crypto/ec/ectest.c

   1 /* crypto/ec/ectest.c */
   2 /*
   3  * Originally written by Bodo Moeller for the OpenSSL project.
   4  */
   5 /* ====================================================================
   6  * Copyright (c) 1998-2001 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  *
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  *
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  17  *    the documentation and/or other materials provided with the
  18  *    distribution.
  19  *
  20  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
  21  *    software must display the following acknowledgment:
  22  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  23  *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.openssl.org/)"
  24  *
  25  * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
  26  *    endorse or promote products derived from this software without
  27  *    prior written permission. For written permission, please contact
  28  *    openssl-core@openssl.org.
  29  *
  30  * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
  31  *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
  32  *    permission of the OpenSSL Project.
  33  *
  34  * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
  35  *    acknowledgment:
  36  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  37  *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.openssl.org/)"
  38  *
  39  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
  40  * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  41  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  42  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
  43  * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  44  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  45  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  46  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  47  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
  48  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
  49  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
  50  * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  51  * ====================================================================
  52  *
  53  * This product includes cryptographic software written by Eric Young
  54  * (eay@cryptsoft.com).  This product includes software written by Tim
  55  * Hudson (tjh@cryptsoft.com).
  56  *
  57  */
  58 /* ====================================================================
  59  * Copyright 2002 Sun Microsystems, Inc. ALL RIGHTS RESERVED.
  60  *
  61  * Portions of the attached software ("Contribution") are developed by
  62  * SUN MICROSYSTEMS, INC., and are contributed to the OpenSSL project.
  63  *
  64  * The Contribution is licensed pursuant to the OpenSSL open source
  65  * license provided above.
  66  *
  67  * The elliptic curve binary polynomial software is originally written by
  68  * Sheueling Chang Shantz and Douglas Stebila of Sun Microsystems Laboratories.
  69  *
  70  */
  71
  72 #include <stdio.h>
  73 #include <stdlib.h>
  74 #ifdef FLAT_INC
  75 #include "e_os.h"
  76 #else
  77 #include "../e_os.h"
  78 #endif
  79 #include <string.h>
  80 #include <time.h>
  81
  82
  83 #ifdef OPENSSL_NO_EC
  84 int main(int argc, char * argv[]) { puts("Elliptic curves are disabled."); return 0; }
  85 #else
  86
  87
  88 #include <openssl/ec.h>
  89 #ifndef OPENSSL_NO_ENGINE
  90 #include <openssl/engine.h>
  91 #endif
  92 #include <openssl/err.h>
  93 #include <openssl/obj_mac.h>
  94 #include <openssl/objects.h>
  95 #include <openssl/rand.h>
  96 #include <openssl/bn.h>
  97
  98 #if defined(_MSC_VER) && defined(_MIPS_) && (_MSC_VER/100==12)
  99 /* suppress "too big too optimize" warning */
 100 #pragma warning(disable:4959)
 101 #endif
 102
 103 #define ABORT do { \
 104         fflush(stdout); \
 105         fprintf(stderr, "%s:%d: ABORT\n", __FILE__, __LINE__); \
 106         ERR_print_errors_fp(stderr); \
 107         EXIT(1); \
 108 } while (0)
 109
 110 void prime_field_tests(void);
 111 void char2_field_tests(void);
 112 void internal_curve_test(void);
 113
 114 #define TIMING_BASE_PT 0
 115 #define TIMING_RAND_PT 1
 116 #define TIMING_SIMUL 2
 117
 118 #if 0
 119 static void timings(EC_GROUP *group, int type, BN_CTX *ctx)
 120         {
 121         clock_t clck;
 122         int i, j;
 123         BIGNUM *s;
 124         BIGNUM *r[10], *r0[10];
 125         EC_POINT *P;
 126
 127         s = BN_new();
 128         if (s == NULL) ABORT;
 129
 130         fprintf(stdout, "Timings for %d-bit field, ", EC_GROUP_get_degree(group));
 131         if (!EC_GROUP_get_order(group, s, ctx)) ABORT;
 132         fprintf(stdout, "%d-bit scalars ", (int)BN_num_bits(s));
 133         fflush(stdout);
 134
 135         P = EC_POINT_new(group);
 136         if (P == NULL) ABORT;
 137         EC_POINT_copy(P, EC_GROUP_get0_generator(group));
 138
 139         for (i = 0; i < 10; i++)
 140                 {
 141                 if ((r[i] = BN_new()) == NULL) ABORT;
 142                 if (!BN_pseudo_rand(r[i], BN_num_bits(s), 0, 0)) ABORT;
 143                 if (type != TIMING_BASE_PT)
 144                         {
 145                         if ((r0[i] = BN_new()) == NULL) ABORT;
 146                         if (!BN_pseudo_rand(r0[i], BN_num_bits(s), 0, 0)) ABORT;
 147                         }
 148                 }
 149
 150         clck = clock();
 151         for (i = 0; i < 10; i++)
 152                 {
 153                 for (j = 0; j < 10; j++)
 154                         {
 155                         if (!EC_POINT_mul(group, P, (type != TIMING_RAND_PT) ? r[i] : NULL,
 156                                 (type != TIMING_BASE_PT) ? P : NULL, (type != TIMING_BASE_PT) ? r0[i] : NULL, ctx)) ABORT;
 157                         }
 158                 }
 159         clck = clock() - clck;
 160
 161         fprintf(stdout, "\n");
 162
 163 #ifdef CLOCKS_PER_SEC
 164         /* "To determine the time in seconds, the value returned
 165          * by the clock function should be divided by the value
 166          * of the macro CLOCKS_PER_SEC."
