9b32f55be80856b96d4dc5ae1ea0278a4bc6737b
[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
96 #define ABORT do { \
97         fflush(stdout); \
98         fprintf(stderr, "%s:%d: ABORT\n", __FILE__, __LINE__); \
99         ERR_print_errors_fp(stderr); \
100         EXIT(1); \
101 } while (0)
102
103 void prime_field_tests(void);
104 void char2_field_tests(void);
105 void internal_curve_test(void);
106
107 #define TIMING_BASE_PT 0
108 #define TIMING_RAND_PT 1
109 #define TIMING_SIMUL 2
110
111 #if 0
112 static void timings(EC_GROUP *group, int type, BN_CTX *ctx)
113         {
114         clock_t clck;
115         int i, j;
116         BIGNUM *s;
117         BIGNUM *r[10], *r0[10];
118         EC_POINT *P;
119                 
120         s = BN_new();
121         if (s == NULL) ABORT;
122
123         fprintf(stdout, "Timings for %d-bit field, ", EC_GROUP_get_degree(group));
124         if (!EC_GROUP_get_order(group, s, ctx)) ABORT;
125         fprintf(stdout, "%d-bit scalars ", (int)BN_num_bits(s));
126         fflush(stdout);
127
128         P = EC_POINT_new(group);
129         if (P == NULL) ABORT;
130         EC_POINT_copy(P, EC_GROUP_get0_generator(group));
131
132         for (i = 0; i < 10; i++)
133                 {
134                 if ((r[i] = BN_new()) == NULL) ABORT;
135                 if (!BN_pseudo_rand(r[i], BN_num_bits(s), 0, 0)) ABORT;
136                 if (type != TIMING_BASE_PT)
137                         {
138                         if ((r0[i] = BN_new()) == NULL) ABORT;
139                         if (!BN_pseudo_rand(r0[i], BN_num_bits(s), 0, 0)) ABORT;
140                         }
141                 }
142
143         clck = clock();
144         for (i = 0; i < 10; i++)
145                 {
146                 for (j = 0; j < 10; j++)
147                         {
148                         if (!EC_POINT_mul(group, P, (type != TIMING_RAND_PT) ? r[i] : NULL, 
149                                 (type != TIMING_BASE_PT) ? P : NULL, (type != TIMING_BASE_PT) ? r0[i] : NULL, ctx)) ABORT;
150                         }
151                 }
152         clck = clock() - clck;
153
154         fprintf(stdout, "\n");
155
156 #ifdef CLOCKS_PER_SEC
157         /* "To determine the time in seconds, the value returned
158          * by the clock function should be divided by the value
159          * of the macro CLOCKS_PER_SEC."
160          *                                       -- ISO/IEC 9899 */
161 #       define UNIT "s"
162 #else
163         /* "`CLOCKS_PER_SEC' undeclared (first use this function)"
164          *                            -- cc on NeXTstep/OpenStep */
165 #       define UNIT "units"
166 #       define CLOCKS_PER_SEC 1
167 #endif
168
169         if (type == TIMING_BASE_PT) {
170                 fprintf(stdout, "%i %s in %.2f " UNIT "\n", i*j,
171                         "base point multiplications", (double)clck/CLOCKS_PER_SEC);
172         } else if (type == TIMING_RAND_PT) {
173                 fprintf(stdout, "%i %s in %.2f " UNIT "\n", i*j,
174                         "random point multiplications", (double)clck/CLOCKS_PER_SEC);
175         } else if (type == TIMING_SIMUL) {
176                 fprintf(stdout, "%i %s in %.2f " UNIT "\n", i*j,
177                         "s*P+t*Q operations", (double)clck/CLOCKS_PER_SEC);
178         }
179         fprintf(stdout, "average: %.4f " UNIT "\n", (double)clck/(CLOCKS_PER_SEC*i*j));
180
181         EC_POINT_free(P);
182         BN_free(s);
183         for (i = 0; i < 10; i++)
184                 {
185                 BN_free(r[i]);
186                 if (type != TIMING_BASE_PT) BN_free(r0[i]);
187                 }
188         }
189 #endif
190
191 void prime_field_tests()
192         {       
193         BN_CTX *ctx = NULL;
194         BIGNUM *p, *a, *b;
195         EC_GROUP *group;
196         EC_GROUP *P_160 = NULL, *P_192 = NULL, *P_224 = NULL, *P_256 = NULL, *P_384 = NULL, *P_521 = NULL;
197         EC_POINT *P, *Q, *R;
198         BIGNUM *x, *y, *z;
199         unsigned char buf[100];
200         size_t i, len;
201         int k;
202         
203 #if 1 /* optional */
204         ctx = BN_CTX_new();
205         if (!ctx) ABORT;
206 #endif
207
208         p = BN_new();
209         a = BN_new();
210         b = BN_new();
211         if (!p || !a || !b) ABORT;
212
213         if (!BN_hex2bn(&p, "17")) ABORT;
214         if (!BN_hex2bn(&a, "1")) ABORT;
215         if (!BN_hex2bn(&b, "1")) ABORT;
216         
217         group = EC_GROUP_new(EC_GFp_mont_method()); /* applications should use EC_GROUP_new_curve_GFp
218                                                      * so that the library gets to choose the EC_METHOD */
219         if (!group) ABORT;
220
221         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
222
223         {
224                 EC_GROUP *tmp;
225                 tmp = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group));
226                 if (!tmp) ABORT;
227                 if (!EC_GROUP_copy(tmp, group));
228                 EC_GROUP_free(group);
229                 group = tmp;
230         }
231         
232         if (!EC_GROUP_get_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
233
234         fprintf(stdout, "Curve defined by Weierstrass equation\n     y^2 = x^3 + a*x + b  (mod 0x");
235         BN_print_fp(stdout, p);
236         fprintf(stdout, ")\n     a = 0x");
237         BN_print_fp(stdout, a);
238         fprintf(stdout, "\n     b = 0x");
239         BN_print_fp(stdout, b);
240         fprintf(stdout, "\n");
241
242         P = EC_POINT_new(group);
243         Q = EC_POINT_new(group);
244         R = EC_POINT_new(group);
245         if (!P || !Q || !R) ABORT;
246         
247         if (!EC_POINT_set_to_infinity(group, P)) ABORT;
248         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
249
250         buf[0] = 0;
251         if (!EC_POINT_oct2point(group, Q, buf, 1, ctx)) ABORT;
252
253         if (!EC_POINT_add(group, P, P, Q, ctx)) ABORT;
254         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
255
