9944d632c9d0bee9defd362f2b495c473252175e
[openssl.git] / 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
97 #define ABORT do { \
98         fflush(stdout); \
99         fprintf(stderr, "%s:%d: ABORT\n", __FILE__, __LINE__); \
100         ERR_print_errors_fp(stderr); \
101         EXIT(1); \
102 } while (0)
103
104 void prime_field_tests(void);
105 void char2_field_tests(void);
106 void internal_curve_test(void);
107
108 #define TIMING_BASE_PT 0
109 #define TIMING_RAND_PT 1
110 #define TIMING_SIMUL 2
111
112 #if 0
113 static void timings(EC_GROUP *group, int type, BN_CTX *ctx)
114         {
115         clock_t clck;
116         int i, j;
117         BIGNUM *s;
118         BIGNUM *r[10], *r0[10];
119         EC_POINT *P;
120                 
121         s = BN_new();
122         if (s == NULL) ABORT;
123
124         fprintf(stdout, "Timings for %d-bit field, ", EC_GROUP_get_degree(group));
125         if (!EC_GROUP_get_order(group, s, ctx)) ABORT;
126         fprintf(stdout, "%d-bit scalars ", (int)BN_num_bits(s));
127         fflush(stdout);
128
129         P = EC_POINT_new(group);
130         if (P == NULL) ABORT;
131         EC_POINT_copy(P, EC_GROUP_get0_generator(group));
132
133         for (i = 0; i < 10; i++)
134                 {
135                 if ((r[i] = BN_new()) == NULL) ABORT;
136                 if (!BN_pseudo_rand(r[i], BN_num_bits(s), 0, 0)) ABORT;
137                 if (type != TIMING_BASE_PT)
138                         {
139                         if ((r0[i] = BN_new()) == NULL) ABORT;
140                         if (!BN_pseudo_rand(r0[i], BN_num_bits(s), 0, 0)) ABORT;
141                         }
142                 }
143
144         clck = clock();
145         for (i = 0; i < 10; i++)
146                 {
147                 for (j = 0; j < 10; j++)
148                         {
149                         if (!EC_POINT_mul(group, P, (type != TIMING_RAND_PT) ? r[i] : NULL, 
150                                 (type != TIMING_BASE_PT) ? P : NULL, (type != TIMING_BASE_PT) ? r0[i] : NULL, ctx)) ABORT;
151                         }
152                 }
153         clck = clock() - clck;
154
155         fprintf(stdout, "\n");
156
157 #ifdef CLOCKS_PER_SEC
158         /* "To determine the time in seconds, the value returned
159          * by the clock function should be divided by the value
160          * of the macro CLOCKS_PER_SEC."
161          *                                       -- ISO/IEC 9899 */
162 #       define UNIT "s"
163 #else
164         /* "`CLOCKS_PER_SEC' undeclared (first use this function)"
165          *                            -- cc on NeXTstep/OpenStep */
166 #       define UNIT "units"
167 #       define CLOCKS_PER_SEC 1
168 #endif
169
170         if (type == TIMING_BASE_PT) {
171                 fprintf(stdout, "%i %s in %.2f " UNIT "\n", i*j,
172                         "base point multiplications", (double)clck/CLOCKS_PER_SEC);
173         } else if (type == TIMING_RAND_PT) {
174                 fprintf(stdout, "%i %s in %.2f " UNIT "\n", i*j,
175                         "random point multiplications", (double)clck/CLOCKS_PER_SEC);
176         } else if (type == TIMING_SIMUL) {
177                 fprintf(stdout, "%i %s in %.2f " UNIT "\n", i*j,
178                         "s*P+t*Q operations", (double)clck/CLOCKS_PER_SEC);
179         }
180         fprintf(stdout, "average: %.4f " UNIT "\n", (double)clck/(CLOCKS_PER_SEC*i*j));
181
182         EC_POINT_free(P);
183         BN_free(s);
184         for (i = 0; i < 10; i++)
185                 {
186                 BN_free(r[i]);
187                 if (type != TIMING_BASE_PT) BN_free(r0[i]);
188                 }
189         }
190 #endif
191
192 void prime_field_tests()
193         {       
194         BN_CTX *ctx = NULL;
195         BIGNUM *p, *a, *b;
196         EC_GROUP *group;
197         EC_GROUP *P_160 = NULL, *P_192 = NULL, *P_224 = NULL, *P_256 = NULL, *P_384 = NULL, *P_521 = NULL;
198         EC_POINT *P, *Q, *R;
199         BIGNUM *x, *y, *z;
200         unsigned char buf[100];
201         size_t i, len;
202         int k;
203         
204 #if 1 /* optional */
205         ctx = BN_CTX_new();
206         if (!ctx) ABORT;
207 #endif
208
209         p = BN_new();
210         a = BN_new();
211         b = BN_new();
212         if (!p || !a || !b) ABORT;
213
214         if (!BN_hex2bn(&p, "17")) ABORT;
215         if (!BN_hex2bn(&a, "1")) ABORT;
216         if (!BN_hex2bn(&b, "1")) ABORT;
217         
218         group = EC_GROUP_new(EC_GFp_mont_method()); /* applications should use EC_GROUP_new_curve_GFp
219                                                      * so that the library gets to choose the EC_METHOD */
220         if (!group) ABORT;
221
222         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
223
224         {
225                 EC_GROUP *tmp;
226                 tmp = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group));
227                 if (!tmp) ABORT;
228                 if (!EC_GROUP_copy(tmp, group));
229                 EC_GROUP_free(group);
230                 group = tmp;
231         }
232         
233         if (!EC_GROUP_get_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
234
235         fprintf(stdout, "Curve defined by Weierstrass equation\n     y^2 = x^3 + a*x + b  (mod 0x");
236         BN_print_fp(stdout, p);
237         fprintf(stdout, ")\n     a = 0x");
238         BN_print_fp(stdout, a);
239         fprintf(stdout, "\n     b = 0x");
240         BN_print_fp(stdout, b);
241         fprintf(stdout, "\n");
242
243         P = EC_POINT_new(group);
244         Q = EC_POINT_new(group);
245         R = EC_POINT_new(group);
246         if (!P || !Q || !R) ABORT;
247         
248         if (!EC_POINT_set_to_infinity(group, P)) ABORT;
249         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
250
251         buf[0] = 0;
252         if (!EC_POINT_oct2point(group, Q, buf, 1, ctx)) ABORT;
253
254         if (!EC_POINT_add(group, P, P, Q, ctx)) ABORT;
255         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
256
257         x = BN_new();
258         y = BN_new();
259         z = BN_new();
260         if (!x || !y || !z) ABORT;
261
262         if (!BN_hex2bn(&x, "D")) ABORT;
263         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, Q, x, 1, ctx)) ABORT;
264         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, Q, ctx))
265                 {
266                 if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, Q, x, y, ctx)) ABORT;
267                 fprintf(stderr, "Point is not on curve: x = 0x");
268                 BN_print_fp(stderr, x);
269                 fprintf(stderr, ", y = 0x");
270                 BN_print_fp(stderr, y);
271                 fprintf(stderr, "\n");
272                 ABORT;
273                 }
274
275         fprintf(stdout, "A cyclic subgroup:\n");
276         k = 100;
277         do
278                 {
279                 if (k-- == 0) ABORT;
280
281                 if (EC_POINT_is_at_infinity(group, P))
282                         fprintf(stdout, "     point at infinity\n");
