crypto/ec/ec_lcl.h

   1 /*
   2  * Originally written by Bodo Moeller for the OpenSSL project.
   3  */
   4 /* ====================================================================
   5  * Copyright (c) 1998-2010 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  *
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  *
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  16  *    the documentation and/or other materials provided with the
  17  *    distribution.
  18  *
  19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
  20  *    software must display the following acknowledgment:
  21  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  22  *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.openssl.org/)"
  23  *
  24  * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
  25  *    endorse or promote products derived from this software without
  26  *    prior written permission. For written permission, please contact
  27  *    openssl-core@openssl.org.
  28  *
  29  * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
  30  *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
  31  *    permission of the OpenSSL Project.
  32  *
  33  * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
  34  *    acknowledgment:
  35  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  36  *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.openssl.org/)"
  37  *
  38  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
  39  * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  40  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  41  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
  42  * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  43  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  44  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  45  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  46  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
  47  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
  48  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
  49  * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  50  * ====================================================================
  51  *
  52  * This product includes cryptographic software written by Eric Young
  53  * (eay@cryptsoft.com).  This product includes software written by Tim
  54  * Hudson (tjh@cryptsoft.com).
  55  *
  56  */
  57 /* ====================================================================
  58  * Copyright 2002 Sun Microsystems, Inc. ALL RIGHTS RESERVED.
  59  *
  60  * Portions of the attached software ("Contribution") are developed by
  61  * SUN MICROSYSTEMS, INC., and are contributed to the OpenSSL project.
  62  *
  63  * The Contribution is licensed pursuant to the OpenSSL open source
  64  * license provided above.
  65  *
  66  * The elliptic curve binary polynomial software is originally written by
  67  * Sheueling Chang Shantz and Douglas Stebila of Sun Microsystems Laboratories.
  68  *
  69  */
  70
  71 #include <stdlib.h>
  72
  73 #include <openssl/obj_mac.h>
  74 #include <openssl/ec.h>
  75 #include <openssl/bn.h>
  76
  77 #if defined(__SUNPRO_C)
  78 # if __SUNPRO_C >= 0x520
  79 #  pragma error_messages (off,E_ARRAY_OF_INCOMPLETE_NONAME,E_ARRAY_OF_INCOMPLETE)
  80 # endif
  81 #endif
  82
  83 /* Use default functions for poin2oct, oct2point and compressed coordinates */
  84 #define EC_FLAGS_DEFAULT_OCT    0x1
  85
  86 /* Use custom formats for EC_GROUP, EC_POINT and EC_KEY */
  87 #define EC_FLAGS_CUSTOM_CURVE   0x2
  88
  89 /*
  90  * Structure details are not part of the exported interface, so all this may
  91  * change in future versions.
  92  */
  93
  94 struct ec_method_st {
  95     /* Various method flags */
  96     int flags;
  97     /* used by EC_METHOD_get_field_type: */
  98     int field_type;             /* a NID */
  99     /*
 100      * used by EC_GROUP_new, EC_GROUP_free, EC_GROUP_clear_free,
 101      * EC_GROUP_copy:
 102      */
 103     int (*group_init) (EC_GROUP *);
 104     void (*group_finish) (EC_GROUP *);
 105     void (*group_clear_finish) (EC_GROUP *);
 106     int (*group_copy) (EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
 107     /* used by EC_GROUP_set_curve_GFp, EC_GROUP_get_curve_GFp, */
 108     /* EC_GROUP_set_curve_GF2m, and EC_GROUP_get_curve_GF2m: */