256         x = BN_new();
257         y = BN_new();
258         z = BN_new();
259         if (!x || !y || !z) ABORT;
260
261         if (!BN_hex2bn(&x, "D")) ABORT;
262         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, Q, x, 1, ctx)) ABORT;
263         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, Q, ctx))
264                 {
265                 if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, Q, x, y, ctx)) ABORT;
266                 fprintf(stderr, "Point is not on curve: x = 0x");
267                 BN_print_fp(stderr, x);
268                 fprintf(stderr, ", y = 0x");
269                 BN_print_fp(stderr, y);
270                 fprintf(stderr, "\n");
271                 ABORT;
272                 }
273
274         fprintf(stdout, "A cyclic subgroup:\n");
275         k = 100;
276         do
277                 {
278                 if (k-- == 0) ABORT;
279
280                 if (EC_POINT_is_at_infinity(group, P))
281                         fprintf(stdout, "     point at infinity\n");
282                 else
283                         {
284                         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
285
286                         fprintf(stdout, "     x = 0x");
287                         BN_print_fp(stdout, x);
288                         fprintf(stdout, ", y = 0x");
289                         BN_print_fp(stdout, y);
290                         fprintf(stdout, "\n");
291                         }
292                 
293                 if (!EC_POINT_copy(R, P)) ABORT;
294                 if (!EC_POINT_add(group, P, P, Q, ctx)) ABORT;
295
296 #if 0 /* optional */
297                 {
298                         EC_POINT *points[3];
299                 
300                         points[0] = R;
301                         points[1] = Q;
302                         points[2] = P;
303                         if (!EC_POINTs_make_affine(group, 2, points, ctx)) ABORT;
304                 }
305 #endif
306
307                 }
308         while (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P));
309
310         if (!EC_POINT_add(group, P, Q, R, ctx)) ABORT;
311         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
312
313         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_COMPRESSED, buf, sizeof buf, ctx);
314         if (len == 0) ABORT;
315         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
316         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
317         fprintf(stdout, "Generator as octect string, compressed form:\n     ");
318         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
319         
320         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_UNCOMPRESSED, buf, sizeof buf, ctx);
321         if (len == 0) ABORT;
322         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
323         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
324         fprintf(stdout, "\nGenerator as octect string, uncompressed form:\n     ");
325         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
326         
327         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_HYBRID, buf, sizeof buf, ctx);
328         if (len == 0) ABORT;
329         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
330         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
331         fprintf(stdout, "\nGenerator as octect string, hybrid form:\n     ");
332         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
333         
334         if (!EC_POINT_get_Jprojective_coordinates_GFp(group, R, x, y, z, ctx)) ABORT;
335         fprintf(stdout, "\nA representation of the inverse of that generator in\nJacobian projective coordinates:\n     X = 0x");
336         BN_print_fp(stdout, x);
337         fprintf(stdout, ", Y = 0x");
338         BN_print_fp(stdout, y);
339         fprintf(stdout, ", Z = 0x");
340         BN_print_fp(stdout, z);
341         fprintf(stdout, "\n");
342
343         if (!EC_POINT_invert(group, P, ctx)) ABORT;
344         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, R, ctx)) ABORT;
345
346
347         /* Curve secp160r1 (Certicom Research SEC 2 Version 1.0, section 2.4.2, 2000)
348          * -- not a NIST curve, but commonly used */
349         
350         if (!BN_hex2bn(&p, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF7FFFFFFF")) ABORT;
351         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
352         if (!BN_hex2bn(&a, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF7FFFFFFC")) ABORT;
353         if (!BN_hex2bn(&b, "1C97BEFC54BD7A8B65ACF89F81D4D4ADC565FA45")) ABORT;
354         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
355
356         if (!BN_hex2bn(&x, "4A96B5688EF573284664698968C38BB913CBFC82")) ABORT;
357         if (!BN_hex2bn(&y, "23a628553168947d59dcc912042351377ac5fb32")) ABORT;
358         if (!EC_POINT_set_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
359         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
360         if (!BN_hex2bn(&z, "0100000000000000000001F4C8F927AED3CA752257")) ABORT;
361         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
362
363         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
364         fprintf(stdout, "\nSEC2 curve secp160r1 -- Generator:\n     x = 0x");
365         BN_print_fp(stdout, x);
366         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
367         BN_print_fp(stdout, y);
368         fprintf(stdout, "\n");
369         /* G_y value taken from the standard: */
370         if (!BN_hex2bn(&z, "23a628553168947d59dcc912042351377ac5fb32")) ABORT;
371         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
372
373         fprintf(stdout, "verify degree ...");
374         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 160) ABORT;
375         fprintf(stdout, " ok\n");
376         
377         fprintf(stdout, "verify group order ...");
378         fflush(stdout);
379         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
380         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