283                 else
284                         {
285                         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
286
287                         fprintf(stdout, "     x = 0x");
288                         BN_print_fp(stdout, x);
289                         fprintf(stdout, ", y = 0x");
290                         BN_print_fp(stdout, y);
291                         fprintf(stdout, "\n");
292                         }
293                 
294                 if (!EC_POINT_copy(R, P)) ABORT;
295                 if (!EC_POINT_add(group, P, P, Q, ctx)) ABORT;
296
297 #if 0 /* optional */
298                 {
299                         EC_POINT *points[3];
300                 
301                         points[0] = R;
302                         points[1] = Q;
303                         points[2] = P;
304                         if (!EC_POINTs_make_affine(group, 2, points, ctx)) ABORT;
305                 }
306 #endif
307
308                 }
309         while (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P));
310
311         if (!EC_POINT_add(group, P, Q, R, ctx)) ABORT;
312         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
313
314         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_COMPRESSED, buf, sizeof buf, ctx);
315         if (len == 0) ABORT;
316         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
317         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
318         fprintf(stdout, "Generator as octect string, compressed form:\n     ");
319         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
320         
321         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_UNCOMPRESSED, buf, sizeof buf, ctx);
322         if (len == 0) ABORT;
323         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
324         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
325         fprintf(stdout, "\nGenerator as octect string, uncompressed form:\n     ");
326         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
327         
328         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_HYBRID, buf, sizeof buf, ctx);
329         if (len == 0) ABORT;
330         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
331         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
332         fprintf(stdout, "\nGenerator as octect string, hybrid form:\n     ");
333         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
334         
335         if (!EC_POINT_get_Jprojective_coordinates_GFp(group, R, x, y, z, ctx)) ABORT;
336         fprintf(stdout, "\nA representation of the inverse of that generator in\nJacobian projective coordinates:\n     X = 0x");
337         BN_print_fp(stdout, x);
338         fprintf(stdout, ", Y = 0x");
339         BN_print_fp(stdout, y);
340         fprintf(stdout, ", Z = 0x");
341         BN_print_fp(stdout, z);
342         fprintf(stdout, "\n");
343
344         if (!EC_POINT_invert(group, P, ctx)) ABORT;
345         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, R, ctx)) ABORT;
346
347
348         /* Curve secp160r1 (Certicom Research SEC 2 Version 1.0, section 2.4.2, 2000)
349          * -- not a NIST curve, but commonly used */
350         
351         if (!BN_hex2bn(&p, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF7FFFFFFF")) ABORT;
352         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
353         if (!BN_hex2bn(&a, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF7FFFFFFC")) ABORT;
354         if (!BN_hex2bn(&b, "1C97BEFC54BD7A8B65ACF89F81D4D4ADC565FA45")) ABORT;
355         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
356
357         if (!BN_hex2bn(&x, "4A96B5688EF573284664698968C38BB913CBFC82")) ABORT;
358         if (!BN_hex2bn(&y, "23a628553168947d59dcc912042351377ac5fb32")) ABORT;
359         if (!EC_POINT_set_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
360         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
361         if (!BN_hex2bn(&z, "0100000000000000000001F4C8F927AED3CA752257")) ABORT;
362         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
363
364         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
365         fprintf(stdout, "\nSEC2 curve secp160r1 -- Generator:\n     x = 0x");
366         BN_print_fp(stdout, x);
367         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
368         BN_print_fp(stdout, y);
369         fprintf(stdout, "\n");
370         /* G_y value taken from the standard: */
371         if (!BN_hex2bn(&z, "23a628553168947d59dcc912042351377ac5fb32")) ABORT;
372         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
373
374         fprintf(stdout, "verify degree ...");
375         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 160) ABORT;
376         fprintf(stdout, " ok\n");
377         
378         fprintf(stdout, "verify group order ...");
379         fflush(stdout);
380         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
381         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
382         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
383         fprintf(stdout, ".");
384         fflush(stdout);
385         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT;
386         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
387         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
388         fprintf(stdout, " ok\n");
389
390         if (!(P_160 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
391         if (!EC_GROUP_copy(P_160, group)) ABORT;
392
393
394         /* Curve P-192 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
395         
396         if (!BN_hex2bn(&p, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFF")) ABORT;
397         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
398         if (!BN_hex2bn(&a, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFC")) ABORT;
399         if (!BN_hex2bn(&b, "64210519E59C80E70FA7E9AB72243049FEB8DEECC146B9B1")) ABORT;
400         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
401
402         if (!BN_hex2bn(&x, "188DA80EB03090F67CBF20EB43A18800F4FF0AFD82FF1012")) ABORT;
403         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 1, ctx)) ABORT;
404         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
405         if (!BN_hex2bn(&z, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF99DEF836146BC9B1B4D22831")) ABORT;
406         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
407
408         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
409         fprintf(stdout, "\nNIST curve P-192 -- Generator:\n     x = 0x");
410         BN_print_fp(stdout, x);
411         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
412         BN_print_fp(stdout, y);
413         fprintf(stdout, "\n");
414         /* G_y value taken from the standard: */
415         if (!BN_hex2bn(&z, "07192B95FFC8DA78631011ED6B24CDD573F977A11E794811")) ABORT;
416         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
417
418         fprintf(stdout, "verify degree ...");
419         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 192) ABORT;