 167          *                                       -- ISO/IEC 9899 */
 168 #       define UNIT "s"
 169 #else
 170         /* "`CLOCKS_PER_SEC' undeclared (first use this function)"
 171          *                            -- cc on NeXTstep/OpenStep */
 172 #       define UNIT "units"
 173 #       define CLOCKS_PER_SEC 1
 174 #endif
 175
 176         if (type == TIMING_BASE_PT) {
 177                 fprintf(stdout, "%i %s in %.2f " UNIT "\n", i*j,
 178                         "base point multiplications", (double)clck/CLOCKS_PER_SEC);
 179         } else if (type == TIMING_RAND_PT) {
 180                 fprintf(stdout, "%i %s in %.2f " UNIT "\n", i*j,
 181                         "random point multiplications", (double)clck/CLOCKS_PER_SEC);
 182         } else if (type == TIMING_SIMUL) {
 183                 fprintf(stdout, "%i %s in %.2f " UNIT "\n", i*j,
 184                         "s*P+t*Q operations", (double)clck/CLOCKS_PER_SEC);
 185         }
 186         fprintf(stdout, "average: %.4f " UNIT "\n", (double)clck/(CLOCKS_PER_SEC*i*j));
 187
 188         EC_POINT_free(P);
 189         BN_free(s);
 190         for (i = 0; i < 10; i++)
 191                 {
 192                 BN_free(r[i]);
 193                 if (type != TIMING_BASE_PT) BN_free(r0[i]);
 194                 }
 195         }
 196 #endif
 197
 198 void prime_field_tests()
 199         {
 200         BN_CTX *ctx = NULL;
 201         BIGNUM *p, *a, *b;
 202         EC_GROUP *group;
 203         EC_GROUP *P_160 = NULL, *P_192 = NULL, *P_224 = NULL, *P_256 = NULL, *P_384 = NULL, *P_521 = NULL;
 204         EC_POINT *P, *Q, *R;
 205         BIGNUM *x, *y, *z;
 206         unsigned char buf[100];
 207         size_t i, len;
 208         int k;
 209
 210 #if 1 /* optional */
 211         ctx = BN_CTX_new();
 212         if (!ctx) ABORT;
 213 #endif
 214
 215         p = BN_new();
 216         a = BN_new();
 217         b = BN_new();
 218         if (!p || !a || !b) ABORT;
 219
 220         if (!BN_hex2bn(&p, "17")) ABORT;
 221         if (!BN_hex2bn(&a, "1")) ABORT;
 222         if (!BN_hex2bn(&b, "1")) ABORT;
 223
 224         group = EC_GROUP_new(EC_GFp_mont_method()); /* applications should use EC_GROUP_new_curve_GFp
 225                                                      * so that the library gets to choose the EC_METHOD */
 226         if (!group) ABORT;
 227
 228         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
 229
 230         {
 231                 EC_GROUP *tmp;
 232                 tmp = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group));
 233                 if (!tmp) ABORT;
 234                 if (!EC_GROUP_copy(tmp, group)) ABORT;
 235                 EC_GROUP_free(group);
 236                 group = tmp;
 237         }
 238
 239         if (!EC_GROUP_get_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
 240
 241         fprintf(stdout, "Curve defined by Weierstrass equation\n     y^2 = x^3 + a*x + b  (mod 0x");
 242         BN_print_fp(stdout, p);
 243         fprintf(stdout, ")\n     a = 0x");
 244         BN_print_fp(stdout, a);
 245         fprintf(stdout, "\n     b = 0x");
 246         BN_print_fp(stdout, b);
 247         fprintf(stdout, "\n");
 248
 249         P = EC_POINT_new(group);
 250         Q = EC_POINT_new(group);
 251         R = EC_POINT_new(group);
 252         if (!P || !Q || !R) ABORT;
 253
 254         if (!EC_POINT_set_to_infinity(group, P)) ABORT;
 255         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
 256
 257         buf[0] = 0;
 258         if (!EC_POINT_oct2point(group, Q, buf, 1, ctx)) ABORT;
 259
 260         if (!EC_POINT_add(group, P, P, Q, ctx)) ABORT;
 261         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
 262
 263         x = BN_new();
 264         y = BN_new();
 265         z = BN_new();
 266         if (!x || !y || !z) ABORT;
 267
 268         if (!BN_hex2bn(&x, "D")) ABORT;
 269         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, Q, x, 1, ctx)) ABORT;
 270         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, Q, ctx))
 271                 {
 272                 if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, Q, x, y, ctx)) ABORT;
 273                 fprintf(stderr, "Point is not on curve: x = 0x");
 274                 BN_print_fp(stderr, x);
 275                 fprintf(stderr, ", y = 0x");
 276                 BN_print_fp(stderr, y);
 277                 fprintf(stderr, "\n");
 278                 ABORT;
 279                 }
 280
 281         fprintf(stdout, "A cyclic subgroup:\n");
 282         k = 100;
 283         do
 284                 {
 285                 if (k-- == 0) ABORT;
 286
 287                 if (EC_POINT_is_at_infinity(group, P))
 288                         fprintf(stdout, "     point at infinity\n");
 289                 else
 290                         {
 291                         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
 292
 293                         fprintf(stdout, "     x = 0x");
 294                         BN_print_fp(stdout, x);
 295                         fprintf(stdout, ", y = 0x");
 296                         BN_print_fp(stdout, y);
 297                         fprintf(stdout, "\n");
 298                         }
 299
 300                 if (!EC_POINT_copy(R, P)) ABORT;
 301                 if (!EC_POINT_add(group, P, P, Q, ctx)) ABORT;
 302
 303 #if 0 /* optional */
 304                 {
 305                         EC_POINT *points[3];
 306
 307                         points[0] = R;
 308                         points[1] = Q;
 309                         points[2] = P;
 310                         if (!EC_POINTs_make_affine(group, 2, points, ctx)) ABORT;
 311                 }
 312 #endif
 313
 314                 }
 315         while (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P));
 316
 317         if (!EC_POINT_add(group, P, Q, R, ctx)) ABORT;
 318         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
 319
 320         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_COMPRESSED, buf, sizeof buf, ctx);
 321         if (len == 0) ABORT;
 322         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
 323         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
 324         fprintf(stdout, "Generator as octect string, compressed form:\n     ");
 325         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
 326
 327         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_UNCOMPRESSED, buf, sizeof buf, ctx);
 328         if (len == 0) ABORT;
 329         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
 330         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
 331         fprintf(stdout, "\nGenerator as octect string, uncompressed form:\n     ");
 332         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
 333
 334         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_HYBRID, buf, sizeof buf, ctx);
 335         if (len == 0) ABORT;
 336         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
 337         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
 338         fprintf(stdout, "\nGenerator as octect string, hybrid form:\n     ");
 339         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
 340
 341         if (!EC_POINT_get_Jprojective_coordinates_GFp(group, R, x, y, z, ctx)) ABORT;
 342         fprintf(stdout, "\nA representation of the inverse of that generator in\nJacobian projective coordinates:\n     X = 0x");
 343         BN_print_fp(stdout, x);
 344         fprintf(stdout, ", Y = 0x");
 345         BN_print_fp(stdout, y);
 346         fprintf(stdout, ", Z = 0x");
 347         BN_print_fp(stdout, z);
 348         fprintf(stdout, "\n");
 349
 350         if (!EC_POINT_invert(group, P, ctx)) ABORT;
 351         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, R, ctx)) ABORT;
 352
 353
 354         /* Curve secp160r1 (Certicom Research SEC 2 Version 1.0, section 2.4.2, 2000)