381         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
382         fprintf(stdout, ".");
383         fflush(stdout);
384         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT;
385         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
386         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
387         fprintf(stdout, " ok\n");
388
389         if (!(P_160 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
390         if (!EC_GROUP_copy(P_160, group)) ABORT;
391
392
393         /* Curve P-192 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
394         
395         if (!BN_hex2bn(&p, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFF")) ABORT;
396         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
397         if (!BN_hex2bn(&a, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFC")) ABORT;
398         if (!BN_hex2bn(&b, "64210519E59C80E70FA7E9AB72243049FEB8DEECC146B9B1")) ABORT;
399         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
400
401         if (!BN_hex2bn(&x, "188DA80EB03090F67CBF20EB43A18800F4FF0AFD82FF1012")) ABORT;
402         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 1, ctx)) ABORT;
403         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
404         if (!BN_hex2bn(&z, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF99DEF836146BC9B1B4D22831")) ABORT;
405         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
406
407         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
408         fprintf(stdout, "\nNIST curve P-192 -- Generator:\n     x = 0x");
409         BN_print_fp(stdout, x);
410         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
411         BN_print_fp(stdout, y);
412         fprintf(stdout, "\n");
413         /* G_y value taken from the standard: */
414         if (!BN_hex2bn(&z, "07192B95FFC8DA78631011ED6B24CDD573F977A11E794811")) ABORT;
415         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
416
417         fprintf(stdout, "verify degree ...");
418         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 192) ABORT;
419         fprintf(stdout, " ok\n");
420         
421         fprintf(stdout, "verify group order ...");
422         fflush(stdout);
423         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
424         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
425         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
426         fprintf(stdout, ".");
427         fflush(stdout);
428         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT;
429         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
430         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
431         fprintf(stdout, " ok\n");
432
433         if (!(P_192 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
434         if (!EC_GROUP_copy(P_192, group)) ABORT;
435
436
437         /* Curve P-224 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
438         
439         if (!BN_hex2bn(&p, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF000000000000000000000001")) ABORT;
440         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
441         if (!BN_hex2bn(&a, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFE")) ABORT;
442         if (!BN_hex2bn(&b, "B4050A850C04B3ABF54132565044B0B7D7BFD8BA270B39432355FFB4")) ABORT;
443         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
444
445         if (!BN_hex2bn(&x, "B70E0CBD6BB4BF7F321390B94A03C1D356C21122343280D6115C1D21")) ABORT;
446         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 0, ctx)) ABORT;
447         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
448         if (!BN_hex2bn(&z, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF16A2E0B8F03E13DD29455C5C2A3D")) ABORT;
449         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
450
451         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
452         fprintf(stdout, "\nNIST curve P-224 -- Generator:\n     x = 0x");
453         BN_print_fp(stdout, x);
454         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
455         BN_print_fp(stdout, y);
456         fprintf(stdout, "\n");
457         /* G_y value taken from the standard: */
458         if (!BN_hex2bn(&z, "BD376388B5F723FB4C22DFE6CD4375A05A07476444D5819985007E34")) ABORT;
459         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
460         
461         fprintf(stdout, "verify degree ...");
462         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 224) ABORT;
463         fprintf(stdout, " ok\n");
464         
465         fprintf(stdout, "verify group order ...");
466         fflush(stdout);
467         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
468         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
469         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
470         fprintf(stdout, ".");
471         fflush(stdout);
472         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT;
473         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
474         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
475         fprintf(stdout, " ok\n");
476
477         if (!(P_224 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
478         if (!EC_GROUP_copy(P_224, group)) ABORT;
479
480
481         /* Curve P-256 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
482         
483         if (!BN_hex2bn(&p, "FFFFFFFF00000001000000000000000000000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF")) ABORT;
484         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
485         if (!BN_hex2bn(&a, "FFFFFFFF00000001000000000000000000000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFC")) ABORT;
486         if (!BN_hex2bn(&b, "5AC635D8AA3A93E7B3EBBD55769886BC651D06B0CC53B0F63BCE3C3E27D2604B")) ABORT;
487         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
488
489         if (!BN_hex2bn(&x, "6B17D1F2E12C4247F8BCE6E563A440F277037D812DEB33A0F4A13945D898C296")) ABORT;
490         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 1, ctx)) ABORT;