 109     int (*group_set_curve) (EC_GROUP *, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
 110                             const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 111     int (*group_get_curve) (const EC_GROUP *, BIGNUM *p, BIGNUM *a, BIGNUM *b,
 112                             BN_CTX *);
 113     /* used by EC_GROUP_get_degree: */
 114     int (*group_get_degree) (const EC_GROUP *);
 115     int (*group_order_bits) (const EC_GROUP *);
 116     /* used by EC_GROUP_check: */
 117     int (*group_check_discriminant) (const EC_GROUP *, BN_CTX *);
 118     /*
 119      * used by EC_POINT_new, EC_POINT_free, EC_POINT_clear_free,
 120      * EC_POINT_copy:
 121      */
 122     int (*point_init) (EC_POINT *);
 123     void (*point_finish) (EC_POINT *);
 124     void (*point_clear_finish) (EC_POINT *);
 125     int (*point_copy) (EC_POINT *, const EC_POINT *);
 126     /*-
 127      * used by EC_POINT_set_to_infinity,
 128      * EC_POINT_set_Jprojective_coordinates_GFp,
 129      * EC_POINT_get_Jprojective_coordinates_GFp,
 130      * EC_POINT_set_affine_coordinates_GFp,     ..._GF2m,
 131      * EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp,     ..._GF2m,
 132      * EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp, ..._GF2m:
 133      */
 134     int (*point_set_to_infinity) (const EC_GROUP *, EC_POINT *);
 135     int (*point_set_Jprojective_coordinates_GFp) (const EC_GROUP *,
 136                                                   EC_POINT *, const BIGNUM *x,
 137                                                   const BIGNUM *y,
 138                                                   const BIGNUM *z, BN_CTX *);
 139     int (*point_get_Jprojective_coordinates_GFp) (const EC_GROUP *,
 140                                                   const EC_POINT *, BIGNUM *x,
 141                                                   BIGNUM *y, BIGNUM *z,
 142                                                   BN_CTX *);
 143     int (*point_set_affine_coordinates) (const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 144                                          const BIGNUM *x, const BIGNUM *y,
 145                                          BN_CTX *);
 146     int (*point_get_affine_coordinates) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
 147                                          BIGNUM *x, BIGNUM *y, BN_CTX *);
 148     int (*point_set_compressed_coordinates) (const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 149                                              const BIGNUM *x, int y_bit,
 150                                              BN_CTX *);
 151     /* used by EC_POINT_point2oct, EC_POINT_oct2point: */
 152     size_t (*point2oct) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
 153                          point_conversion_form_t form, unsigned char *buf,
 154                          size_t len, BN_CTX *);
 155     int (*oct2point) (const EC_GROUP *, EC_POINT *, const unsigned char *buf,
 156                       size_t len, BN_CTX *);
 157     /* used by EC_POINT_add, EC_POINT_dbl, ECP_POINT_invert: */
 158     int (*add) (const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 159                 const EC_POINT *b, BN_CTX *);
 160     int (*dbl) (const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a, BN_CTX *);
 161     int (*invert) (const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 162     /*
 163      * used by EC_POINT_is_at_infinity, EC_POINT_is_on_curve, EC_POINT_cmp:
 164      */
 165     int (*is_at_infinity) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *);
 166     int (*is_on_curve) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *, BN_CTX *);
 167     int (*point_cmp) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *a, const EC_POINT *b,
 168                       BN_CTX *);
 169     /* used by EC_POINT_make_affine, EC_POINTs_make_affine: */
 170     int (*make_affine) (const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 171     int (*points_make_affine) (const EC_GROUP *, size_t num, EC_POINT *[],
 172                                BN_CTX *);
 173     /*
 174      * used by EC_POINTs_mul, EC_POINT_mul, EC_POINT_precompute_mult,
 175      * EC_POINT_have_precompute_mult (default implementations are used if the
 176      * 'mul' pointer is 0):