420         fprintf(stdout, " ok\n");
421         
422         fprintf(stdout, "verify group order ...");
423         fflush(stdout);
424         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
425         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
426         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
427         fprintf(stdout, ".");
428         fflush(stdout);
429         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT;
430         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
431         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
432         fprintf(stdout, " ok\n");
433
434         if (!(P_192 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
435         if (!EC_GROUP_copy(P_192, group)) ABORT;
436
437
438         /* Curve P-224 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
439         
440         if (!BN_hex2bn(&p, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF000000000000000000000001")) ABORT;
441         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
442         if (!BN_hex2bn(&a, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFE")) ABORT;
443         if (!BN_hex2bn(&b, "B4050A850C04B3ABF54132565044B0B7D7BFD8BA270B39432355FFB4")) ABORT;
444         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
445
446         if (!BN_hex2bn(&x, "B70E0CBD6BB4BF7F321390B94A03C1D356C21122343280D6115C1D21")) ABORT;
447         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 0, ctx)) ABORT;
448         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
449         if (!BN_hex2bn(&z, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF16A2E0B8F03E13DD29455C5C2A3D")) ABORT;
450         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
451
452         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
453         fprintf(stdout, "\nNIST curve P-224 -- Generator:\n     x = 0x");
454         BN_print_fp(stdout, x);
455         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
456         BN_print_fp(stdout, y);
457         fprintf(stdout, "\n");
458         /* G_y value taken from the standard: */
459         if (!BN_hex2bn(&z, "BD376388B5F723FB4C22DFE6CD4375A05A07476444D5819985007E34")) ABORT;
460         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
461         
462         fprintf(stdout, "verify degree ...");
463         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 224) ABORT;
464         fprintf(stdout, " ok\n");
465         
466         fprintf(stdout, "verify group order ...");
467         fflush(stdout);
468         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
469         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
470         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
471         fprintf(stdout, ".");
472         fflush(stdout);
473         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT;
474         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
475         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
476         fprintf(stdout, " ok\n");
477
478         if (!(P_224 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
479         if (!EC_GROUP_copy(P_224, group)) ABORT;
480
481
482         /* Curve P-256 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
483         
484         if (!BN_hex2bn(&p, "FFFFFFFF00000001000000000000000000000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF")) ABORT;
485         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
486         if (!BN_hex2bn(&a, "FFFFFFFF00000001000000000000000000000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFC")) ABORT;
487         if (!BN_hex2bn(&b, "5AC635D8AA3A93E7B3EBBD55769886BC651D06B0CC53B0F63BCE3C3E27D2604B")) ABORT;
488         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
489
490         if (!BN_hex2bn(&x, "6B17D1F2E12C4247F8BCE6E563A440F277037D812DEB33A0F4A13945D898C296")) ABORT;
491         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 1, ctx)) ABORT;
492         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
493         if (!BN_hex2bn(&z, "FFFFFFFF00000000FFFFFFFFFFFFFFFFBCE6FAADA7179E"
494                 "84F3B9CAC2FC632551")) ABORT;
495         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
496
497         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
498         fprintf(stdout, "\nNIST curve P-256 -- Generator:\n     x = 0x");
499         BN_print_fp(stdout, x);
500         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
501         BN_print_fp(stdout, y);
502         fprintf(stdout, "\n");
503         /* G_y value taken from the standard: */
504         if (!BN_hex2bn(&z, "4FE342E2FE1A7F9B8EE7EB4A7C0F9E162BCE33576B315ECECBB6406837BF51F5")) ABORT;
505         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
506         
507         fprintf(stdout, "verify degree ...");
508         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 256) ABORT;
509         fprintf(stdout, " ok\n");
510         
511         fprintf(stdout, "verify group order ...");
512         fflush(stdout);
513         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
514         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
515         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
516         fprintf(stdout, ".");
517         fflush(stdout);
518         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, 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, " ok\n");
522
523         if (!(P_256 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
524         if (!EC_GROUP_copy(P_256, group)) ABORT;
525
526
527         /* Curve P-384 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
528         
529         if (!BN_hex2bn(&p, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
530                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFF0000000000000000FFFFFFFF")) ABORT;
531         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
532         if (!BN_hex2bn(&a, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
533                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFF0000000000000000FFFFFFFC")) ABORT;
534         if (!BN_hex2bn(&b, "B3312FA7E23EE7E4988E056BE3F82D19181D9C6EFE8141"
535                 "120314088F5013875AC656398D8A2ED19D2A85C8EDD3EC2AEF")) ABORT;
536         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
537
538         if (!BN_hex2bn(&x, "AA87CA22BE8B05378EB1C71EF320AD746E1D3B628BA79B"
539                 "9859F741E082542A385502F25DBF55296C3A545E3872760AB7")) ABORT;
540         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 1, ctx)) ABORT;
541         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
542         if (!BN_hex2bn(&z, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
543                 "FFC7634D81F4372DDF581A0DB248B0A77AECEC196ACCC52973")) ABORT;
544         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
545
546         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
547         fprintf(stdout, "\nNIST curve P-384 -- Generator:\n     x = 0x");
548         BN_print_fp(stdout, x);