 355          * -- not a NIST curve, but commonly used */
 356
 357         if (!BN_hex2bn(&p, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF7FFFFFFF")) ABORT;
 358         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
 359         if (!BN_hex2bn(&a, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF7FFFFFFC")) ABORT;
 360         if (!BN_hex2bn(&b, "1C97BEFC54BD7A8B65ACF89F81D4D4ADC565FA45")) ABORT;
 361         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
 362
 363         if (!BN_hex2bn(&x, "4A96B5688EF573284664698968C38BB913CBFC82")) ABORT;
 364         if (!BN_hex2bn(&y, "23a628553168947d59dcc912042351377ac5fb32")) ABORT;
 365         if (!EC_POINT_set_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
 366         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
 367         if (!BN_hex2bn(&z, "0100000000000000000001F4C8F927AED3CA752257")) ABORT;
 368         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
 369
 370         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
 371         fprintf(stdout, "\nSEC2 curve secp160r1 -- Generator:\n     x = 0x");
 372         BN_print_fp(stdout, x);
 373         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
 374         BN_print_fp(stdout, y);
 375         fprintf(stdout, "\n");
 376         /* G_y value taken from the standard: */
 377         if (!BN_hex2bn(&z, "23a628553168947d59dcc912042351377ac5fb32")) ABORT;
 378         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
 379
 380         fprintf(stdout, "verify degree ...");
 381         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 160) ABORT;
 382         fprintf(stdout, " ok\n");
 383
 384         fprintf(stdout, "verify group order ...");
 385         fflush(stdout);
 386         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
 387         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
 388         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
 389         fprintf(stdout, ".");
 390         fflush(stdout);
 391         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT;
 392         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
 393         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
 394         fprintf(stdout, " ok\n");
 395
 396         if (!(P_160 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
 397         if (!EC_GROUP_copy(P_160, group)) ABORT;
 398
 399
 400         /* Curve P-192 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
 401
 402         if (!BN_hex2bn(&p, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFF")) ABORT;
 403         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
 404         if (!BN_hex2bn(&a, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFC")) ABORT;
 405         if (!BN_hex2bn(&b, "64210519E59C80E70FA7E9AB72243049FEB8DEECC146B9B1")) ABORT;
 406         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
 407
 408         if (!BN_hex2bn(&x, "188DA80EB03090F67CBF20EB43A18800F4FF0AFD82FF1012")) ABORT;
 409         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 1, ctx)) ABORT;
 410         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
 411         if (!BN_hex2bn(&z, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF99DEF836146BC9B1B4D22831")) ABORT;
 412         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
 413
 414         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
 415         fprintf(stdout, "\nNIST curve P-192 -- Generator:\n     x = 0x");
 416         BN_print_fp(stdout, x);
 417         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
 418         BN_print_fp(stdout, y);
 419         fprintf(stdout, "\n");
 420         /* G_y value taken from the standard: */
 421         if (!BN_hex2bn(&z, "07192B95FFC8DA78631011ED6B24CDD573F977A11E794811")) ABORT;
 422         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
 423
 424         fprintf(stdout, "verify degree ...");
 425         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 192) ABORT;
 426         fprintf(stdout, " ok\n");
 427
 428         fprintf(stdout, "verify group order ...");
 429         fflush(stdout);
 430         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
 431         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
 432         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
 433         fprintf(stdout, ".");
 434         fflush(stdout);
 435         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT;
 436         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
 437         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
 438         fprintf(stdout, " ok\n");
 439
 440         if (!(P_192 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
 441         if (!EC_GROUP_copy(P_192, group)) ABORT;
 442
 443
 444         /* Curve P-224 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
 445
 446         if (!BN_hex2bn(&p, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF000000000000000000000001")) ABORT;
 447         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
 448         if (!BN_hex2bn(&a, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFE")) ABORT;
 449         if (!BN_hex2bn(&b, "B4050A850C04B3ABF54132565044B0B7D7BFD8BA270B39432355FFB4")) ABORT;
 450         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
 451
 452         if (!BN_hex2bn(&x, "B70E0CBD6BB4BF7F321390B94A03C1D356C21122343280D6115C1D21")) ABORT;
 453         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 0, ctx)) ABORT;
 454         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
 455         if (!BN_hex2bn(&z, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF16A2E0B8F03E13DD29455C5C2A3D")) ABORT;
 456         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
 457
 458         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
 459         fprintf(stdout, "\nNIST curve P-224 -- Generator:\n     x = 0x");
 460         BN_print_fp(stdout, x);
 461         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
 462         BN_print_fp(stdout, y);
 463         fprintf(stdout, "\n");
 464         /* G_y value taken from the standard: */
 465         if (!BN_hex2bn(&z, "BD376388B5F723FB4C22DFE6CD4375A05A07476444D5819985007E34")) ABORT;
 466         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
 467
 468         fprintf(stdout, "verify degree ...");
 469         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 224) ABORT;
 470         fprintf(stdout, " ok\n");
 471
 472         fprintf(stdout, "verify group order ...");
 473         fflush(stdout);
 474         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
 475         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
 476         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
 477         fprintf(stdout, ".");
 478         fflush(stdout);
 479         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT;
 480         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
 481         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
 482         fprintf(stdout, " ok\n");
 483
 484         if (!(P_224 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
 485         if (!EC_GROUP_copy(P_224, group)) ABORT;
 486
 487
 488         /* Curve P-256 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
 489
 490         if (!BN_hex2bn(&p, "FFFFFFFF00000001000000000000000000000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF")) ABORT;
 491         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
 492         if (!BN_hex2bn(&a, "FFFFFFFF00000001000000000000000000000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFC")) ABORT;
 493         if (!BN_hex2bn(&b, "5AC635D8AA3A93E7B3EBBD55769886BC651D06B0CC53B0F63BCE3C3E27D2604B")) ABORT;
 494         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
 495