 177      */
 178     int (*mul) (const EC_GROUP *group, EC_POINT *r, const BIGNUM *scalar,
 179                 size_t num, const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 180                 BN_CTX *);
 181     int (*precompute_mult) (EC_GROUP *group, BN_CTX *);
 182     int (*have_precompute_mult) (const EC_GROUP *group);
 183     /* internal functions */
 184     /*
 185      * 'field_mul', 'field_sqr', and 'field_div' can be used by 'add' and
 186      * 'dbl' so that the same implementations of point operations can be used
 187      * with different optimized implementations of expensive field
 188      * operations:
 189      */
 190     int (*field_mul) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 191                       const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 192     int (*field_sqr) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a, BN_CTX *);
 193     int (*field_div) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 194                       const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 195     /* e.g. to Montgomery */
 196     int (*field_encode) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 197                          BN_CTX *);
 198     /* e.g. from Montgomery */
 199     int (*field_decode) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 200                          BN_CTX *);
 201     int (*field_set_to_one) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, BN_CTX *);
 202     /* private key operations */
 203     size_t (*priv2oct)(const EC_KEY *eckey, unsigned char *buf, size_t len);
 204     int (*oct2priv)(EC_KEY *eckey, unsigned char *buf, size_t len);
 205     int (*set_private)(EC_KEY *eckey, const BIGNUM *priv_key);
 206     int (*keygen)(EC_KEY *eckey);
 207     int (*keycheck)(const EC_KEY *eckey);
 208     int (*keygenpub)(EC_KEY *eckey);
 209     int (*keycopy)(EC_KEY *dst, const EC_KEY *src);
 210     void (*keyfinish)(EC_KEY *eckey);
 211     /* custom ECDH operation */
 212     int (*ecdh_compute_key)(void *out, size_t outlen, const EC_POINT *pub_key,
 213                             const EC_KEY *ecdh,
 214                             void *(*KDF) (const void *in, size_t inlen,
 215                                           void *out, size_t *outlen));
 216 } /* EC_METHOD */ ;
 217
 218 /*
 219  * Types and functions to manipulate pre-computed values.
 220  */
 221 typedef struct nistp224_pre_comp_st NISTP224_PRE_COMP;
 222 typedef struct nistp256_pre_comp_st NISTP256_PRE_COMP;
 223 typedef struct nistp521_pre_comp_st NISTP521_PRE_COMP;
 224 typedef struct nistz256_pre_comp_st NISTZ256_PRE_COMP;
 225 typedef struct ec_pre_comp_st EC_PRE_COMP;
 226
 227 struct ec_group_st {
 228     const EC_METHOD *meth;
 229     EC_POINT *generator;        /* optional */
 230     BIGNUM *order, *cofactor;
 231     int curve_name;             /* optional NID for named curve */
 232     int asn1_flag;              /* flag to control the asn1 encoding */
 233     point_conversion_form_t asn1_form;
 234     unsigned char *seed;        /* optional seed for parameters (appears in
 235                                  * ASN1) */
 236     size_t seed_len;
 237     /*
 238      * The following members are handled by the method functions, even if
 239      * they appear generic
 240      */
 241     /*
 242      * Field specification. For curves over GF(p), this is the modulus; for
 243      * curves over GF(2^m), this is the irreducible polynomial defining the
 244      * field.
 245      */
 246     BIGNUM *field;
 247     /*
 248      * Field specification for curves over GF(2^m). The irreducible f(t) is
 249      * then of the form: t^poly[0] + t^poly[1] + ... + t^poly[k] where m =
 250      * poly[0] > poly[1] > ... > poly[k] = 0. The array is terminated with
 251      * poly[k+1]=-1. All elliptic curve irreducibles have at most 5 non-zero
 252      * terms.
 253      */
 254     int poly[6];
 255     /*
 256      * Curve coefficients. (Here the assumption is that BIGNUMs can be used
 257      * or abused for all kinds of fields, not just GF(p).) For characteristic
 258      * > 3, the curve is defined by a Weierstrass equation of the form y^2 =
 259      * x^3 + a*x + b. For characteristic 2, the curve is defined by an
 260      * equation of the form y^2 + x*y = x^3 + a*x^2 + b.