549         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
550         BN_print_fp(stdout, y);
551         fprintf(stdout, "\n");
552         /* G_y value taken from the standard: */
553         if (!BN_hex2bn(&z, "3617DE4A96262C6F5D9E98BF9292DC29F8F41DBD289A14"
554                 "7CE9DA3113B5F0B8C00A60B1CE1D7E819D7A431D7C90EA0E5F")) ABORT;
555         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
556         
557         fprintf(stdout, "verify degree ...");
558         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 384) ABORT;
559         fprintf(stdout, " ok\n");
560         
561         fprintf(stdout, "verify group order ...");
562         fflush(stdout);
563         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
564         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
565         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
566         fprintf(stdout, ".");
567         fflush(stdout);
568         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT;
569         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
570         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
571         fprintf(stdout, " ok\n");
572
573         if (!(P_384 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
574         if (!EC_GROUP_copy(P_384, group)) ABORT;
575
576
577         /* Curve P-521 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
578         
579         if (!BN_hex2bn(&p, "1FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
580                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
581                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF")) ABORT;
582         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
583         if (!BN_hex2bn(&a, "1FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
584                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
585                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFC")) ABORT;
586         if (!BN_hex2bn(&b, "051953EB9618E1C9A1F929A21A0B68540EEA2DA725B99B"
587                 "315F3B8B489918EF109E156193951EC7E937B1652C0BD3BB1BF073573"
588                 "DF883D2C34F1EF451FD46B503F00")) ABORT;
589         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
590
591         if (!BN_hex2bn(&x, "C6858E06B70404E9CD9E3ECB662395B4429C648139053F"
592                 "B521F828AF606B4D3DBAA14B5E77EFE75928FE1DC127A2FFA8DE3348B"
593                 "3C1856A429BF97E7E31C2E5BD66")) ABORT;
594         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 0, ctx)) ABORT;
595         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
596         if (!BN_hex2bn(&z, "1FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
597                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFA51868783BF2F966B7FCC0148F709A5D03BB5"
598                 "C9B8899C47AEBB6FB71E91386409")) ABORT;
599         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
600
601         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
602         fprintf(stdout, "\nNIST curve P-521 -- Generator:\n     x = 0x");
603         BN_print_fp(stdout, x);
604         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
605         BN_print_fp(stdout, y);
606         fprintf(stdout, "\n");
607         /* G_y value taken from the standard: */
608         if (!BN_hex2bn(&z, "11839296A789A3BC0045C8A5FB42C7D1BD998F54449579"
609                 "B446817AFBD17273E662C97EE72995EF42640C550B9013FAD0761353C"
610                 "7086A272C24088BE94769FD16650")) ABORT;
611         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
612         
613         fprintf(stdout, "verify degree ...");
614         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 521) ABORT;
615         fprintf(stdout, " ok\n");
616         
617         fprintf(stdout, "verify group order ...");
618         fflush(stdout);
619         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
620         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
621         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
622         fprintf(stdout, ".");
623         fflush(stdout);
624         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT;
625         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
626         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
627         fprintf(stdout, " ok\n");
628
629         if (!(P_521 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
630         if (!EC_GROUP_copy(P_521, group)) ABORT;
631
632
633         /* more tests using the last curve */
634
635         if (!EC_POINT_copy(Q, P)) ABORT;
636         if (EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
637         if (!EC_POINT_dbl(group, P, P, ctx)) ABORT;
638         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
639         if (!EC_POINT_invert(group, Q, ctx)) ABORT; /* P = -2Q */
640
641         if (!EC_POINT_add(group, R, P, Q, ctx)) ABORT;
642         if (!EC_POINT_add(group, R, R, Q, ctx)) ABORT;
643         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, R)) ABORT; /* R = P + 2Q */
644
645         {
646                 const EC_POINT *points[3];
647                 const BIGNUM *scalars[3];
648         
649                 if (EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
650                 points[0] = Q;
651                 points[1] = Q;
652                 points[2] = Q;
653
654                 if (!BN_add(y, z, BN_value_one())) ABORT;
655                 if (BN_is_odd(y)) ABORT;
656                 if (!BN_rshift1(y, y)) ABORT;
657                 scalars[0] = y; /* (group order + 1)/2,  so  y*Q + y*Q = Q */
658                 scalars[1] = y;
659
660                 fprintf(stdout, "combined multiplication ...");
661                 fflush(stdout);
662
663                 /* z is still the group order */
664                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
665                 if (!EC_POINTs_mul(group, R, z, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
666                 if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, R, ctx)) ABORT;
667                 if (0 != EC_POINT_cmp(group, R, Q, ctx)) ABORT;
668
669                 fprintf(stdout, ".");
670                 fflush(stdout);
671
672                 if (!BN_pseudo_rand(y, BN_num_bits(y), 0, 0)) ABORT;
673                 if (!BN_add(z, z, y)) ABORT;
674                 BN_set_sign(z, 1);
675                 scalars[0] = y;
676                 scalars[1] = z; /* z = -(order + y) */
677
678                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
679                 if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
680
681                 fprintf(stdout, ".");
682                 fflush(stdout);
683
684                 if (!BN_pseudo_rand(x, BN_num_bits(y) - 1, 0, 0)) ABORT;
685                 if (!BN_add(z, x, y)) ABORT;
686                 BN_set_sign(z, 1);
687                 scalars[0] = x;
688                 scalars[1] = y;
689                 scalars[2] = z; /* z = -(x+y) */
690
691                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 3, points, scalars, ctx)) ABORT;