 496         if (!BN_hex2bn(&x, "6B17D1F2E12C4247F8BCE6E563A440F277037D812DEB33A0F4A13945D898C296")) ABORT;
 497         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 1, ctx)) ABORT;
 498         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
 499         if (!BN_hex2bn(&z, "FFFFFFFF00000000FFFFFFFFFFFFFFFFBCE6FAADA7179E"
 500                 "84F3B9CAC2FC632551")) ABORT;
 501         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
 502
 503         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
 504         fprintf(stdout, "\nNIST curve P-256 -- Generator:\n     x = 0x");
 505         BN_print_fp(stdout, x);
 506         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
 507         BN_print_fp(stdout, y);
 508         fprintf(stdout, "\n");
 509         /* G_y value taken from the standard: */
 510         if (!BN_hex2bn(&z, "4FE342E2FE1A7F9B8EE7EB4A7C0F9E162BCE33576B315ECECBB6406837BF51F5")) ABORT;
 511         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
 512
 513         fprintf(stdout, "verify degree ...");
 514         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 256) ABORT;
 515         fprintf(stdout, " ok\n");
 516
 517         fprintf(stdout, "verify group order ...");
 518         fflush(stdout);
 519         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
 520         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
 521         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
 522         fprintf(stdout, ".");
 523         fflush(stdout);
 524         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT;
 525         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
 526         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
 527         fprintf(stdout, " ok\n");
 528
 529         if (!(P_256 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
 530         if (!EC_GROUP_copy(P_256, group)) ABORT;
 531
 532
 533         /* Curve P-384 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
 534
 535         if (!BN_hex2bn(&p, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 536                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFF0000000000000000FFFFFFFF")) ABORT;
 537         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
 538         if (!BN_hex2bn(&a, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 539                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFF0000000000000000FFFFFFFC")) ABORT;
 540         if (!BN_hex2bn(&b, "B3312FA7E23EE7E4988E056BE3F82D19181D9C6EFE8141"
 541                 "120314088F5013875AC656398D8A2ED19D2A85C8EDD3EC2AEF")) ABORT;
 542         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
 543
 544         if (!BN_hex2bn(&x, "AA87CA22BE8B05378EB1C71EF320AD746E1D3B628BA79B"
 545                 "9859F741E082542A385502F25DBF55296C3A545E3872760AB7")) ABORT;
 546         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 1, ctx)) ABORT;
 547         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
 548         if (!BN_hex2bn(&z, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 549                 "FFC7634D81F4372DDF581A0DB248B0A77AECEC196ACCC52973")) ABORT;
 550         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
 551
 552         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
 553         fprintf(stdout, "\nNIST curve P-384 -- Generator:\n     x = 0x");
 554         BN_print_fp(stdout, x);
 555         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
 556         BN_print_fp(stdout, y);
 557         fprintf(stdout, "\n");
 558         /* G_y value taken from the standard: */
 559         if (!BN_hex2bn(&z, "3617DE4A96262C6F5D9E98BF9292DC29F8F41DBD289A14"
 560                 "7CE9DA3113B5F0B8C00A60B1CE1D7E819D7A431D7C90EA0E5F")) ABORT;
 561         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
 562
 563         fprintf(stdout, "verify degree ...");
 564         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 384) ABORT;
 565         fprintf(stdout, " ok\n");
 566
 567         fprintf(stdout, "verify group order ...");
 568         fflush(stdout);
 569         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
 570         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
 571         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
 572         fprintf(stdout, ".");
 573         fflush(stdout);
 574         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT;
 575         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
 576         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
 577         fprintf(stdout, " ok\n");
 578
 579         if (!(P_384 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
 580         if (!EC_GROUP_copy(P_384, group)) ABORT;
 581
 582
 583         /* Curve P-521 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
 584
 585         if (!BN_hex2bn(&p, "1FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 586                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 587                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF")) ABORT;
 588         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
 589         if (!BN_hex2bn(&a, "1FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 590                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 591                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFC")) ABORT;
 592         if (!BN_hex2bn(&b, "051953EB9618E1C9A1F929A21A0B68540EEA2DA725B99B"
 593                 "315F3B8B489918EF109E156193951EC7E937B1652C0BD3BB1BF073573"
 594                 "DF883D2C34F1EF451FD46B503F00")) ABORT;
 595         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
 596
 597         if (!BN_hex2bn(&x, "C6858E06B70404E9CD9E3ECB662395B4429C648139053F"
 598                 "B521F828AF606B4D3DBAA14B5E77EFE75928FE1DC127A2FFA8DE3348B"
 599                 "3C1856A429BF97E7E31C2E5BD66")) ABORT;
 600         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 0, ctx)) ABORT;
 601         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
 602         if (!BN_hex2bn(&z, "1FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
 603                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFA51868783BF2F966B7FCC0148F709A5D03BB5"
 604                 "C9B8899C47AEBB6FB71E91386409")) ABORT;
 605         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
 606
 607         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
 608         fprintf(stdout, "\nNIST curve P-521 -- Generator:\n     x = 0x");
 609         BN_print_fp(stdout, x);
 610         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
 611         BN_print_fp(stdout, y);
 612         fprintf(stdout, "\n");
 613         /* G_y value taken from the standard: */
 614         if (!BN_hex2bn(&z, "11839296A789A3BC0045C8A5FB42C7D1BD998F54449579"
 615                 "B446817AFBD17273E662C97EE72995EF42640C550B9013FAD0761353C"
 616                 "7086A272C24088BE94769FD16650")) ABORT;
 617         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
 618
 619         fprintf(stdout, "verify degree ...");
 620         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 521) ABORT;
 621         fprintf(stdout, " ok\n");
 622
 623         fprintf(stdout, "verify group order ...");
 624         fflush(stdout);
 625         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
 626         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
 627         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
 628         fprintf(stdout, ".");
 629         fflush(stdout);
 630         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT;
 631         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
 632         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
 633         fprintf(stdout, " ok\n");
 634
 635         if (!(P_521 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