 261      */
 262     BIGNUM *a, *b;
 263     /* enable optimized point arithmetics for special case */
 264     int a_is_minus3;
 265     /* method-specific (e.g., Montgomery structure) */
 266     void *field_data1;
 267     /* method-specific */
 268     void *field_data2;
 269     /* method-specific */
 270     int (*field_mod_func) (BIGNUM *, const BIGNUM *, const BIGNUM *,
 271                            BN_CTX *);
 272     /* data for ECDSA inverse */
 273     BN_MONT_CTX *mont_data;
 274
 275     /* precomputed values for speed. */
 276     enum {
 277         pct_none,
 278         pct_nistp224, pct_nistp256, pct_nistp521, pct_nistz256,
 279         pct_ec } pre_comp_type;
 280     union {
 281         NISTP224_PRE_COMP *nistp224;
 282         NISTP256_PRE_COMP *nistp256;
 283         NISTP521_PRE_COMP *nistp521;
 284         NISTZ256_PRE_COMP *nistz256;
 285         EC_PRE_COMP *ec;
 286     } pre_comp;
 287 } /* EC_GROUP */ ;
 288
 289 #define SETPRECOMP(g, type, pre) \
 290     g->pre_comp_type = pct_##type, g->pre_comp.type = pre
 291 #define HAVEPRECOMP(g, type) \
 292     g->pre_comp_type == pct_##type && g->pre_comp.type != NULL
 293
 294 struct ec_key_st {
 295     const EC_KEY_METHOD *meth;
 296     ENGINE *engine;
 297     int version;
 298     EC_GROUP *group;
 299     EC_POINT *pub_key;
 300     BIGNUM *priv_key;
 301     /*
 302      * Arbitrary extra data.
 303      * For example in X25519 this contains the raw private key in a 32 byte
 304      * buffer.
 305      */
 306     void *custom_data;
 307     unsigned int enc_flag;
 308     point_conversion_form_t conv_form;
 309     int references;
 310     int flags;
 311     CRYPTO_EX_DATA ex_data;
 312 } /* EC_KEY */ ;
 313
 314 struct ec_point_st {
 315     const EC_METHOD *meth;
 316     /*
 317      * All members except 'meth' are handled by the method functions, even if
 318      * they appear generic
 319      */
 320     BIGNUM *X;
 321     BIGNUM *Y;
 322     BIGNUM *Z;                  /* Jacobian projective coordinates: * (X, Y,
 323                                  * Z) represents (X/Z^2, Y/Z^3) if Z != 0 */
 324     int Z_is_one;               /* enable optimized point arithmetics for
 325                                  * special case */
 326     /*
 327      * Arbitrary extra data.
 328      * For example in X25519 this contains the public key in a 32 byte buffer.
 329      */
 330     void *custom_data;
 331 } /* EC_POINT */ ;
 332
 333 NISTP224_PRE_COMP *EC_nistp224_pre_comp_dup(NISTP224_PRE_COMP *);
 334 NISTP256_PRE_COMP *EC_nistp256_pre_comp_dup(NISTP256_PRE_COMP *);
 335 NISTP521_PRE_COMP *EC_nistp521_pre_comp_dup(NISTP521_PRE_COMP *);
 336 NISTZ256_PRE_COMP *EC_nistz256_pre_comp_dup(NISTZ256_PRE_COMP *);
 337 NISTP256_PRE_COMP *EC_nistp256_pre_comp_dup(NISTP256_PRE_COMP *);
 338 EC_PRE_COMP *EC_ec_pre_comp_dup(EC_PRE_COMP *);
 339
 340 void EC_pre_comp_free(EC_GROUP *group);
 341 void EC_nistp224_pre_comp_free(NISTP224_PRE_COMP *);
 342 void EC_nistp256_pre_comp_free(NISTP256_PRE_COMP *);
 343 void EC_nistp521_pre_comp_free(NISTP521_PRE_COMP *);
 344 void EC_nistz256_pre_comp_free(NISTZ256_PRE_COMP *);
 345 void EC_ec_pre_comp_free(EC_PRE_COMP *);
 346
 347 /*
 348  * method functions in ec_mult.c (ec_lib.c uses these as defaults if
 349  * group->method->mul is 0)
 350  */
 351 int ec_wNAF_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r, const BIGNUM *scalar,
 352                 size_t num, const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 353                 BN_CTX *);
 354 int ec_wNAF_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *);
 355 int ec_wNAF_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 356
 357 /* method functions in ecp_smpl.c */
 358 int ec_GFp_simple_group_init(EC_GROUP *);
 359 void ec_GFp_simple_group_finish(EC_GROUP *);
 360 void ec_GFp_simple_group_clear_finish(EC_GROUP *);
 361 int ec_GFp_simple_group_copy(EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
 362 int ec_GFp_simple_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p,
 363                                   const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 364 int ec_GFp_simple_group_get_curve(const EC_GROUP *, BIGNUM *p, BIGNUM *a,
 365                                   BIGNUM *b, BN_CTX *);
 366 int ec_GFp_simple_group_get_degree(const EC_GROUP *);
 367 int ec_GFp_simple_group_check_discriminant(const EC_GROUP *, BN_CTX *);
 368 int ec_GFp_simple_point_init(EC_POINT *);
 369 void ec_GFp_simple_point_finish(EC_POINT *);
 370 void ec_GFp_simple_point_clear_finish(EC_POINT *);
 371 int ec_GFp_simple_point_copy(EC_POINT *, const EC_POINT *);
 372 int ec_GFp_simple_point_set_to_infinity(const EC_GROUP *, EC_POINT *);
 373 int ec_GFp_simple_set_Jprojective_coordinates_GFp(const EC_GROUP *,
 374                                                   EC_POINT *, const BIGNUM *x,
 375                                                   const BIGNUM *y,