692                 if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
693
694                 fprintf(stdout, " ok\n\n");
695         }
696
697
698 #if 0
699         timings(P_160, TIMING_BASE_PT, ctx);
700         timings(P_160, TIMING_RAND_PT, ctx);
701         timings(P_160, TIMING_SIMUL, ctx);
702         timings(P_192, TIMING_BASE_PT, ctx);
703         timings(P_192, TIMING_RAND_PT, ctx);
704         timings(P_192, TIMING_SIMUL, ctx);
705         timings(P_224, TIMING_BASE_PT, ctx);
706         timings(P_224, TIMING_RAND_PT, ctx);
707         timings(P_224, TIMING_SIMUL, ctx);
708         timings(P_256, TIMING_BASE_PT, ctx);
709         timings(P_256, TIMING_RAND_PT, ctx);
710         timings(P_256, TIMING_SIMUL, ctx);
711         timings(P_384, TIMING_BASE_PT, ctx);
712         timings(P_384, TIMING_RAND_PT, ctx);
713         timings(P_384, TIMING_SIMUL, ctx);
714         timings(P_521, TIMING_BASE_PT, ctx);
715         timings(P_521, TIMING_RAND_PT, ctx);
716         timings(P_521, TIMING_SIMUL, ctx);
717 #endif
718
719
720         if (ctx)
721                 BN_CTX_free(ctx);
722         BN_free(p); BN_free(a); BN_free(b);
723         EC_GROUP_free(group);
724         EC_POINT_free(P);
725         EC_POINT_free(Q);
726         EC_POINT_free(R);
727         BN_free(x); BN_free(y); BN_free(z);
728
729         if (P_160) EC_GROUP_free(P_160);
730         if (P_192) EC_GROUP_free(P_192);
731         if (P_224) EC_GROUP_free(P_224);
732         if (P_256) EC_GROUP_free(P_256);
733         if (P_384) EC_GROUP_free(P_384);
734         if (P_521) EC_GROUP_free(P_521);
735
736         }
737
738 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
739 #ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
740 #define CHAR2_CURVE_TEST_INTERNAL(_name, _p, _a, _b, _x, _y, _y_bit, _order, _cof, _degree, _variable) \
741         if (!BN_hex2bn(&x, _x)) ABORT; \
742         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GF2m(group, P, x, _y_bit, ctx)) ABORT; \
743         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT; \
744         if (!BN_hex2bn(&z, _order)) ABORT; \
745         if (!BN_hex2bn(&cof, _cof)) ABORT; \
746         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, cof)) ABORT; \
747         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GF2m(group, P, x, y, ctx)) ABORT; \
748         fprintf(stdout, "\n%s -- Generator:\n     x = 0x", _name); \
749         BN_print_fp(stdout, x); \
750         fprintf(stdout, "\n     y = 0x"); \
751         BN_print_fp(stdout, y); \
752         fprintf(stdout, "\n"); \
753         /* G_y value taken from the standard: */ \
754         if (!BN_hex2bn(&z, _y)) ABORT; \
755         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
756 #else 
757 #define CHAR2_CURVE_TEST_INTERNAL(_name, _p, _a, _b, _x, _y, _y_bit, _order, _cof, _degree, _variable) \
758         if (!BN_hex2bn(&x, _x)) ABORT; \
759         if (!BN_hex2bn(&y, _y)) ABORT; \
760         if (!EC_POINT_set_affine_coordinates_GF2m(group, P, x, y, ctx)) ABORT; \
761         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT; \
762         if (!BN_hex2bn(&z, _order)) ABORT; \
763         if (!BN_hex2bn(&cof, _cof)) ABORT; \
764         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, cof)) ABORT; \
765         fprintf(stdout, "\n%s -- Generator:\n     x = 0x", _name); \
766         BN_print_fp(stdout, x); \
767         fprintf(stdout, "\n     y = 0x"); \
768         BN_print_fp(stdout, y); \
769         fprintf(stdout, "\n");
770 #endif
771
772 #define CHAR2_CURVE_TEST(_name, _p, _a, _b, _x, _y, _y_bit, _order, _cof, _degree, _variable) \
773         if (!BN_hex2bn(&p, _p)) ABORT; \
774         if (!BN_hex2bn(&a, _a)) ABORT; \
775         if (!BN_hex2bn(&b, _b)) ABORT; \
776         if (!EC_GROUP_set_curve_GF2m(group, p, a, b, ctx)) ABORT; \
777         CHAR2_CURVE_TEST_INTERNAL(_name, _p, _a, _b, _x, _y, _y_bit, _order, _cof, _degree, _variable) \
778         fprintf(stdout, "verify degree ..."); \
779         if (EC_GROUP_get_degree(group) != _degree) ABORT; \
780         fprintf(stdout, " ok\n"); \
781         fprintf(stdout, "verify group order ..."); \
782         fflush(stdout); \
783         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT; \
784         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT; \
785         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT; \
786         fprintf(stdout, "."); \
787         fflush(stdout); \
788         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT; \
789         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT; \
790         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT; \
791         fprintf(stdout, " ok\n"); \
792         if (!(_variable = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT; \
793         if (!EC_GROUP_copy(_variable, group)) ABORT;
794
795 void char2_field_tests()
796         {       
797         BN_CTX *ctx = NULL;
798         BIGNUM *p, *a, *b;
799         EC_GROUP *group;
800         EC_GROUP *C2_K163 = NULL, *C2_K233 = NULL, *C2_K283 = NULL, *C2_K409 = NULL, *C2_K571 = NULL;
801         EC_GROUP *C2_B163 = NULL, *C2_B233 = NULL, *C2_B283 = NULL, *C2_B409 = NULL, *C2_B571 = NULL;
802         EC_POINT *P, *Q, *R;
803         BIGNUM *x, *y, *z, *cof;
804         unsigned char buf[100];
805         size_t i, len;
806         int k;
807         
808 #if 1 /* optional */
809         ctx = BN_CTX_new();
810         if (!ctx) ABORT;
811 #endif
812
813         p = BN_new();
814         a = BN_new();
815         b = BN_new();
816         if (!p || !a || !b) ABORT;
817
818         if (!BN_hex2bn(&p, "13")) ABORT;
819         if (!BN_hex2bn(&a, "3")) ABORT;
820         if (!BN_hex2bn(&b, "1")) ABORT;
821         
822         group = EC_GROUP_new(EC_GF2m_simple_method()); /* applications should use EC_GROUP_new_curve_GF2m
823                                                         * so that the library gets to choose the EC_METHOD */
824         if (!group) ABORT;
825         if (!EC_GROUP_set_curve_GF2m(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
826
827         {
828                 EC_GROUP *tmp;
829                 tmp = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group));
830                 if (!tmp) ABORT;
831                 if (!EC_GROUP_copy(tmp, group));
832                 EC_GROUP_free(group);
833                 group = tmp;
834         }
835         
836         if (!EC_GROUP_get_curve_GF2m(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
837
838         fprintf(stdout, "Curve defined by Weierstrass equation\n     y^2 + x*y = x^3 + a*x^2 + b  (mod 0x");
839         BN_print_fp(stdout, p);
840         fprintf(stdout, ")\n     a = 0x");
841         BN_print_fp(stdout, a);
842         fprintf(stdout, "\n     b = 0x");
843         BN_print_fp(stdout, b);
844         fprintf(stdout, "\n(0x... means binary polynomial)\n");
845
846         P = EC_POINT_new(group);
847         Q = EC_POINT_new(group);
848         R = EC_POINT_new(group);
849         if (!P || !Q || !R) ABORT;
850         
851         if (!EC_POINT_set_to_infinity(group, P)) ABORT;