 636         if (!EC_GROUP_copy(P_521, group)) ABORT;
 637
 638
 639         /* more tests using the last curve */
 640
 641         if (!EC_POINT_copy(Q, P)) ABORT;
 642         if (EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
 643         if (!EC_POINT_dbl(group, P, P, ctx)) ABORT;
 644         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
 645         if (!EC_POINT_invert(group, Q, ctx)) ABORT; /* P = -2Q */
 646
 647         if (!EC_POINT_add(group, R, P, Q, ctx)) ABORT;
 648         if (!EC_POINT_add(group, R, R, Q, ctx)) ABORT;
 649         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, R)) ABORT; /* R = P + 2Q */
 650
 651         {
 652                 const EC_POINT *points[4];
 653                 const BIGNUM *scalars[4];
 654                 BIGNUM scalar3;
 655
 656                 if (EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
 657                 points[0] = Q;
 658                 points[1] = Q;
 659                 points[2] = Q;
 660                 points[3] = Q;
 661
 662                 if (!BN_add(y, z, BN_value_one())) ABORT;
 663                 if (BN_is_odd(y)) ABORT;
 664                 if (!BN_rshift1(y, y)) ABORT;
 665                 scalars[0] = y; /* (group order + 1)/2,  so  y*Q + y*Q = Q */
 666                 scalars[1] = y;
 667
 668                 fprintf(stdout, "combined multiplication ...");
 669                 fflush(stdout);
 670
 671                 /* z is still the group order */
 672                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
 673                 if (!EC_POINTs_mul(group, R, z, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
 674                 if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, R, ctx)) ABORT;
 675                 if (0 != EC_POINT_cmp(group, R, Q, ctx)) ABORT;
 676
 677                 fprintf(stdout, ".");
 678                 fflush(stdout);
 679
 680                 if (!BN_pseudo_rand(y, BN_num_bits(y), 0, 0)) ABORT;
 681                 if (!BN_add(z, z, y)) ABORT;
 682                 BN_set_negative(z, 1);
 683                 scalars[0] = y;
 684                 scalars[1] = z; /* z = -(order + y) */
 685
 686                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
 687                 if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
 688
 689                 fprintf(stdout, ".");
 690                 fflush(stdout);
 691
 692                 if (!BN_pseudo_rand(x, BN_num_bits(y) - 1, 0, 0)) ABORT;
 693                 if (!BN_add(z, x, y)) ABORT;
 694                 BN_set_negative(z, 1);
 695                 scalars[0] = x;
 696                 scalars[1] = y;
 697                 scalars[2] = z; /* z = -(x+y) */
 698
 699                 BN_init(&scalar3);
 700                 BN_zero(&scalar3);
 701                 scalars[3] = &scalar3;
 702
 703                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 4, points, scalars, ctx)) ABORT;
 704                 if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
 705
 706                 fprintf(stdout, " ok\n\n");
 707
 708                 BN_free(&scalar3);
 709         }
 710
 711
 712 #if 0
 713         timings(P_160, TIMING_BASE_PT, ctx);
 714         timings(P_160, TIMING_RAND_PT, ctx);
 715         timings(P_160, TIMING_SIMUL, ctx);
 716         timings(P_192, TIMING_BASE_PT, ctx);
 717         timings(P_192, TIMING_RAND_PT, ctx);
 718         timings(P_192, TIMING_SIMUL, ctx);
 719         timings(P_224, TIMING_BASE_PT, ctx);
 720         timings(P_224, TIMING_RAND_PT, ctx);
 721         timings(P_224, TIMING_SIMUL, ctx);
 722         timings(P_256, TIMING_BASE_PT, ctx);
 723         timings(P_256, TIMING_RAND_PT, ctx);
 724         timings(P_256, TIMING_SIMUL, ctx);
 725         timings(P_384, TIMING_BASE_PT, ctx);
 726         timings(P_384, TIMING_RAND_PT, ctx);
 727         timings(P_384, TIMING_SIMUL, ctx);
 728         timings(P_521, TIMING_BASE_PT, ctx);
 729         timings(P_521, TIMING_RAND_PT, ctx);
 730         timings(P_521, TIMING_SIMUL, ctx);
 731 #endif
 732
 733
 734         if (ctx)
 735                 BN_CTX_free(ctx);
 736         BN_free(p); BN_free(a); BN_free(b);
 737         EC_GROUP_free(group);
 738         EC_POINT_free(P);
 739         EC_POINT_free(Q);
 740         EC_POINT_free(R);
 741         BN_free(x); BN_free(y); BN_free(z);
 742
 743         if (P_160) EC_GROUP_free(P_160);
 744         if (P_192) EC_GROUP_free(P_192);
 745         if (P_224) EC_GROUP_free(P_224);
 746         if (P_256) EC_GROUP_free(P_256);
 747         if (P_384) EC_GROUP_free(P_384);
 748         if (P_521) EC_GROUP_free(P_521);
 749
 750         }
 751
 752 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
 753 #ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
 754 #define CHAR2_CURVE_TEST_INTERNAL(_name, _p, _a, _b, _x, _y, _y_bit, _order, _cof, _degree, _variable) \
 755         if (!BN_hex2bn(&x, _x)) ABORT; \
 756         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GF2m(group, P, x, _y_bit, ctx)) ABORT; \
 757         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT; \
 758         if (!BN_hex2bn(&z, _order)) ABORT; \
 759         if (!BN_hex2bn(&cof, _cof)) ABORT; \
 760         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, cof)) ABORT; \
 761         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GF2m(group, P, x, y, ctx)) ABORT; \
 762         fprintf(stdout, "\n%s -- Generator:\n     x = 0x", _name); \
 763         BN_print_fp(stdout, x); \
 764         fprintf(stdout, "\n     y = 0x"); \
 765         BN_print_fp(stdout, y); \
 766         fprintf(stdout, "\n"); \
 767         /* G_y value taken from the standard: */ \
 768         if (!BN_hex2bn(&z, _y)) ABORT; \
 769         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
 770 #else
 771 #define CHAR2_CURVE_TEST_INTERNAL(_name, _p, _a, _b, _x, _y, _y_bit, _order, _cof, _degree, _variable) \
 772         if (!BN_hex2bn(&x, _x)) ABORT; \
 773         if (!BN_hex2bn(&y, _y)) ABORT; \
 774         if (!EC_POINT_set_affine_coordinates_GF2m(group, P, x, y, ctx)) ABORT; \
 775         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT; \
 776         if (!BN_hex2bn(&z, _order)) ABORT; \
 777         if (!BN_hex2bn(&cof, _cof)) ABORT; \
 778         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, cof)) ABORT; \
 779         fprintf(stdout, "\n%s -- Generator:\n     x = 0x", _name); \
 780         BN_print_fp(stdout, x); \
 781         fprintf(stdout, "\n     y = 0x"); \
 782         BN_print_fp(stdout, y); \
 783         fprintf(stdout, "\n");
 784 #endif
 785
 786 #define CHAR2_CURVE_TEST(_name, _p, _a, _b, _x, _y, _y_bit, _order, _cof, _degree, _variable) \
 787         if (!BN_hex2bn(&p, _p)) ABORT; \
 788         if (!BN_hex2bn(&a, _a)) ABORT; \
 789         if (!BN_hex2bn(&b, _b)) ABORT; \
 790         if (!EC_GROUP_set_curve_GF2m(group, p, a, b, ctx)) ABORT; \
 791         CHAR2_CURVE_TEST_INTERNAL(_name, _p, _a, _b, _x, _y, _y_bit, _order, _cof, _degree, _variable) \
 792         fprintf(stdout, "verify degree ..."); \
 793         if (EC_GROUP_get_degree(group) != _degree) ABORT; \
 794         fprintf(stdout, " ok\n"); \
 795         fprintf(stdout, "verify group order ..."); \
 796         fflush(stdout); \
 797         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT; \
 798         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT; \
 799         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT; \
 800         fprintf(stdout, "."); \
 801         fflush(stdout); \
 802         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT; \
 803         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT; \
 804         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT; \
 805         fprintf(stdout, " ok\n"); \
 806         if (!(_variable = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT; \
 807         if (!EC_GROUP_copy(_variable, group)) ABORT;
