN_CTX *);
 392 int ec_GFp_mont_field_decode(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 393                              BN_CTX *);
 394 int ec_GFp_mont_field_set_to_one(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, BN_CTX *);
 395
 396 /* method functions in ecp_nist.c */
 397 int ec_GFp_nist_group_copy(EC_GROUP *dest, const EC_GROUP *src);
 398 int ec_GFp_nist_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
 399                                 const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 400 int ec_GFp_nist_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 401                           const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 402 int ec_GFp_nist_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 403                           BN_CTX *);
 404
 405 /* method functions in ec2_smpl.c */
 406 int ec_GF2m_simple_group_init(EC_GROUP *);
 407 void ec_GF2m_simple_group_finish(EC_GROUP *);
 408 void ec_GF2m_simple_group_clear_finish(EC_GROUP *);
 409 int ec_GF2m_simple_group_copy(EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
 410 int ec_GF2m_simple_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p,
 411                                    const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
 412                                    BN_CTX *);
 413 int ec_GF2m_simple_group_get_curve(const EC_GROUP *, BIGNUM *p, BIGNUM *a,
 414                                    BIGNUM *b, BN_CTX *);
 415 int ec_GF2m_simple_group_get_degree(const EC_GROUP *);
 416 int ec_GF2m_simple_group_check_discriminant(const EC_GROUP *, BN_CTX *);
 417 int ec_GF2m_simple_point_init(EC_POINT *);
 418 void ec_GF2m_simple_point_finish(EC_POINT *);
 419 void ec_GF2m_simple_point_clear_finish(EC_POINT *);
 420 int ec_GF2m_simple_point_copy(EC_POINT *, const EC_POINT *);
 421 int ec_GF2m_simple_point_set_to_infinity(const EC_GROUP *, EC_POINT *);
 422 int ec_GF2m_simple_point_set_affine_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 423                                                 const BIGNUM *x,
 424                                                 const BIGNUM *y, BN_CTX *);
 425 int ec_GF2m_simple_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *,
 426                                                 const EC_POINT *, BIGNUM *x,
 427                                                 BIGNUM *y, BN_CTX *);
 428 int ec_GF2m_simple_set_compressed_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 429                                               const BIGNUM *x, int y_bit,
 430                                               BN_CTX *);
 431 size_t ec_GF2m_simple_point2oct(const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
 432                                 point_conversion_form_t form,
 433                                 unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
 434 int ec_GF2m_simple_oct2point(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 435                              const unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
 436 int ec_GF2m_simple_add(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 437                        const EC_POINT *b, BN_CTX *);
 438 int ec_GF2m_simple_dbl(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 439                        BN_CTX *);
 440 int ec_GF2m_simple_invert(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 441 int ec_GF2m_simple_is_at_infinity(const EC_GROUP *, const EC_POINT *);
 442 int ec_GF2m_simple_is_on_curve(const EC_GROUP *, const EC_POINT *, BN_CTX *);
 443 int ec_GF2m_simple_cmp(const EC_GROUP *, const EC_POINT *a, const EC_POINT *b,
 444                        BN_CTX *);
 445 int ec_GF2m_simple_make_affine(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 446 int ec_GF2m_simple_points_make_affine(const EC_GROUP *, size_t num,
 447                                       EC_POINT *[], BN_CTX *);
 448 int ec_GF2m_simple_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 449                              const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 450 int ec_GF2m_simple_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 451                              BN_CTX *);
 452 int ec_GF2m_simple_field_div(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 453                              const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 454
 455 /* method functions in ec2_mult.c */
 456 int ec_GF2m_simple_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 457                        const BIGNUM *scalar, size_t num,
 458                        const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 459                        BN_CTX *);
 460 int ec_GF2m_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
 461 int ec_GF2m_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 462
 463 #ifndef OPENSSL_NO_EC_NISTP_64_GCC_128
 464 /* method functions in ecp_nistp224.c */
 465 int ec_GFp_nistp224_group_init(EC_GROUP *group);
 466 int ec_GFp_nistp224_group_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p,
 467                                     const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,
 468                                     BN_CTX *);
 469 int ec_GFp_nistp224_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *group,
 470                                                  const EC_POINT *point,
 471                                                  BIGNUM *x, BIGNUM *y,
 472                                                  BN_CTX *ctx);
 473 int ec_GFp_nistp224_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 474                         const BIGNUM *scalar, size_t num,