 376                                                   const BIGNUM *z, BN_CTX *);
 377 int ec_GFp_simple_get_Jprojective_coordinates_GFp(const EC_GROUP *,
 378                                                   const EC_POINT *, BIGNUM *x,
 379                                                   BIGNUM *y, BIGNUM *z,
 380                                                   BN_CTX *);
 381 int ec_GFp_simple_point_set_affine_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 382                                                const BIGNUM *x,
 383                                                const BIGNUM *y, BN_CTX *);
 384 int ec_GFp_simple_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *,
 385                                                const EC_POINT *, BIGNUM *x,
 386                                                BIGNUM *y, BN_CTX *);
 387 int ec_GFp_simple_set_compressed_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 388                                              const BIGNUM *x, int y_bit,
 389                                              BN_CTX *);
 390 size_t ec_GFp_simple_point2oct(const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
 391                                point_conversion_form_t form,
 392                                unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
 393 int ec_GFp_simple_oct2point(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 394                             const unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
 395 int ec_GFp_simple_add(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 396                       const EC_POINT *b, BN_CTX *);
 397 int ec_GFp_simple_dbl(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 398                       BN_CTX *);
 399 int ec_GFp_simple_invert(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 400 int ec_GFp_simple_is_at_infinity(const EC_GROUP *, const EC_POINT *);
 401 int ec_GFp_simple_is_on_curve(const EC_GROUP *, const EC_POINT *, BN_CTX *);
 402 int ec_GFp_simple_cmp(const EC_GROUP *, const EC_POINT *a, const EC_POINT *b,
 403                       BN_CTX *);
 404 int ec_GFp_simple_make_affine(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 405 int ec_GFp_simple_points_make_affine(const EC_GROUP *, size_t num,
 406                                      EC_POINT *[], BN_CTX *);
 407 int ec_GFp_simple_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 408                             const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 409 int ec_GFp_simple_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 410                             BN_CTX *);
 411
 412 /* method functions in ecp_mont.c */
 413 int ec_GFp_mont_group_init(EC_GROUP *);
 414 int ec_GFp_mont_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
 415                                 const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 416 void ec_GFp_mont_group_finish(EC_GROUP *);
 417 void ec_GFp_mont_group_clear_finish(EC_GROUP *);
 418 int ec_GFp_mont_group_copy(EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
 419 int ec_GFp_mont_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 420                           const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 421 int ec_GFp_mont_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 422                           BN_CTX *);
 423 int ec_GFp_mont_field_encode(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 424                              BN_CTX *);
 425 int ec_GFp_mont_field_decode(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 426                              BN_CTX *);
 427 int ec_GFp_mont_field_set_to_one(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, BN_CTX *);
 428
 429 /* method functions in ecp_nist.c */
 430 int ec_GFp_nist_group_copy(EC_GROUP *dest, const EC_GROUP *src);
 431 int ec_GFp_nist_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
 432                                 const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 433 int ec_GFp_nist_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 434                           const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 435 int ec_GFp_nist_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 436                           BN_CTX *);
 437
 438 /* method functions in ec2_smpl.c */
 439 int ec_GF2m_simple_group_init(EC_GROUP *);
 440 void ec_GF2m_simple_group_finish(EC_GROUP *);
 441 void ec_GF2m_simple_group_clear_finish(EC_GROUP *);
 442 int ec_GF2m_simple_group_copy(EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
 443 int ec_GF2m_simple_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p,
 444                                    const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
 445                                    BN_CTX *);
 446 int ec_GF2m_simple_group_get_curve(const EC_GROUP *, BIGNUM *p, BIGNUM *a,
 447                                    BIGNUM *b, BN_CTX *);