491         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
492         if (!BN_hex2bn(&z, "FFFFFFFF00000000FFFFFFFFFFFFFFFFBCE6FAADA7179E"
493                 "84F3B9CAC2FC632551")) ABORT;
494         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
495
496         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
497         fprintf(stdout, "\nNIST curve P-256 -- Generator:\n     x = 0x");
498         BN_print_fp(stdout, x);
499         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
500         BN_print_fp(stdout, y);
501         fprintf(stdout, "\n");
502         /* G_y value taken from the standard: */
503         if (!BN_hex2bn(&z, "4FE342E2FE1A7F9B8EE7EB4A7C0F9E162BCE33576B315ECECBB6406837BF51F5")) ABORT;
504         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
505         
506         fprintf(stdout, "verify degree ...");
507         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 256) ABORT;
508         fprintf(stdout, " ok\n");
509         
510         fprintf(stdout, "verify group order ...");
511         fflush(stdout);
512         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
513         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
514         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
515         fprintf(stdout, ".");
516         fflush(stdout);
517         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT;
518         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
519         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
520         fprintf(stdout, " ok\n");
521
522         if (!(P_256 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
523         if (!EC_GROUP_copy(P_256, group)) ABORT;
524
525
526         /* Curve P-384 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
527         
528         if (!BN_hex2bn(&p, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
529                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFF0000000000000000FFFFFFFF")) ABORT;
530         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
531         if (!BN_hex2bn(&a, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
532                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFEFFFFFFFF0000000000000000FFFFFFFC")) ABORT;
533         if (!BN_hex2bn(&b, "B3312FA7E23EE7E4988E056BE3F82D19181D9C6EFE8141"
534                 "120314088F5013875AC656398D8A2ED19D2A85C8EDD3EC2AEF")) ABORT;
535         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
536
537         if (!BN_hex2bn(&x, "AA87CA22BE8B05378EB1C71EF320AD746E1D3B628BA79B"
538                 "9859F741E082542A385502F25DBF55296C3A545E3872760AB7")) ABORT;
539         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 1, ctx)) ABORT;
540         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
541         if (!BN_hex2bn(&z, "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
542                 "FFC7634D81F4372DDF581A0DB248B0A77AECEC196ACCC52973")) ABORT;
543         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
544
545         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
546         fprintf(stdout, "\nNIST curve P-384 -- Generator:\n     x = 0x");
547         BN_print_fp(stdout, x);
548         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
549         BN_print_fp(stdout, y);
550         fprintf(stdout, "\n");
551         /* G_y value taken from the standard: */
552         if (!BN_hex2bn(&z, "3617DE4A96262C6F5D9E98BF9292DC29F8F41DBD289A14"
553                 "7CE9DA3113B5F0B8C00A60B1CE1D7E819D7A431D7C90EA0E5F")) ABORT;
554         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
555         
556         fprintf(stdout, "verify degree ...");
557         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 384) ABORT;
558         fprintf(stdout, " ok\n");
559         
560         fprintf(stdout, "verify group order ...");
561         fflush(stdout);
562         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
563         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
564         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
565         fprintf(stdout, ".");
566         fflush(stdout);
567         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT;
568         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
569         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
570         fprintf(stdout, " ok\n");
571
572         if (!(P_384 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
573         if (!EC_GROUP_copy(P_384, group)) ABORT;
574
575
576         /* Curve P-521 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
577         
578         if (!BN_hex2bn(&p, "1FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
579                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
580                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF")) ABORT;
581         if (1 != BN_is_prime_ex(p, BN_prime_checks, ctx, NULL)) ABORT;
582         if (!BN_hex2bn(&a, "1FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
583                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
584                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFC")) ABORT;
585         if (!BN_hex2bn(&b, "051953EB9618E1C9A1F929A21A0B68540EEA2DA725B99B"
586                 "315F3B8B489918EF109E156193951EC7E937B1652C0BD3BB1BF073573"
587                 "DF883D2C34F1EF451FD46B503F00")) ABORT;
588         if (!EC_GROUP_set_curve_GFp(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
589
590         if (!BN_hex2bn(&x, "C6858E06B70404E9CD9E3ECB662395B4429C648139053F"
591                 "B521F828AF606B4D3DBAA14B5E77EFE75928FE1DC127A2FFA8DE3348B"
592                 "3C1856A429BF97E7E31C2E5BD66")) ABORT;
593         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp(group, P, x, 0, ctx)) ABORT;
594         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
595         if (!BN_hex2bn(&z, "1FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF"