 475                         const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 476                         BN_CTX *);
 477 int ec_GFp_nistp224_points_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 478                                const BIGNUM *scalar, size_t num,
 479                                const EC_POINT *points[],
 480                                const BIGNUM *scalars[], BN_CTX *ctx);
 481 int ec_GFp_nistp224_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
 482 int ec_GFp_nistp224_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 483
 484 /* method functions in ecp_nistp256.c */
 485 int ec_GFp_nistp256_group_init(EC_GROUP *group);
 486 int ec_GFp_nistp256_group_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p,
 487                                     const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,
 488                                     BN_CTX *);
 489 int ec_GFp_nistp256_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *group,
 490                                                  const EC_POINT *point,
 491                                                  BIGNUM *x, BIGNUM *y,
 492                                                  BN_CTX *ctx);
 493 int ec_GFp_nistp256_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 494                         const BIGNUM *scalar, size_t num,
 495                         const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 496                         BN_CTX *);
 497 int ec_GFp_nistp256_points_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 498                                const BIGNUM *scalar, size_t num,
 499                                const EC_POINT *points[],
 500                                const BIGNUM *scalars[], BN_CTX *ctx);
 501 int ec_GFp_nistp256_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
 502 int ec_GFp_nistp256_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 503
 504 /* method functions in ecp_nistp521.c */
 505 int ec_GFp_nistp521_group_init(EC_GROUP *group);
 506 int ec_GFp_nistp521_group_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p,
 507                                     const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,
 508                                     BN_CTX *);
 509 int ec_GFp_nistp521_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *group,
 510                                                  const EC_POINT *point,
 511                                                  BIGNUM *x, BIGNUM *y,
 512                                                  BN_CTX *ctx);
 513 int ec_GFp_nistp521_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 514                         const BIGNUM *scalar, size_t num,
 515                         const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 516                         BN_CTX *);
 517 int ec_GFp_nistp521_points_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 518                                const BIGNUM *scalar, size_t num,
 519                                const EC_POINT *points[],
 520                                const BIGNUM *scalars[], BN_CTX *ctx);
 521 int ec_GFp_nistp521_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
 522 int ec_GFp_nistp521_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 523
 524 /* utility functions in ecp_nistputil.c */
 525 void ec_GFp_nistp_points_make_affine_internal(size_t num, void *point_array,
 526                                               size_t felem_size,
 527                                               void *tmp_felems,
 528                                               void (*felem_one) (void *out),
 529                                               int (*felem_is_zero) (const void
 530                                                                     *in),
 531                                               void (*felem_assign) (void *out,
 532                                                                     const void
 533                                                                     *in),
 534                                               void (*felem_square) (void *out,
 535                                                                     const void
 536                                                                     *in),
 537                                               void (*felem_mul) (void *out,
 538                                                                  const void
 539                                                                  *in1,
 540                                                                  const void
 541                                                                  *in2),
 542                                               void (*felem_inv) (void *out,
 543                                                                  const void
 544                                                                  *in),
 545                                               void (*felem_contract) (void
 546                                                                       *out,
 547                                                                       const
 548                                                                       void
 549                                                                       *in));
 550 void ec_GFp_nistp_recode_scalar_bits(unsigned char *sign,
 551                                      unsigned char *digit, unsigned char in);
 552 #endif
 553 int ec_precompute_mont_data(EC_GROUP *);
 554 int ec_group_simple_order_bits(const EC_GROUP *group);
 555
 556 #ifdef ECP_NISTZ256_ASM
 557 /** Returns GFp methods using montgomery multiplication, with x86-64 optimized
 558  * P256. See http://eprint.iacr.org/2013/816.