 448 int ec_GF2m_simple_group_get_degree(const EC_GROUP *);
 449 int ec_GF2m_simple_group_check_discriminant(const EC_GROUP *, BN_CTX *);
 450 int ec_GF2m_simple_point_init(EC_POINT *);
 451 void ec_GF2m_simple_point_finish(EC_POINT *);
 452 void ec_GF2m_simple_point_clear_finish(EC_POINT *);
 453 int ec_GF2m_simple_point_copy(EC_POINT *, const EC_POINT *);
 454 int ec_GF2m_simple_point_set_to_infinity(const EC_GROUP *, EC_POINT *);
 455 int ec_GF2m_simple_point_set_affine_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 456                                                 const BIGNUM *x,
 457                                                 const BIGNUM *y, BN_CTX *);
 458 int ec_GF2m_simple_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *,
 459                                                 const EC_POINT *, BIGNUM *x,
 460                                                 BIGNUM *y, BN_CTX *);
 461 int ec_GF2m_simple_set_compressed_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 462                                               const BIGNUM *x, int y_bit,
 463                                               BN_CTX *);
 464 size_t ec_GF2m_simple_point2oct(const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
 465                                 point_conversion_form_t form,
 466                                 unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
 467 int ec_GF2m_simple_oct2point(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 468                              const unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
 469 int ec_GF2m_simple_add(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 470                        const EC_POINT *b, BN_CTX *);
 471 int ec_GF2m_simple_dbl(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 472                        BN_CTX *);
 473 int ec_GF2m_simple_invert(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 474 int ec_GF2m_simple_is_at_infinity(const EC_GROUP *, const EC_POINT *);
 475 int ec_GF2m_simple_is_on_curve(const EC_GROUP *, const EC_POINT *, BN_CTX *);
 476 int ec_GF2m_simple_cmp(const EC_GROUP *, const EC_POINT *a, const EC_POINT *b,
 477                        BN_CTX *);
 478 int ec_GF2m_simple_make_affine(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 479 int ec_GF2m_simple_points_make_affine(const EC_GROUP *, size_t num,
 480                                       EC_POINT *[], BN_CTX *);
 481 int ec_GF2m_simple_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 482                              const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 483 int ec_GF2m_simple_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 484                              BN_CTX *);
 485 int ec_GF2m_simple_field_div(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 486                              const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 487
 488 /* method functions in ec2_mult.c */
 489 int ec_GF2m_simple_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 490                        const BIGNUM *scalar, size_t num,
 491                        const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 492                        BN_CTX *);
 493 int ec_GF2m_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
 494 int ec_GF2m_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 495
 496 #ifndef OPENSSL_NO_EC_NISTP_64_GCC_128
 497 /* method functions in ecp_nistp224.c */
 498 int ec_GFp_nistp224_group_init(EC_GROUP *group);
 499 int ec_GFp_nistp224_group_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p,
 500                                     const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,
 501                                     BN_CTX *);
 502 int ec_GFp_nistp224_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *group,
 503                                                  const EC_POINT *point,
 504                                                  BIGNUM *x, BIGNUM *y,
 505                                                  BN_CTX *ctx);
 506 int ec_GFp_nistp224_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 507                         const BIGNUM *scalar, size_t num,
 508                         const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 509                         BN_CTX *);
 510 int ec_GFp_nistp224_points_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 511                                const BIGNUM *scalar, size_t num,
 512                                const EC_POINT *points[],
 513                                const BIGNUM *scalars[], BN_CTX *ctx);
 514 int ec_GFp_nistp224_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
 515 int ec_GFp_nistp224_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 516
 517 /* method functions in ecp_nistp256.c */
 518 int ec_GFp_nistp256_group_init(EC_GROUP *group);
 519 int ec_GFp_nistp256_group_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p,