 808
 809 void char2_field_tests()
 810         {
 811         BN_CTX *ctx = NULL;
 812         BIGNUM *p, *a, *b;
 813         EC_GROUP *group;
 814         EC_GROUP *C2_K163 = NULL, *C2_K233 = NULL, *C2_K283 = NULL, *C2_K409 = NULL, *C2_K571 = NULL;
 815         EC_GROUP *C2_B163 = NULL, *C2_B233 = NULL, *C2_B283 = NULL, *C2_B409 = NULL, *C2_B571 = NULL;
 816         EC_POINT *P, *Q, *R;
 817         BIGNUM *x, *y, *z, *cof;
 818         unsigned char buf[100];
 819         size_t i, len;
 820         int k;
 821
 822 #if 1 /* optional */
 823         ctx = BN_CTX_new();
 824         if (!ctx) ABORT;
 825 #endif
 826
 827         p = BN_new();
 828         a = BN_new();
 829         b = BN_new();
 830         if (!p || !a || !b) ABORT;
 831
 832         if (!BN_hex2bn(&p, "13")) ABORT;
 833         if (!BN_hex2bn(&a, "3")) ABORT;
 834         if (!BN_hex2bn(&b, "1")) ABORT;
 835
 836         group = EC_GROUP_new(EC_GF2m_simple_method()); /* applications should use EC_GROUP_new_curve_GF2m
 837                                                         * so that the library gets to choose the EC_METHOD */
 838         if (!group) ABORT;
 839         if (!EC_GROUP_set_curve_GF2m(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
 840
 841         {
 842                 EC_GROUP *tmp;
 843                 tmp = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group));
 844                 if (!tmp) ABORT;
 845                 if (!EC_GROUP_copy(tmp, group)) ABORT;
 846                 EC_GROUP_free(group);
 847                 group = tmp;
 848         }
 849
 850         if (!EC_GROUP_get_curve_GF2m(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
 851
 852         fprintf(stdout, "Curve defined by Weierstrass equation\n     y^2 + x*y = x^3 + a*x^2 + b  (mod 0x");
 853         BN_print_fp(stdout, p);
 854         fprintf(stdout, ")\n     a = 0x");
 855         BN_print_fp(stdout, a);
 856         fprintf(stdout, "\n     b = 0x");
 857         BN_print_fp(stdout, b);
 858         fprintf(stdout, "\n(0x... means binary polynomial)\n");
 859
 860         P = EC_POINT_new(group);
 861         Q = EC_POINT_new(group);
 862         R = EC_POINT_new(group);
 863         if (!P || !Q || !R) ABORT;
 864
 865         if (!EC_POINT_set_to_infinity(group, P)) ABORT;
 866         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
 867
 868         buf[0] = 0;
 869         if (!EC_POINT_oct2point(group, Q, buf, 1, ctx)) ABORT;
 870
 871         if (!EC_POINT_add(group, P, P, Q, ctx)) ABORT;
 872         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
 873
 874         x = BN_new();
 875         y = BN_new();
 876         z = BN_new();
 877         cof = BN_new();
 878         if (!x || !y || !z || !cof) ABORT;
 879
 880         if (!BN_hex2bn(&x, "6")) ABORT;
 881 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
 882 #ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
 883         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GF2m(group, Q, x, 1, ctx)) ABORT;
 884 #else
 885         if (!BN_hex2bn(&y, "8")) ABORT;
 886         if (!EC_POINT_set_affine_coordinates_GF2m(group, Q, x, y, ctx)) ABORT;
 887 #endif
 888         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, Q, ctx))
 889                 {
 890 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
 891 #ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
 892                 if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GF2m(group, Q, x, y, ctx)) ABORT;
 893 #endif
 894                 fprintf(stderr, "Point is not on curve: x = 0x");
 895                 BN_print_fp(stderr, x);
 896                 fprintf(stderr, ", y = 0x");
 897                 BN_print_fp(stderr, y);
 898                 fprintf(stderr, "\n");
 899                 ABORT;
 900                 }
 901
 902         fprintf(stdout, "A cyclic subgroup:\n");
 903         k = 100;
 904         do
 905                 {
 906                 if (k-- == 0) ABORT;
 907
 908                 if (EC_POINT_is_at_infinity(group, P))
 909                         fprintf(stdout, "     point at infinity\n");
 910                 else
 911                         {
 912                         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GF2m(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
 913
 914                         fprintf(stdout, "     x = 0x");
 915                         BN_print_fp(stdout, x);
 916                         fprintf(stdout, ", y = 0x");
 917                         BN_print_fp(stdout, y);
 918                         fprintf(stdout, "\n");
 919                         }
 920
 921                 if (!EC_POINT_copy(R, P)) ABORT;
 922                 if (!EC_POINT_add(group, P, P, Q, ctx)) ABORT;
 923                 }
 924         while (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P));
 925
 926         if (!EC_POINT_add(group, P, Q, R, ctx)) ABORT;
 927         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
 928
 929 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
 930 #ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
 931         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_COMPRESSED, buf, sizeof buf, ctx);
 932         if (len == 0) ABORT;
 933         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
 934         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
 935         fprintf(stdout, "Generator as octet string, compressed form:\n     ");
 936         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
 937 #endif
 938
 939         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_UNCOMPRESSED, buf, sizeof buf, ctx);
 940         if (len == 0) ABORT;
 941         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
 942         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
 943         fprintf(stdout, "\nGenerator as octet string, uncompressed form:\n     ");
 944         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
 945
 946 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
 947 #ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
 948         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_HYBRID, buf, sizeof buf, ctx);
 949         if (len == 0) ABORT;
 950         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
 951         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
 952         fprintf(stdout, "\nGenerator as octet string, hybrid form:\n     ");
 953         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
 954 #endif
 955
 956         fprintf(stdout, "\n");
 957
 958         if (!EC_POINT_invert(group, P, ctx)) ABORT;
 959         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, R, ctx)) ABORT;
 960
 961
 962         /* Curve K-163 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
 963         CHAR2_CURVE_TEST
 964                 (
 965                 "NIST curve K-163",
 966                 "0800000000000000000000000000000000000000C9",
 967                 "1",
 968                 "1",
 969                 "02FE13C0537BBC11ACAA07D793DE4E6D5E5C94EEE8",
 970                 "0289070FB05D38FF58321F2E800536D538CCDAA3D9",
 971                 1,
 972                 "04000000000000000000020108A2E0CC0D99F8A5EF",
 973                 "2",
 974                 163,
 975                 C2_K163
 976                 );
 977
 978         /* Curve B-163 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
 979         CHAR2_CURVE_TEST
 980                 (
 981                 "NIST curve B-163",
 982                 "0800000000000000000000000000000000000000C9",
 983                 "1",
 984                 "020A601907B8C953CA1481EB10512F78744A3205FD",
 985                 "03F0EBA16286A2D57EA0991168D4994637E8343E36",
 986                 "00D51FBC6C71A0094FA2CDD545B11C5C0C797324F1",
 987                 1,
 988                 "040000000000000000000292FE77E70C12A4234C33",
