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