 520                                     const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,
 521                                     BN_CTX *);
 522 int ec_GFp_nistp256_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *group,
 523                                                  const EC_POINT *point,
 524                                                  BIGNUM *x, BIGNUM *y,
 525                                                  BN_CTX *ctx);
 526 int ec_GFp_nistp256_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 527                         const BIGNUM *scalar, size_t num,
 528                         const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 529                         BN_CTX *);
 530 int ec_GFp_nistp256_points_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 531                                const BIGNUM *scalar, size_t num,
 532                                const EC_POINT *points[],
 533                                const BIGNUM *scalars[], BN_CTX *ctx);
 534 int ec_GFp_nistp256_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
 535 int ec_GFp_nistp256_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 536
 537 /* method functions in ecp_nistp521.c */
 538 int ec_GFp_nistp521_group_init(EC_GROUP *group);
 539 int ec_GFp_nistp521_group_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p,
 540                                     const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,
 541                                     BN_CTX *);
 542 int ec_GFp_nistp521_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *group,
 543                                                  const EC_POINT *point,
 544                                                  BIGNUM *x, BIGNUM *y,
 545                                                  BN_CTX *ctx);
 546 int ec_GFp_nistp521_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 547                         const BIGNUM *scalar, size_t num,
 548                         const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 549                         BN_CTX *);
 550 int ec_GFp_nistp521_points_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 551                                const BIGNUM *scalar, size_t num,
 552                                const EC_POINT *points[],
 553                                const BIGNUM *scalars[], BN_CTX *ctx);
 554 int ec_GFp_nistp521_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
 555 int ec_GFp_nistp521_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 556
 557 /* utility functions in ecp_nistputil.c */
 558 void ec_GFp_nistp_points_make_affine_internal(size_t num, void *point_array,
 559                                               size_t felem_size,
 560                                               void *tmp_felems,
 561                                               void (*felem_one) (void *out),
 562                                               int (*felem_is_zero) (const void
 563                                                                     *in),
 564                                               void (*felem_assign) (void *out,
 565                                                                     const void
 566                                                                     *in),
 567                                               void (*felem_square) (void *out,
 568                                                                     const void
 569                                                                     *in),
 570                                               void (*felem_mul) (void *out,
 571                                                                  const void
 572                                                                  *in1,
 573                                                                  const void
 574                                                                  *in2),
 575                                               void (*felem_inv) (void *out,
 576                                                                  const void
 577                                                                  *in),
 578                                               void (*felem_contract) (void
 579                                                                       *out,
 580                                                                       const
 581                                                                       void
 582                                                                       *in));
 583 void ec_GFp_nistp_recode_scalar_bits(unsigned char *sign,
 584                                      unsigned char *digit, unsigned char in);
 585 #endif
 586 int ec_precompute_mont_data(EC_GROUP *);
 587
 588 #ifdef ECP_NISTZ256_ASM
 589 /** Returns GFp methods using montgomery multiplication, with x86-64 optimized
 590  * P256. See http://eprint.iacr.org/2013/816.