596                 "FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFA51868783BF2F966B7FCC0148F709A5D03BB5"
597                 "C9B8899C47AEBB6FB71E91386409")) ABORT;
598         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, BN_value_one())) ABORT;
599
600         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
601         fprintf(stdout, "\nNIST curve P-521 -- Generator:\n     x = 0x");
602         BN_print_fp(stdout, x);
603         fprintf(stdout, "\n     y = 0x");
604         BN_print_fp(stdout, y);
605         fprintf(stdout, "\n");
606         /* G_y value taken from the standard: */
607         if (!BN_hex2bn(&z, "11839296A789A3BC0045C8A5FB42C7D1BD998F54449579"
608                 "B446817AFBD17273E662C97EE72995EF42640C550B9013FAD0761353C"
609                 "7086A272C24088BE94769FD16650")) ABORT;
610         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
611         
612         fprintf(stdout, "verify degree ...");
613         if (EC_GROUP_get_degree(group) != 521) ABORT;
614         fprintf(stdout, " ok\n");
615         
616         fprintf(stdout, "verify group order ...");
617         fflush(stdout);
618         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT;
619         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
620         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
621         fprintf(stdout, ".");
622         fflush(stdout);
623         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT;
624         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT;
625         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
626         fprintf(stdout, " ok\n");
627
628         if (!(P_521 = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT;
629         if (!EC_GROUP_copy(P_521, group)) ABORT;
630
631
632         /* more tests using the last curve */
633
634         if (!EC_POINT_copy(Q, P)) ABORT;
635         if (EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
636         if (!EC_POINT_dbl(group, P, P, ctx)) ABORT;
637         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
638         if (!EC_POINT_invert(group, Q, ctx)) ABORT; /* P = -2Q */
639
640         if (!EC_POINT_add(group, R, P, Q, ctx)) ABORT;
641         if (!EC_POINT_add(group, R, R, Q, ctx)) ABORT;
642         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, R)) ABORT; /* R = P + 2Q */
643
644         {
645                 const EC_POINT *points[3];
646                 const BIGNUM *scalars[3];
647         
648                 if (EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
649                 points[0] = Q;
650                 points[1] = Q;
651                 points[2] = Q;
652
653                 if (!BN_add(y, z, BN_value_one())) ABORT;
654                 if (BN_is_odd(y)) ABORT;
655                 if (!BN_rshift1(y, y)) ABORT;
656                 scalars[0] = y; /* (group order + 1)/2,  so  y*Q + y*Q = Q */
657                 scalars[1] = y;
658
659                 fprintf(stdout, "combined multiplication ...");
660                 fflush(stdout);
661
662                 /* z is still the group order */
663                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
664                 if (!EC_POINTs_mul(group, R, z, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
665                 if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, R, ctx)) ABORT;
666                 if (0 != EC_POINT_cmp(group, R, Q, ctx)) ABORT;
667
668                 fprintf(stdout, ".");
669                 fflush(stdout);
670
671                 if (!BN_pseudo_rand(y, BN_num_bits(y), 0, 0)) ABORT;
672                 if (!BN_add(z, z, y)) ABORT;
673                 BN_set_sign(z, 1);
674                 scalars[0] = y;
675                 scalars[1] = z; /* z = -(order + y) */
676
677                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
678                 if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
679
680                 fprintf(stdout, ".");
681                 fflush(stdout);
682
683                 if (!BN_pseudo_rand(x, BN_num_bits(y) - 1, 0, 0)) ABORT;
684                 if (!BN_add(z, x, y)) ABORT;
685                 BN_set_sign(z, 1);
686                 scalars[0] = x;
687                 scalars[1] = y;
688                 scalars[2] = z; /* z = -(x+y) */
689
690                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 3, points, scalars, ctx)) ABORT;
691                 if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
692
693                 fprintf(stdout, " ok\n\n");
694         }
695
696
697 #if 0
698         timings(P_160, TIMING_BASE_PT, ctx);
699         timings(P_160, TIMING_RAND_PT, ctx);
700         timings(P_160, TIMING_SIMUL, ctx);
701         timings(P_192, TIMING_BASE_PT, ctx);
702         timings(P_192, TIMING_RAND_PT, ctx);
703         timings(P_192, TIMING_SIMUL, ctx);
704         timings(P_224, TIMING_BASE_PT, ctx);
705         timings(P_224, TIMING_RAND_PT, ctx);
706         timings(P_224, TIMING_SIMUL, ctx);
707         timings(P_256, TIMING_BASE_PT, ctx);
708         timings(P_256, TIMING_RAND_PT, ctx);
709         timings(P_256, TIMING_SIMUL, ctx);
710         timings(P_384, TIMING_BASE_PT, ctx);
711         timings(P_384, TIMING_RAND_PT, ctx);
712         timings(P_384, TIMING_SIMUL, ctx);
713         timings(P_521, TIMING_BASE_PT, ctx);
714         timings(P_521, TIMING_RAND_PT, ctx);
715         timings(P_521, TIMING_SIMUL, ctx);
716 #endif
717
718
719         if (ctx)
720                 BN_CTX_free(ctx);
721         BN_free(p); BN_free(a); BN_free(b);
722         EC_GROUP_free(group);
723         EC_POINT_free(P);
724         EC_POINT_free(Q);
725         EC_POINT_free(R);
726         BN_free(x); BN_free(y); BN_free(z);
727
728         if (P_160) EC_GROUP_free(P_160);
729         if (P_192) EC_GROUP_free(P_192);
730         if (P_224) EC_GROUP_free(P_224);
731         if (P_256) EC_GROUP_free(P_256);
732         if (P_384) EC_GROUP_free(P_384);
733         if (P_521) EC_GROUP_free(P_521);
734
735         }
736
737 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