852         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
853
854         buf[0] = 0;
855         if (!EC_POINT_oct2point(group, Q, buf, 1, ctx)) ABORT;
856
857         if (!EC_POINT_add(group, P, P, Q, ctx)) ABORT;
858         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
859
860         x = BN_new();
861         y = BN_new();
862         z = BN_new();
863         cof = BN_new();
864         if (!x || !y || !z || !cof) ABORT;
865
866         if (!BN_hex2bn(&x, "6")) ABORT;
867 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
868 #ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
869         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GF2m(group, Q, x, 1, ctx)) ABORT;
870 #else
871         if (!BN_hex2bn(&y, "8")) ABORT;
872         if (!EC_POINT_set_affine_coordinates_GF2m(group, Q, x, y, ctx)) ABORT;
873 #endif
874         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, Q, ctx))
875                 {
876 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
877 #ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
878                 if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GF2m(group, Q, x, y, ctx)) ABORT;
879 #endif
880                 fprintf(stderr, "Point is not on curve: x = 0x");
881                 BN_print_fp(stderr, x);
882                 fprintf(stderr, ", y = 0x");
883                 BN_print_fp(stderr, y);
884                 fprintf(stderr, "\n");
885                 ABORT;
886                 }
887
888         fprintf(stdout, "A cyclic subgroup:\n");
889         k = 100;
890         do
891                 {
892                 if (k-- == 0) ABORT;
893
894                 if (EC_POINT_is_at_infinity(group, P))
895                         fprintf(stdout, "     point at infinity\n");
896                 else
897                         {
898                         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GF2m(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
899
900                         fprintf(stdout, "     x = 0x");
901                         BN_print_fp(stdout, x);
902                         fprintf(stdout, ", y = 0x");
903                         BN_print_fp(stdout, y);
904                         fprintf(stdout, "\n");
905                         }
906                 
907                 if (!EC_POINT_copy(R, P)) ABORT;
908                 if (!EC_POINT_add(group, P, P, Q, ctx)) ABORT;
909                 }
910         while (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P));
911
912         if (!EC_POINT_add(group, P, Q, R, ctx)) ABORT;
913         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
914
915 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
916 #ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
917         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_COMPRESSED, buf, sizeof buf, ctx);
918         if (len == 0) ABORT;
919         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
920         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
921         fprintf(stdout, "Generator as octet string, compressed form:\n     ");
922         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
923 #endif
924         
925         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_UNCOMPRESSED, buf, sizeof buf, ctx);
926         if (len == 0) ABORT;
927         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
928         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
929         fprintf(stdout, "\nGenerator as octet string, uncompressed form:\n     ");
930         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
931         
932 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
933 #ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
934         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_HYBRID, buf, sizeof buf, ctx);
935         if (len == 0) ABORT;
936         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
937         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
938         fprintf(stdout, "\nGenerator as octet string, hybrid form:\n     ");
939         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
940 #endif
941
942         fprintf(stdout, "\n");
943         
944         if (!EC_POINT_invert(group, P, ctx)) ABORT;
945         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, R, ctx)) ABORT;
946
947
948         /* Curve K-163 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
949         CHAR2_CURVE_TEST
950                 (
951                 "NIST curve K-163",
952                 "0800000000000000000000000000000000000000C9",
953                 "1",
954                 "1",
955                 "02FE13C0537BBC11ACAA07D793DE4E6D5E5C94EEE8",
956                 "0289070FB05D38FF58321F2E800536D538CCDAA3D9",
957                 1,
958                 "04000000000000000000020108A2E0CC0D99F8A5EF",
959                 "2",
960                 163,
961                 C2_K163
962                 );
963
964         /* Curve B-163 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
965         CHAR2_CURVE_TEST
966                 (
967                 "NIST curve B-163",
968                 "0800000000000000000000000000000000000000C9",
969                 "1",
970                 "020A601907B8C953CA1481EB10512F78744A3205FD",
971                 "03F0EBA16286A2D57EA0991168D4994637E8343E36",
972                 "00D51FBC6C71A0094FA2CDD545B11C5C0C797324F1",
973                 1,
974                 "040000000000000000000292FE77E70C12A4234C33",
975                 "2",
976                 163,
977                 C2_B163
978                 );
979
980         /* Curve K-233 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
981         CHAR2_CURVE_TEST
982                 (
983                 "NIST curve K-233",
984                 "020000000000000000000000000000000000000004000000000000000001",
985                 "0",
986                 "1",
987                 "017232BA853A7E731AF129F22FF4149563A419C26BF50A4C9D6EEFAD6126",
988                 "01DB537DECE819B7F70F555A67C427A8CD9BF18AEB9B56E0C11056FAE6A3",
989                 0,
990                 "008000000000000000000000000000069D5BB915BCD46EFB1AD5F173ABDF",
991                 "4",
992                 233,
993                 C2_K233
994                 );
995
996         /* Curve B-233 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
997         CHAR2_CURVE_TEST
998                 (
999                 "NIST curve B-233",
1000                 "020000000000000000000000000000000000000004000000000000000001",
1001                 "000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001",
1002                 "0066647EDE6C332C7F8C0923BB58213B333B20E9CE4281FE115F7D8F90AD",
1003                 "00FAC9DFCBAC8313BB2139F1BB755FEF65BC391F8B36F8F8EB7371FD558B",
1004                 "01006A08A41903350678E58528BEBF8A0BEFF867A7CA36716F7E01F81052",
1005                 1,
1006                 "01000000000000000000000000000013E974E72F8A6922031D2603CFE0D7",
1007                 "2",
1008                 233,
1009                 C2_B233
1010                 );