 989                 "2",
 990                 163,
 991                 C2_B163
 992                 );
 993
 994         /* Curve K-233 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
 995         CHAR2_CURVE_TEST
 996                 (
 997                 "NIST curve K-233",
 998                 "020000000000000000000000000000000000000004000000000000000001",
 999                 "0",
1000                 "1",
1001                 "017232BA853A7E731AF129F22FF4149563A419C26BF50A4C9D6EEFAD6126",
1002                 "01DB537DECE819B7F70F555A67C427A8CD9BF18AEB9B56E0C11056FAE6A3",
1003                 0,
1004                 "008000000000000000000000000000069D5BB915BCD46EFB1AD5F173ABDF",
1005                 "4",
1006                 233,
1007                 C2_K233
1008                 );
1009
1010         /* Curve B-233 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1011         CHAR2_CURVE_TEST
1012                 (
1013                 "NIST curve B-233",
1014                 "020000000000000000000000000000000000000004000000000000000001",
1015                 "000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001",
1016                 "0066647EDE6C332C7F8C0923BB58213B333B20E9CE4281FE115F7D8F90AD",
1017                 "00FAC9DFCBAC8313BB2139F1BB755FEF65BC391F8B36F8F8EB7371FD558B",
1018                 "01006A08A41903350678E58528BEBF8A0BEFF867A7CA36716F7E01F81052",
1019                 1,
1020                 "01000000000000000000000000000013E974E72F8A6922031D2603CFE0D7",
1021                 "2",
1022                 233,
1023                 C2_B233
1024                 );
1025
1026         /* Curve K-283 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1027         CHAR2_CURVE_TEST
1028                 (
1029                 "NIST curve K-283",
1030                 "0800000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000010A1",
1031                 "0",
1032                 "1",
1033                 "0503213F78CA44883F1A3B8162F188E553CD265F23C1567A16876913B0C2AC2458492836",
1034                 "01CCDA380F1C9E318D90F95D07E5426FE87E45C0E8184698E45962364E34116177DD2259",
1035                 0,
1036                 "01FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFE9AE2ED07577265DFF7F94451E061E163C61",
1037                 "4",
1038                 283,
1039                 C2_K283
1040                 );
1041
1042         /* Curve B-283 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1043         CHAR2_CURVE_TEST
1044                 (
1045                 "NIST curve B-283",
1046                 "0800000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000010A1",
1047                 "000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001",
1048                 "027B680AC8B8596DA5A4AF8A19A0303FCA97FD7645309FA2A581485AF6263E313B79A2F5",
1049                 "05F939258DB7DD90E1934F8C70B0DFEC2EED25B8557EAC9C80E2E198F8CDBECD86B12053",
1050                 "03676854FE24141CB98FE6D4B20D02B4516FF702350EDDB0826779C813F0DF45BE8112F4",
1051                 1,
1052                 "03FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFEF90399660FC938A90165B042A7CEFADB307",
1053                 "2",
1054                 283,
1055                 C2_B283
1056                 );
1057
1058         /* Curve K-409 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1059         CHAR2_CURVE_TEST
1060                 (
1061                 "NIST curve K-409",
1062                 "02000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000008000000000000000000001",
1063                 "0",
1064                 "1",
1065                 "0060F05F658F49C1AD3AB1890F7184210EFD0987E307C84C27ACCFB8F9F67CC2C460189EB5AAAA62EE222EB1B35540CFE9023746",
1066                 "01E369050B7C4E42ACBA1DACBF04299C3460782F918EA427E6325165E9EA10E3DA5F6C42E9C55215AA9CA27A5863EC48D8E0286B",
1067                 1,
1068                 "007FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFE5F83B2D4EA20400EC4557D5ED3E3E7CA5B4B5C83B8E01E5FCF",
1069                 "4",
1070                 409,
1071                 C2_K409
1072                 );
1073
1074         /* Curve B-409 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1075         CHAR2_CURVE_TEST
1076                 (
1077                 "NIST curve B-409",
1078                 "02000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000008000000000000000000001",
1079                 "00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001",
1080                 "0021A5C2C8EE9FEB5C4B9A753B7B476B7FD6422EF1F3DD674761FA99D6AC27C8A9A197B272822F6CD57A55AA4F50AE317B13545F",
1081                 "015D4860D088DDB3496B0C6064756260441CDE4AF1771D4DB01FFE5B34E59703DC255A868A1180515603AEAB60794E54BB7996A7",
1082                 "0061B1CFAB6BE5F32BBFA78324ED106A7636B9C5A7BD198D0158AA4F5488D08F38514F1FDF4B4F40D2181B3681C364BA0273C706",
1083                 1,
1084                 "010000000000000000000000000000000000000000000000000001E2AAD6A612F33307BE5FA47C3C9E052F838164CD37D9A21173",
1085                 "2",
1086                 409,
1087                 C2_B409
1088                 );
1089
1090         /* Curve K-571 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1091         CHAR2_CURVE_TEST
1092                 (
1093                 "NIST curve K-571",
1094                 "80000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000425",
1095                 "0",
1096                 "1",
1097                 "026EB7A859923FBC82189631F8103FE4AC9CA2970012D5D46024804801841CA44370958493B205E647DA304DB4CEB08CBBD1BA39494776FB988B47174DCA88C7E2945283A01C8972",
1098                 "0349DC807F4FBF374F4AEADE3BCA95314DD58CEC9F307A54FFC61EFC006D8A2C9D4979C0AC44AEA74FBEBBB9F772AEDCB620B01A7BA7AF1B320430C8591984F601CD4C143EF1C7A3",
1099                 0,
1100                 "020000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000131850E1F19A63E4B391A8DB917F4138B630D84BE5D639381E91DEB45CFE778F637C1001",
1101                 "4",
1102                 571,
1103                 C2_K571
1104                 );
1105
1106         /* Curve B-571 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1107         CHAR2_CURVE_TEST
1108                 (
1109                 "NIST curve B-571",
1110                 "80000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000425",
1111                 "000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001",
1112                 "02F40E7E2221F295DE297117B7F3D62F5C6A97FFCB8CEFF1CD6BA8CE4A9A18AD84FFABBD8EFA59332BE7AD6756A66E294AFD185A78FF12AA520E4DE739BACA0C7FFEFF7F2955727A",
1113                 "0303001D34B856296C16C0D40D3CD7750A93D1D2955FA80AA5F40FC8DB7B2ABDBDE53950F4C0D293CDD711A35B67FB1499AE60038614F1394ABFA3B4C850D927E1E7769C8EEC2D19",
1114                 "037BF27342DA639B6DCCFFFEB73D69D78C6C27A6009CBBCA1980F8533921E8A684423E43BAB08A576291AF8F461BB2A8B3531D2F0485C19B16E2F1516E23DD3C1A4827AF1B8AC15B",
1115                 1,
1116                 "03FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFE661CE18FF55987308059B186823851EC7DD9CA1161DE93D5174D66E8382E9BB2FE84E47",
1117                 "2",
1118                 571,
1119                 C2_B571
1120                 );
1121
1122         /* more tests using the last curve */
1123
1124         if (!EC_POINT_copy(Q, P)) ABORT;
1125         if (EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
1126         if (!EC_POINT_dbl(group, P, P, ctx)) ABORT;
1127         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
1128         if (!EC_POINT_invert(group, Q, ctx)) ABORT; /* P = -2Q */
1129
1130         if (!EC_POINT_add(group, R, P, Q, ctx)) ABORT;
1131         if (!EC_POINT_add(group, R, R, Q, ctx)) ABORT;
1132         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, R)) ABORT; /* R = P + 2Q */
1133
1134         {
1135                 const EC_POINT *points[3];
1136                 const BIGNUM *scalars[3];