 559  *  \return  EC_METHOD object
 560  */
 561 const EC_METHOD *EC_GFp_nistz256_method(void);
 562 #endif
 563
 564 size_t ec_key_simple_priv2oct(const EC_KEY *eckey,
 565                               unsigned char *buf, size_t len);
 566 int ec_key_simple_oct2priv(EC_KEY *eckey, const unsigned char *buf, size_t len);
 567 int ec_key_simple_generate_key(EC_KEY *eckey);
 568 int ec_key_simple_generate_public_key(EC_KEY *eckey);
 569 int ec_key_simple_check_key(const EC_KEY *eckey);
 570
 571 /* EC_METHOD definitions */
 572
 573 struct ec_key_method_st {
 574     const char *name;
 575     int32_t flags;
 576     int (*init)(EC_KEY *key);
 577     void (*finish)(EC_KEY *key);
 578     int (*copy)(EC_KEY *dest, const EC_KEY *src);
 579     int (*set_group)(EC_KEY *key, const EC_GROUP *grp);
 580     int (*set_private)(EC_KEY *key, const BIGNUM *priv_key);
 581     int (*set_public)(EC_KEY *key, const EC_POINT *pub_key);
 582     int (*keygen)(EC_KEY *key);
 583     int (*compute_key)(unsigned char **pout, size_t *poutlen,
 584                        const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *ecdh);
 585     int (*sign)(int type, const unsigned char *dgst, int dlen, unsigned char
 586                 *sig, unsigned int *siglen, const BIGNUM *kinv,
 587                 const BIGNUM *r, EC_KEY *eckey);
 588     int (*sign_setup)(EC_KEY *eckey, BN_CTX *ctx_in, BIGNUM **kinvp,
 589                       BIGNUM **rp);
 590     ECDSA_SIG *(*sign_sig)(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 591                            const BIGNUM *in_kinv, const BIGNUM *in_r,
 592                            EC_KEY *eckey);
 593
 594     int (*verify)(int type, const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 595                   const unsigned char *sigbuf, int sig_len, EC_KEY *eckey);
 596     int (*verify_sig)(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 597                       const ECDSA_SIG *sig, EC_KEY *eckey);
 598 };
 599
 600 #define EC_KEY_METHOD_DYNAMIC   1
 601
 602 int ossl_ec_key_gen(EC_KEY *eckey);
 603 int ossl_ecdh_compute_key(unsigned char **pout, size_t *poutlen,
 604                           const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *ecdh);
 605 int ecdh_simple_compute_key(unsigned char **pout, size_t *poutlen,
 606                             const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *ecdh);
 607
 608 struct ECDSA_SIG_st {
 609     BIGNUM *r;
 610     BIGNUM *s;
 611 };
 612
 613 int ossl_ecdsa_sign_setup(EC_KEY *eckey, BN_CTX *ctx_in, BIGNUM **kinvp,
 614                           BIGNUM **rp);
 615 int ossl_ecdsa_sign(int type, const unsigned char *dgst, int dlen,
 616                     unsigned char *sig, unsigned int *siglen,
 617                     const BIGNUM *kinv, const BIGNUM *r, EC_KEY *eckey);
 618 ECDSA_SIG *ossl_ecdsa_sign_sig(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 619                                const BIGNUM *in_kinv, const BIGNUM *in_r,
 620                                EC_KEY *eckey);
 621 int ossl_ecdsa_verify(int type, const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 622                       const unsigned char *sigbuf, int sig_len, EC_KEY *eckey);
 623 int ossl_ecdsa_verify_sig(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 624                           const ECDSA_SIG *sig, EC_KEY *eckey);
 625
 626 int X25519(uint8_t out_shared_key[32], const uint8_t private_key[32],
 627            const uint8_t peer_public_value[32]);
 628 void X25519_public_from_private(uint8_t out_public_value[32],
 629                                 const uint8_t private_key[32]);