1011
1012         /* Curve K-283 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1013         CHAR2_CURVE_TEST
1014                 (
1015                 "NIST curve K-283",
1016                 "0800000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000010A1",
1017                 "0",
1018                 "1",
1019                 "0503213F78CA44883F1A3B8162F188E553CD265F23C1567A16876913B0C2AC2458492836",
1020                 "01CCDA380F1C9E318D90F95D07E5426FE87E45C0E8184698E45962364E34116177DD2259",
1021                 0,
1022                 "01FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFE9AE2ED07577265DFF7F94451E061E163C61",
1023                 "4",
1024                 283,
1025                 C2_K283
1026                 );
1027
1028         /* Curve B-283 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1029         CHAR2_CURVE_TEST
1030                 (
1031                 "NIST curve B-283",
1032                 "0800000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000010A1",
1033                 "000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001",
1034                 "027B680AC8B8596DA5A4AF8A19A0303FCA97FD7645309FA2A581485AF6263E313B79A2F5",
1035                 "05F939258DB7DD90E1934F8C70B0DFEC2EED25B8557EAC9C80E2E198F8CDBECD86B12053",
1036                 "03676854FE24141CB98FE6D4B20D02B4516FF702350EDDB0826779C813F0DF45BE8112F4",
1037                 1,
1038                 "03FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFEF90399660FC938A90165B042A7CEFADB307",
1039                 "2",
1040                 283,
1041                 C2_B283
1042                 );
1043
1044         /* Curve K-409 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1045         CHAR2_CURVE_TEST
1046                 (
1047                 "NIST curve K-409",
1048                 "02000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000008000000000000000000001",
1049                 "0",
1050                 "1",
1051                 "0060F05F658F49C1AD3AB1890F7184210EFD0987E307C84C27ACCFB8F9F67CC2C460189EB5AAAA62EE222EB1B35540CFE9023746",
1052                 "01E369050B7C4E42ACBA1DACBF04299C3460782F918EA427E6325165E9EA10E3DA5F6C42E9C55215AA9CA27A5863EC48D8E0286B",
1053                 1,
1054                 "007FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFE5F83B2D4EA20400EC4557D5ED3E3E7CA5B4B5C83B8E01E5FCF",
1055                 "4",
1056                 409,
1057                 C2_K409
1058                 );
1059
1060         /* Curve B-409 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1061         CHAR2_CURVE_TEST
1062                 (
1063                 "NIST curve B-409",
1064                 "02000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000008000000000000000000001",
1065                 "00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001",
1066                 "0021A5C2C8EE9FEB5C4B9A753B7B476B7FD6422EF1F3DD674761FA99D6AC27C8A9A197B272822F6CD57A55AA4F50AE317B13545F",
1067                 "015D4860D088DDB3496B0C6064756260441CDE4AF1771D4DB01FFE5B34E59703DC255A868A1180515603AEAB60794E54BB7996A7",
1068                 "0061B1CFAB6BE5F32BBFA78324ED106A7636B9C5A7BD198D0158AA4F5488D08F38514F1FDF4B4F40D2181B3681C364BA0273C706",
1069                 1,
1070                 "010000000000000000000000000000000000000000000000000001E2AAD6A612F33307BE5FA47C3C9E052F838164CD37D9A21173",
1071                 "2",
1072                 409,
1073                 C2_B409
1074                 );
1075
1076         /* Curve K-571 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1077         CHAR2_CURVE_TEST
1078                 (
1079                 "NIST curve K-571",
1080                 "80000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000425",
1081                 "0",
1082                 "1",
1083                 "026EB7A859923FBC82189631F8103FE4AC9CA2970012D5D46024804801841CA44370958493B205E647DA304DB4CEB08CBBD1BA39494776FB988B47174DCA88C7E2945283A01C8972",
1084                 "0349DC807F4FBF374F4AEADE3BCA95314DD58CEC9F307A54FFC61EFC006D8A2C9D4979C0AC44AEA74FBEBBB9F772AEDCB620B01A7BA7AF1B320430C8591984F601CD4C143EF1C7A3",
1085                 0,
1086                 "020000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000131850E1F19A63E4B391A8DB917F4138B630D84BE5D639381E91DEB45CFE778F637C1001",
1087                 "4",
1088                 571,
1089                 C2_K571
1090                 );
1091
1092         /* Curve B-571 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1093         CHAR2_CURVE_TEST
1094                 (
1095                 "NIST curve B-571",
1096                 "80000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000425",
1097                 "000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001",
1098                 "02F40E7E2221F295DE297117B7F3D62F5C6A97FFCB8CEFF1CD6BA8CE4A9A18AD84FFABBD8EFA59332BE7AD6756A66E294AFD185A78FF12AA520E4DE739BACA0C7FFEFF7F2955727A",
1099                 "0303001D34B856296C16C0D40D3CD7750A93D1D2955FA80AA5F40FC8DB7B2ABDBDE53950F4C0D293CDD711A35B67FB1499AE60038614F1394ABFA3B4C850D927E1E7769C8EEC2D19",
1100                 "037BF27342DA639B6DCCFFFEB73D69D78C6C27A6009CBBCA1980F8533921E8A684423E43BAB08A576291AF8F461BB2A8B3531D2F0485C19B16E2F1516E23DD3C1A4827AF1B8AC15B",
1101                 1,
1102                 "03FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFE661CE18FF55987308059B186823851EC7DD9CA1161DE93D5174D66E8382E9BB2FE84E47",
1103                 "2",
1104                 571,
1105                 C2_B571
1106                 );
1107
1108         /* more tests using the last curve */
1109
1110         if (!EC_POINT_copy(Q, P)) ABORT;
1111         if (EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
1112         if (!EC_POINT_dbl(group, P, P, ctx)) ABORT;
1113         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
1114         if (!EC_POINT_invert(group, Q, ctx)) ABORT; /* P = -2Q */
1115
1116         if (!EC_POINT_add(group, R, P, Q, ctx)) ABORT;
1117         if (!EC_POINT_add(group, R, R, Q, ctx)) ABORT;
1118         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, R)) ABORT; /* R = P + 2Q */
1119
1120         {
1121                 const EC_POINT *points[3];
1122                 const BIGNUM *scalars[3];
1123         
1124                 if (EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
1125                 points[0] = Q;
1126                 points[1] = Q;
1127                 points[2] = Q;
1128
1129                 if (!BN_add(y, z, BN_value_one())) ABORT;
1130                 if (BN_is_odd(y)) ABORT;
1131                 if (!BN_rshift1(y, y)) ABORT;
1132                 scalars[0] = y; /* (group order + 1)/2,  so  y*Q + y*Q = Q */
1133                 scalars[1] = y;
1134
1135                 fprintf(stdout, "combined multiplication ...");
1136                 fflush(stdout);
1137
1138                 /* z is still the group order */
1139                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
1140                 if (!EC_POINTs_mul(group, R, z, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