738 #ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
739 #define CHAR2_CURVE_TEST_INTERNAL(_name, _p, _a, _b, _x, _y, _y_bit, _order, _cof, _degree, _variable) \
740         if (!BN_hex2bn(&x, _x)) ABORT; \
741         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GF2m(group, P, x, _y_bit, ctx)) ABORT; \
742         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT; \
743         if (!BN_hex2bn(&z, _order)) ABORT; \
744         if (!BN_hex2bn(&cof, _cof)) ABORT; \
745         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, cof)) ABORT; \
746         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GF2m(group, P, x, y, ctx)) ABORT; \
747         fprintf(stdout, "\n%s -- Generator:\n     x = 0x", _name); \
748         BN_print_fp(stdout, x); \
749         fprintf(stdout, "\n     y = 0x"); \
750         BN_print_fp(stdout, y); \
751         fprintf(stdout, "\n"); \
752         /* G_y value taken from the standard: */ \
753         if (!BN_hex2bn(&z, _y)) ABORT; \
754         if (0 != BN_cmp(y, z)) ABORT;
755 #else 
756 #define CHAR2_CURVE_TEST_INTERNAL(_name, _p, _a, _b, _x, _y, _y_bit, _order, _cof, _degree, _variable) \
757         if (!BN_hex2bn(&x, _x)) ABORT; \
758         if (!BN_hex2bn(&y, _y)) ABORT; \
759         if (!EC_POINT_set_affine_coordinates_GF2m(group, P, x, y, ctx)) ABORT; \
760         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT; \
761         if (!BN_hex2bn(&z, _order)) ABORT; \
762         if (!BN_hex2bn(&cof, _cof)) ABORT; \
763         if (!EC_GROUP_set_generator(group, P, z, cof)) ABORT; \
764         fprintf(stdout, "\n%s -- Generator:\n     x = 0x", _name); \
765         BN_print_fp(stdout, x); \
766         fprintf(stdout, "\n     y = 0x"); \
767         BN_print_fp(stdout, y); \
768         fprintf(stdout, "\n");
769 #endif
770
771 #define CHAR2_CURVE_TEST(_name, _p, _a, _b, _x, _y, _y_bit, _order, _cof, _degree, _variable) \
772         if (!BN_hex2bn(&p, _p)) ABORT; \
773         if (!BN_hex2bn(&a, _a)) ABORT; \
774         if (!BN_hex2bn(&b, _b)) ABORT; \
775         if (!EC_GROUP_set_curve_GF2m(group, p, a, b, ctx)) ABORT; \
776         CHAR2_CURVE_TEST_INTERNAL(_name, _p, _a, _b, _x, _y, _y_bit, _order, _cof, _degree, _variable) \
777         fprintf(stdout, "verify degree ..."); \
778         if (EC_GROUP_get_degree(group) != _degree) ABORT; \
779         fprintf(stdout, " ok\n"); \
780         fprintf(stdout, "verify group order ..."); \
781         fflush(stdout); \
782         if (!EC_GROUP_get_order(group, z, ctx)) ABORT; \
783         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT; \
784         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT; \
785         fprintf(stdout, "."); \
786         fflush(stdout); \
787         if (!EC_GROUP_precompute_mult(group, ctx)) ABORT; \
788         if (!EC_POINT_mul(group, Q, z, NULL, NULL, ctx)) ABORT; \
789         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT; \
790         fprintf(stdout, " ok\n"); \
791         if (!(_variable = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group)))) ABORT; \
792         if (!EC_GROUP_copy(_variable, group)) ABORT;
793
794 void char2_field_tests()
795         {       
796         BN_CTX *ctx = NULL;
797         BIGNUM *p, *a, *b;
798         EC_GROUP *group;
799         EC_GROUP *C2_K163 = NULL, *C2_K233 = NULL, *C2_K283 = NULL, *C2_K409 = NULL, *C2_K571 = NULL;
800         EC_GROUP *C2_B163 = NULL, *C2_B233 = NULL, *C2_B283 = NULL, *C2_B409 = NULL, *C2_B571 = NULL;
801         EC_POINT *P, *Q, *R;
802         BIGNUM *x, *y, *z, *cof;
803         unsigned char buf[100];
804         size_t i, len;
805         int k;
806         
807 #if 1 /* optional */
808         ctx = BN_CTX_new();
809         if (!ctx) ABORT;
810 #endif
811
812         p = BN_new();
813         a = BN_new();
814         b = BN_new();
815         if (!p || !a || !b) ABORT;
816
817         if (!BN_hex2bn(&p, "13")) ABORT;
818         if (!BN_hex2bn(&a, "3")) ABORT;
819         if (!BN_hex2bn(&b, "1")) ABORT;
820         
821         group = EC_GROUP_new(EC_GF2m_simple_method()); /* applications should use EC_GROUP_new_curve_GF2m
822                                                         * so that the library gets to choose the EC_METHOD */
823         if (!group) ABORT;
824         if (!EC_GROUP_set_curve_GF2m(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
825
826         {
827                 EC_GROUP *tmp;
828                 tmp = EC_GROUP_new(EC_GROUP_method_of(group));
829                 if (!tmp) ABORT;
830                 if (!EC_GROUP_copy(tmp, group));
831                 EC_GROUP_free(group);
832                 group = tmp;
833         }
834         
835         if (!EC_GROUP_get_curve_GF2m(group, p, a, b, ctx)) ABORT;
836
837         fprintf(stdout, "Curve defined by Weierstrass equation\n     y^2 + x*y = x^3 + a*x^2 + b  (mod 0x");
838         BN_print_fp(stdout, p);
839         fprintf(stdout, ")\n     a = 0x");
840         BN_print_fp(stdout, a);
841         fprintf(stdout, "\n     b = 0x");
842         BN_print_fp(stdout, b);
843         fprintf(stdout, "\n(0x... means binary polynomial)\n");
844
845         P = EC_POINT_new(group);
846         Q = EC_POINT_new(group);
847         R = EC_POINT_new(group);
848         if (!P || !Q || !R) ABORT;
849         
850         if (!EC_POINT_set_to_infinity(group, P)) ABORT;
851         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
852
853         buf[0] = 0;
854         if (!EC_POINT_oct2point(group, Q, buf, 1, ctx)) ABORT;
855
856         if (!EC_POINT_add(group, P, P, Q, ctx)) ABORT;
857         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
858
859         x = BN_new();
860         y = BN_new();
861         z = BN_new();
862         cof = BN_new();
863         if (!x || !y || !z || !cof) ABORT;
864
865         if (!BN_hex2bn(&x, "6")) ABORT;
866 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
867 #ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
868         if (!EC_POINT_set_compressed_coordinates_GF2m(group, Q, x, 1, ctx)) ABORT;