 591  *  \return  EC_METHOD object
 592  */
 593 const EC_METHOD *EC_GFp_nistz256_method(void);
 594 #endif
 595
 596 /* EC_METHOD definitions */
 597
 598 struct ec_key_method_st {
 599     const char *name;
 600     int32_t flags;
 601     int (*init)(EC_KEY *key);
 602     void (*finish)(EC_KEY *key);
 603     int (*copy)(EC_KEY *dest, const EC_KEY *src);
 604     int (*set_group)(EC_KEY *key, const EC_GROUP *grp);
 605     int (*set_private)(EC_KEY *key, const BIGNUM *priv_key);
 606     int (*set_public)(EC_KEY *key, const EC_POINT *pub_key);
 607     int (*keygen)(EC_KEY *key);
 608     int (*compute_key)(void *out, size_t outlen, const EC_POINT *pub_key,
 609                        const EC_KEY *ecdh,
 610                        void *(*KDF) (const void *in, size_t inlen,
 611                                      void *out, size_t *outlen));
 612
 613     int (*sign)(int type, const unsigned char *dgst, int dlen, unsigned char
 614                 *sig, unsigned int *siglen, const BIGNUM *kinv,
 615                 const BIGNUM *r, EC_KEY *eckey);
 616     int (*sign_setup)(EC_KEY *eckey, BN_CTX *ctx_in, BIGNUM **kinvp,
 617                       BIGNUM **rp);
 618     ECDSA_SIG *(*sign_sig)(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 619                            const BIGNUM *in_kinv, const BIGNUM *in_r,
 620                            EC_KEY *eckey);
 621
 622     int (*verify)(int type, const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 623                   const unsigned char *sigbuf, int sig_len, EC_KEY *eckey);
 624     int (*verify_sig)(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 625                       const ECDSA_SIG *sig, EC_KEY *eckey);
 626 } /* EC_KEY_METHOD */ ;
 627
 628 #define EC_KEY_METHOD_DYNAMIC   1
 629
 630 int ossl_ec_key_gen(EC_KEY *eckey);
 631 int ossl_ecdh_compute_key(void *out, size_t outlen, const EC_POINT *pub_key,
 632                           const EC_KEY *ecdh,
 633                           void *(*KDF) (const void *in, size_t inlen,
 634                                         void *out, size_t *outlen));
 635
 636 struct ECDSA_SIG_st {
 637     BIGNUM *r;
 638     BIGNUM *s;
 639 };
 640
 641 int ossl_ecdsa_sign_setup(EC_KEY *eckey, BN_CTX *ctx_in, BIGNUM **kinvp,
 642                           BIGNUM **rp);
 643 int ossl_ecdsa_sign(int type, const unsigned char *dgst, int dlen,
 644                     unsigned char *sig, unsigned int *siglen,
 645                     const BIGNUM *kinv, const BIGNUM *r, EC_KEY *eckey);
 646 ECDSA_SIG *ossl_ecdsa_sign_sig(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 647                                const BIGNUM *in_kinv, const BIGNUM *in_r,
 648                                EC_KEY *eckey);
 649 int ossl_ecdsa_verify(int type, const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 650                       const unsigned char *sigbuf, int sig_len, EC_KEY *eckey);
 651 int ossl_ecdsa_verify_sig(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 652                           const ECDSA_SIG *sig, EC_KEY *eckey);
 653
 654 const EC_METHOD *ec_x25519_meth(void);
 655
 656 int X25519(uint8_t out_shared_key[32], const uint8_t private_key[32],
 657            const uint8_t peer_public_value[32]);
 658 void X25519_public_from_private(uint8_t out_public_value[32],
 659                                 const uint8_t private_key[32]);