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