869 #else
870         if (!BN_hex2bn(&y, "8")) ABORT;
871         if (!EC_POINT_set_affine_coordinates_GF2m(group, Q, x, y, ctx)) ABORT;
872 #endif
873         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, Q, ctx))
874                 {
875 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
876 #ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
877                 if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GF2m(group, Q, x, y, ctx)) ABORT;
878 #endif
879                 fprintf(stderr, "Point is not on curve: x = 0x");
880                 BN_print_fp(stderr, x);
881                 fprintf(stderr, ", y = 0x");
882                 BN_print_fp(stderr, y);
883                 fprintf(stderr, "\n");
884                 ABORT;
885                 }
886
887         fprintf(stdout, "A cyclic subgroup:\n");
888         k = 100;
889         do
890                 {
891                 if (k-- == 0) ABORT;
892
893                 if (EC_POINT_is_at_infinity(group, P))
894                         fprintf(stdout, "     point at infinity\n");
895                 else
896                         {
897                         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GF2m(group, P, x, y, ctx)) ABORT;
898
899                         fprintf(stdout, "     x = 0x");
900                         BN_print_fp(stdout, x);
901                         fprintf(stdout, ", y = 0x");
902                         BN_print_fp(stdout, y);
903                         fprintf(stdout, "\n");
904                         }
905                 
906                 if (!EC_POINT_copy(R, P)) ABORT;
907                 if (!EC_POINT_add(group, P, P, Q, ctx)) ABORT;
908                 }
909         while (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P));
910
911         if (!EC_POINT_add(group, P, Q, R, ctx)) ABORT;
912         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
913
914 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
915 #ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
916         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_COMPRESSED, buf, sizeof buf, ctx);
917         if (len == 0) ABORT;
918         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
919         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
920         fprintf(stdout, "Generator as octet string, compressed form:\n     ");
921         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
922 #endif
923         
924         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_UNCOMPRESSED, buf, sizeof buf, ctx);
925         if (len == 0) ABORT;
926         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
927         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
928         fprintf(stdout, "\nGenerator as octet string, uncompressed form:\n     ");
929         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
930         
931 /* Change test based on whether binary point compression is enabled or not. */
932 #ifdef OPENSSL_EC_BIN_PT_COMP
933         len = EC_POINT_point2oct(group, Q, POINT_CONVERSION_HYBRID, buf, sizeof buf, ctx);
934         if (len == 0) ABORT;
935         if (!EC_POINT_oct2point(group, P, buf, len, ctx)) ABORT;
936         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, Q, ctx)) ABORT;
937         fprintf(stdout, "\nGenerator as octet string, hybrid form:\n     ");
938         for (i = 0; i < len; i++) fprintf(stdout, "%02X", buf[i]);
939 #endif
940
941         fprintf(stdout, "\n");
942         
943         if (!EC_POINT_invert(group, P, ctx)) ABORT;
944         if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, R, ctx)) ABORT;
945
946
947         /* Curve K-163 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
948         CHAR2_CURVE_TEST
949                 (
950                 "NIST curve K-163",
951                 "0800000000000000000000000000000000000000C9",
952                 "1",
953                 "1",
954                 "02FE13C0537BBC11ACAA07D793DE4E6D5E5C94EEE8",
955                 "0289070FB05D38FF58321F2E800536D538CCDAA3D9",
956                 1,
957                 "04000000000000000000020108A2E0CC0D99F8A5EF",
958                 "2",
959                 163,
960                 C2_K163
961                 );
962
963         /* Curve B-163 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
964         CHAR2_CURVE_TEST
965                 (
966                 "NIST curve B-163",
967                 "0800000000000000000000000000000000000000C9",
968                 "1",
969                 "020A601907B8C953CA1481EB10512F78744A3205FD",
970                 "03F0EBA16286A2D57EA0991168D4994637E8343E36",
971                 "00D51FBC6C71A0094FA2CDD545B11C5C0C797324F1",
972                 1,
973                 "040000000000000000000292FE77E70C12A4234C33",
974                 "2",
975                 163,
976                 C2_B163
977                 );
978
979         /* Curve K-233 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
980         CHAR2_CURVE_TEST
981                 (
982                 "NIST curve K-233",
983                 "020000000000000000000000000000000000000004000000000000000001",
984                 "0",
985                 "1",
986                 "017232BA853A7E731AF129F22FF4149563A419C26BF50A4C9D6EEFAD6126",
987                 "01DB537DECE819B7F70F555A67C427A8CD9BF18AEB9B56E0C11056FAE6A3",
988                 0,
989                 "008000000000000000000000000000069D5BB915BCD46EFB1AD5F173ABDF",
990                 "4",
991                 233,
992                 C2_K233
993                 );
994
995         /* Curve B-233 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
996         CHAR2_CURVE_TEST
997                 (
998                 "NIST curve B-233",
999                 "020000000000000000000000000000000000000004000000000000000001",
1000                 "000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001",
1001                 "0066647EDE6C332C7F8C0923BB58213B333B20E9CE4281FE115F7D8F90AD",