1137
1138                 if (EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
1139                 points[0] = Q;
1140                 points[1] = Q;
1141                 points[2] = Q;
1142
1143                 if (!BN_add(y, z, BN_value_one())) ABORT;
1144                 if (BN_is_odd(y)) ABORT;
1145                 if (!BN_rshift1(y, y)) ABORT;
1146                 scalars[0] = y; /* (group order + 1)/2,  so  y*Q + y*Q = Q */
1147                 scalars[1] = y;
1148
1149                 fprintf(stdout, "combined multiplication ...");
1150                 fflush(stdout);
1151
1152                 /* z is still the group order */
1153                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
1154                 if (!EC_POINTs_mul(group, R, z, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
1155                 if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, R, ctx)) ABORT;
1156                 if (0 != EC_POINT_cmp(group, R, Q, ctx)) ABORT;
1157
1158                 fprintf(stdout, ".");
1159                 fflush(stdout);
1160
1161                 if (!BN_pseudo_rand(y, BN_num_bits(y), 0, 0)) ABORT;
1162                 if (!BN_add(z, z, y)) ABORT;
1163                 BN_set_negative(z, 1);
1164                 scalars[0] = y;
1165                 scalars[1] = z; /* z = -(order + y) */
1166
1167                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
1168                 if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
1169
1170                 fprintf(stdout, ".");
1171                 fflush(stdout);
1172
1173                 if (!BN_pseudo_rand(x, BN_num_bits(y) - 1, 0, 0)) ABORT;
1174                 if (!BN_add(z, x, y)) ABORT;
1175                 BN_set_negative(z, 1);
1176                 scalars[0] = x;
1177                 scalars[1] = y;
1178                 scalars[2] = z; /* z = -(x+y) */
1179
1180                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 3, points, scalars, ctx)) ABORT;
1181                 if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
1182
1183                 fprintf(stdout, " ok\n\n");
1184         }
1185
1186
1187 #if 0
1188         timings(C2_K163, TIMING_BASE_PT, ctx);
1189         timings(C2_K163, TIMING_RAND_PT, ctx);
1190         timings(C2_K163, TIMING_SIMUL, ctx);
1191         timings(C2_B163, TIMING_BASE_PT, ctx);
1192         timings(C2_B163, TIMING_RAND_PT, ctx);
1193         timings(C2_B163, TIMING_SIMUL, ctx);
1194         timings(C2_K233, TIMING_BASE_PT, ctx);
1195         timings(C2_K233, TIMING_RAND_PT, ctx);
1196         timings(C2_K233, TIMING_SIMUL, ctx);
1197         timings(C2_B233, TIMING_BASE_PT, ctx);
1198         timings(C2_B233, TIMING_RAND_PT, ctx);
1199         timings(C2_B233, TIMING_SIMUL, ctx);
1200         timings(C2_K283, TIMING_BASE_PT, ctx);
1201         timings(C2_K283, TIMING_RAND_PT, ctx);
1202         timings(C2_K283, TIMING_SIMUL, ctx);
1203         timings(C2_B283, TIMING_BASE_PT, ctx);
1204         timings(C2_B283, TIMING_RAND_PT, ctx);
1205         timings(C2_B283, TIMING_SIMUL, ctx);
1206         timings(C2_K409, TIMING_BASE_PT, ctx);
1207         timings(C2_K409, TIMING_RAND_PT, ctx);
1208         timings(C2_K409, TIMING_SIMUL, ctx);
1209         timings(C2_B409, TIMING_BASE_PT, ctx);
1210         timings(C2_B409, TIMING_RAND_PT, ctx);
1211         timings(C2_B409, TIMING_SIMUL, ctx);
1212         timings(C2_K571, TIMING_BASE_PT, ctx);
1213         timings(C2_K571, TIMING_RAND_PT, ctx);
1214         timings(C2_K571, TIMING_SIMUL, ctx);
1215         timings(C2_B571, TIMING_BASE_PT, ctx);
1216         timings(C2_B571, TIMING_RAND_PT, ctx);
1217         timings(C2_B571, TIMING_SIMUL, ctx);
1218 #endif
1219
1220
1221         if (ctx)
1222                 BN_CTX_free(ctx);
1223         BN_free(p); BN_free(a); BN_free(b);
1224         EC_GROUP_free(group);
1225         EC_POINT_free(P);
1226         EC_POINT_free(Q);
1227         EC_POINT_free(R);
1228         BN_free(x); BN_free(y); BN_free(z); BN_free(cof);
1229
1230         if (C2_K163) EC_GROUP_free(C2_K163);
1231         if (C2_B163) EC_GROUP_free(C2_B163);
1232         if (C2_K233) EC_GROUP_free(C2_K233);
1233         if (C2_B233) EC_GROUP_free(C2_B233);
1234         if (C2_K283) EC_GROUP_free(C2_K283);
1235         if (C2_B283) EC_GROUP_free(C2_B283);
1236         if (C2_K409) EC_GROUP_free(C2_K409);
1237         if (C2_B409) EC_GROUP_free(C2_B409);
1238         if (C2_K571) EC_GROUP_free(C2_K571);
1239         if (C2_B571) EC_GROUP_free(C2_B571);
1240
1241         }
1242
1243 void internal_curve_test(void)
1244         {
1245         EC_builtin_curve *curves = NULL;
1246         size_t crv_len = 0, n = 0;
1247         int    ok = 1;
1248
1249         crv_len = EC_get_builtin_curves(NULL, 0);
1250
1251         curves = OPENSSL_malloc(sizeof(EC_builtin_curve) * crv_len);
1252
1253         if (curves == NULL)
1254                 return;
1255
1256         if (!EC_get_builtin_curves(curves, crv_len))
1257                 {
1258                 OPENSSL_free(curves);
1259                 return;
1260                 }
1261
1262         fprintf(stdout, "testing internal curves: ");
1263
1264         for (n = 0; n < crv_len; n++)
1265                 {
1266                 EC_GROUP *group = NULL;
1267                 int nid = curves[n].nid;
1268                 if ((group = EC_GROUP_new_by_curve_name(nid)) == NULL)
1269                         {
1270                         ok = 0;
1271                         fprintf(stdout, "\nEC_GROUP_new_curve_name() failed with"
1272                                 " curve %s\n", OBJ_nid2sn(nid));
1273                         /* try next curve */
1274                         continue;
1275                         }
1276                 if (!EC_GROUP_check(group, NULL))
1277                         {
1278                         ok = 0;
1279                         fprintf(stdout, "\nEC_GROUP_check() failed with"
1280                                 " curve %s\n", OBJ_nid2sn(nid));
1281                         EC_GROUP_free(group);
1282                         /* try the next curve */
1283                         continue;
1284                         }
1285                 fprintf(stdout, ".");
1286                 fflush(stdout);
1287                 EC_GROUP_free(group);
1288                 }
1289         if (ok)
1290                 fprintf(stdout, " ok\n");
1291         else
1292                 fprintf(stdout, " failed\n");
1293         OPENSSL_free(curves);
1294         return;
1295         }
1296
1297 static const char rnd_seed[] = "string to make the random number generator think it has entropy";
1298
1299 int main(int argc, char *argv[])
1300         {
1301
1302         /* enable memory leak checking unless explicitly disabled */
1303         if (!((getenv("OPENSSL_DEBUG_MEMORY") != NULL) && (0 == strcmp(getenv("OPENSSL_DEBUG_MEMORY"), "off"))))
1304                 {
1305                 CRYPTO_malloc_debug_init();
1306                 CRYPTO_set_mem_debug_options(V_CRYPTO_MDEBUG_ALL);
1307                 }
1308         else
1309                 {
1310                 /* OPENSSL_DEBUG_MEMORY=off */
1311                 CRYPTO_set_mem_debug_functions(0, 0, 0, 0, 0);
1312                 }
1313         CRYPTO_mem_ctrl(CRYPTO_MEM_CHECK_ON);
1314         ERR_load_crypto_strings();
1315
1316         RAND_seed(rnd_seed, sizeof rnd_seed); /* or BN_generate_prime may fail */
1317
1318         prime_field_tests();
1319         puts("");
1320         char2_field_tests();
1321         /* test the internal curves */
1322         internal_curve_test();
1323
1324 #ifndef OPENSSL_NO_ENGINE
1325         ENGINE_cleanup();
1326 #endif
1327         CRYPTO_cleanup_all_ex_data();
1328         ERR_free_strings();
1329         ERR_remove_thread_state(NULL);
1330         CRYPTO_mem_leaks_fp(stderr);
1331
1332         return 0;
1333         }
1334 #endif