1141                 if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, R, ctx)) ABORT;
1142                 if (0 != EC_POINT_cmp(group, R, Q, ctx)) ABORT;
1143
1144                 fprintf(stdout, ".");
1145                 fflush(stdout);
1146
1147                 if (!BN_pseudo_rand(y, BN_num_bits(y), 0, 0)) ABORT;
1148                 if (!BN_add(z, z, y)) ABORT;
1149                 BN_set_sign(z, 1);
1150                 scalars[0] = y;
1151                 scalars[1] = z; /* z = -(order + y) */
1152
1153                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
1154                 if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
1155
1156                 fprintf(stdout, ".");
1157                 fflush(stdout);
1158
1159                 if (!BN_pseudo_rand(x, BN_num_bits(y) - 1, 0, 0)) ABORT;
1160                 if (!BN_add(z, x, y)) ABORT;
1161                 BN_set_sign(z, 1);
1162                 scalars[0] = x;
1163                 scalars[1] = y;
1164                 scalars[2] = z; /* z = -(x+y) */
1165
1166                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 3, points, scalars, ctx)) ABORT;
1167                 if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
1168
1169                 fprintf(stdout, " ok\n\n");
1170         }
1171
1172
1173 #if 0
1174         timings(C2_K163, TIMING_BASE_PT, ctx);
1175         timings(C2_K163, TIMING_RAND_PT, ctx);
1176         timings(C2_K163, TIMING_SIMUL, ctx);
1177         timings(C2_B163, TIMING_BASE_PT, ctx);
1178         timings(C2_B163, TIMING_RAND_PT, ctx);
1179         timings(C2_B163, TIMING_SIMUL, ctx);
1180         timings(C2_K233, TIMING_BASE_PT, ctx);
1181         timings(C2_K233, TIMING_RAND_PT, ctx);
1182         timings(C2_K233, TIMING_SIMUL, ctx);
1183         timings(C2_B233, TIMING_BASE_PT, ctx);
1184         timings(C2_B233, TIMING_RAND_PT, ctx);
1185         timings(C2_B233, TIMING_SIMUL, ctx);
1186         timings(C2_K283, TIMING_BASE_PT, ctx);
1187         timings(C2_K283, TIMING_RAND_PT, ctx);
1188         timings(C2_K283, TIMING_SIMUL, ctx);
1189         timings(C2_B283, TIMING_BASE_PT, ctx);
1190         timings(C2_B283, TIMING_RAND_PT, ctx);
1191         timings(C2_B283, TIMING_SIMUL, ctx);
1192         timings(C2_K409, TIMING_BASE_PT, ctx);
1193         timings(C2_K409, TIMING_RAND_PT, ctx);
1194         timings(C2_K409, TIMING_SIMUL, ctx);
1195         timings(C2_B409, TIMING_BASE_PT, ctx);
1196         timings(C2_B409, TIMING_RAND_PT, ctx);
1197         timings(C2_B409, TIMING_SIMUL, ctx);
1198         timings(C2_K571, TIMING_BASE_PT, ctx);
1199         timings(C2_K571, TIMING_RAND_PT, ctx);
1200         timings(C2_K571, TIMING_SIMUL, ctx);
1201         timings(C2_B571, TIMING_BASE_PT, ctx);
1202         timings(C2_B571, TIMING_RAND_PT, ctx);
1203         timings(C2_B571, TIMING_SIMUL, ctx);
1204 #endif
1205
1206
1207         if (ctx)
1208                 BN_CTX_free(ctx);
1209         BN_free(p); BN_free(a); BN_free(b);
1210         EC_GROUP_free(group);
1211         EC_POINT_free(P);
1212         EC_POINT_free(Q);
1213         EC_POINT_free(R);
1214         BN_free(x); BN_free(y); BN_free(z); BN_free(cof);
1215
1216         if (C2_K163) EC_GROUP_free(C2_K163);
1217         if (C2_B163) EC_GROUP_free(C2_B163);
1218         if (C2_K233) EC_GROUP_free(C2_K233);
1219         if (C2_B233) EC_GROUP_free(C2_B233);
1220         if (C2_K283) EC_GROUP_free(C2_K283);
1221         if (C2_B283) EC_GROUP_free(C2_B283);
1222         if (C2_K409) EC_GROUP_free(C2_K409);
1223         if (C2_B409) EC_GROUP_free(C2_B409);
1224         if (C2_K571) EC_GROUP_free(C2_K571);
1225         if (C2_B571) EC_GROUP_free(C2_B571);
1226
1227         }
1228
1229 void internal_curve_test(void)
1230         {
1231         EC_builtin_curve *curves = NULL;
1232         size_t crv_len = 0, n = 0;
1233         int    ok = 1;
1234
1235         crv_len = EC_get_builtin_curves(NULL, 0);
1236
1237         curves = OPENSSL_malloc(sizeof(EC_builtin_curve) * crv_len);
1238
1239         if (curves == NULL)
1240                 return;
1241
1242         if (!EC_get_builtin_curves(curves, crv_len))
1243                 {
1244                 OPENSSL_free(curves);
1245                 return;
1246                 }
1247
1248         fprintf(stdout, "testing internal curves: ");
1249                 
1250         for (n = 0; n < crv_len; n++)
1251                 {
1252                 EC_GROUP *group = NULL;
1253                 int nid = curves[n].nid;
1254                 if ((group = EC_GROUP_new_by_nid(nid)) == NULL)
1255                         {
1256                         ok = 0;
1257                         fprintf(stdout, "\nEC_GROUP_new_by_nid() failed with"
1258                                 " curve %s\n", OBJ_nid2sn(nid));
1259                         /* try next curve */
1260                         continue;
1261                         }
1262                 if (!EC_GROUP_check(group, NULL))
1263                         {
1264                         ok = 0;
1265                         fprintf(stdout, "\nEC_GROUP_check() failed with"
1266                                 " curve %s\n", OBJ_nid2sn(nid));
1267                         EC_GROUP_free(group);
1268                         /* try the next curve */
1269                         continue;
1270                         }
1271                 fprintf(stdout, ".");
1272                 fflush(stdout);
1273                 EC_GROUP_free(group);
1274                 }
1275         if (ok)
1276                 fprintf(stdout, " ok\n");
1277         else
1278                 fprintf(stdout, " failed\n");
1279         OPENSSL_free(curves);
1280         return;
1281         }
1282
1283 static const char rnd_seed[] = "string to make the random number generator think it has entropy";
1284
1285 int main(int argc, char *argv[])
1286         {       
1287         
1288         /* enable memory leak checking unless explicitly disabled */
1289         if (!((getenv("OPENSSL_DEBUG_MEMORY") != NULL) && (0 == strcmp(getenv("OPENSSL_DEBUG_MEMORY"), "off"))))
1290                 {
1291                 CRYPTO_malloc_debug_init();
1292                 CRYPTO_set_mem_debug_options(V_CRYPTO_MDEBUG_ALL);
1293                 }
1294         else
1295                 {
1296                 /* OPENSSL_DEBUG_MEMORY=off */
1297                 CRYPTO_set_mem_debug_functions(0, 0, 0, 0, 0);
1298                 }
1299         CRYPTO_mem_ctrl(CRYPTO_MEM_CHECK_ON);
1300         ERR_load_crypto_strings();
1301
1302         RAND_seed(rnd_seed, sizeof rnd_seed); /* or BN_generate_prime may fail */
1303
1304         prime_field_tests();
1305         puts("");
1306         char2_field_tests();
1307         /* test the internal curves */
1308         internal_curve_test();
1309
1310 #ifndef OPENSSL_NO_ENGINE
1311         ENGINE_cleanup();
1312 #endif
1313         CRYPTO_cleanup_all_ex_data();
1314         ERR_free_strings();
1315         ERR_remove_state(0);
1316         CRYPTO_mem_leaks_fp(stderr);
1317         
1318         return 0;
1319         }
1320 #endif