1002                 "00FAC9DFCBAC8313BB2139F1BB755FEF65BC391F8B36F8F8EB7371FD558B",
1003                 "01006A08A41903350678E58528BEBF8A0BEFF867A7CA36716F7E01F81052",
1004                 1,
1005                 "01000000000000000000000000000013E974E72F8A6922031D2603CFE0D7",
1006                 "2",
1007                 233,
1008                 C2_B233
1009                 );
1010
1011         /* Curve K-283 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1012         CHAR2_CURVE_TEST
1013                 (
1014                 "NIST curve K-283",
1015                 "0800000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000010A1",
1016                 "0",
1017                 "1",
1018                 "0503213F78CA44883F1A3B8162F188E553CD265F23C1567A16876913B0C2AC2458492836",
1019                 "01CCDA380F1C9E318D90F95D07E5426FE87E45C0E8184698E45962364E34116177DD2259",
1020                 0,
1021                 "01FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFE9AE2ED07577265DFF7F94451E061E163C61",
1022                 "4",
1023                 283,
1024                 C2_K283
1025                 );
1026
1027         /* Curve B-283 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1028         CHAR2_CURVE_TEST
1029                 (
1030                 "NIST curve B-283",
1031                 "0800000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000010A1",
1032                 "000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001",
1033                 "027B680AC8B8596DA5A4AF8A19A0303FCA97FD7645309FA2A581485AF6263E313B79A2F5",
1034                 "05F939258DB7DD90E1934F8C70B0DFEC2EED25B8557EAC9C80E2E198F8CDBECD86B12053",
1035                 "03676854FE24141CB98FE6D4B20D02B4516FF702350EDDB0826779C813F0DF45BE8112F4",
1036                 1,
1037                 "03FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFEF90399660FC938A90165B042A7CEFADB307",
1038                 "2",
1039                 283,
1040                 C2_B283
1041                 );
1042
1043         /* Curve K-409 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1044         CHAR2_CURVE_TEST
1045                 (
1046                 "NIST curve K-409",
1047                 "02000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000008000000000000000000001",
1048                 "0",
1049                 "1",
1050                 "0060F05F658F49C1AD3AB1890F7184210EFD0987E307C84C27ACCFB8F9F67CC2C460189EB5AAAA62EE222EB1B35540CFE9023746",
1051                 "01E369050B7C4E42ACBA1DACBF04299C3460782F918EA427E6325165E9EA10E3DA5F6C42E9C55215AA9CA27A5863EC48D8E0286B",
1052                 1,
1053                 "007FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFE5F83B2D4EA20400EC4557D5ED3E3E7CA5B4B5C83B8E01E5FCF",
1054                 "4",
1055                 409,
1056                 C2_K409
1057                 );
1058
1059         /* Curve B-409 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1060         CHAR2_CURVE_TEST
1061                 (
1062                 "NIST curve B-409",
1063                 "02000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000008000000000000000000001",
1064                 "00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001",
1065                 "0021A5C2C8EE9FEB5C4B9A753B7B476B7FD6422EF1F3DD674761FA99D6AC27C8A9A197B272822F6CD57A55AA4F50AE317B13545F",
1066                 "015D4860D088DDB3496B0C6064756260441CDE4AF1771D4DB01FFE5B34E59703DC255A868A1180515603AEAB60794E54BB7996A7",
1067                 "0061B1CFAB6BE5F32BBFA78324ED106A7636B9C5A7BD198D0158AA4F5488D08F38514F1FDF4B4F40D2181B3681C364BA0273C706",
1068                 1,
1069                 "010000000000000000000000000000000000000000000000000001E2AAD6A612F33307BE5FA47C3C9E052F838164CD37D9A21173",
1070                 "2",
1071                 409,
1072                 C2_B409
1073                 );
1074
1075         /* Curve K-571 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1076         CHAR2_CURVE_TEST
1077                 (
1078                 "NIST curve K-571",
1079                 "80000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000425",
1080                 "0",
1081                 "1",
1082                 "026EB7A859923FBC82189631F8103FE4AC9CA2970012D5D46024804801841CA44370958493B205E647DA304DB4CEB08CBBD1BA39494776FB988B47174DCA88C7E2945283A01C8972",
1083                 "0349DC807F4FBF374F4AEADE3BCA95314DD58CEC9F307A54FFC61EFC006D8A2C9D4979C0AC44AEA74FBEBBB9F772AEDCB620B01A7BA7AF1B320430C8591984F601CD4C143EF1C7A3",
1084                 0,
1085                 "020000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000131850E1F19A63E4B391A8DB917F4138B630D84BE5D639381E91DEB45CFE778F637C1001",
1086                 "4",
1087                 571,
1088                 C2_K571
1089                 );
1090
1091         /* Curve B-571 (FIPS PUB 186-2, App. 6) */
1092         CHAR2_CURVE_TEST
1093                 (
1094                 "NIST curve B-571",
1095                 "80000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000425",
1096                 "000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001",
1097                 "02F40E7E2221F295DE297117B7F3D62F5C6A97FFCB8CEFF1CD6BA8CE4A9A18AD84FFABBD8EFA59332BE7AD6756A66E294AFD185A78FF12AA520E4DE739BACA0C7FFEFF7F2955727A",
1098                 "0303001D34B856296C16C0D40D3CD7750A93D1D2955FA80AA5F40FC8DB7B2ABDBDE53950F4C0D293CDD711A35B67FB1499AE60038614F1394ABFA3B4C850D927E1E7769C8EEC2D19",
1099                 "037BF27342DA639B6DCCFFFEB73D69D78C6C27A6009CBBCA1980F8533921E8A684423E43BAB08A576291AF8F461BB2A8B3531D2F0485C19B16E2F1516E23DD3C1A4827AF1B8AC15B",
1100                 1,
1101                 "03FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFE661CE18FF55987308059B186823851EC7DD9CA1161DE93D5174D66E8382E9BB2FE84E47",
1102                 "2",
1103                 571,
1104                 C2_B571
1105                 );
1106
1107         /* more tests using the last curve */
1108
1109         if (!EC_POINT_copy(Q, P)) ABORT;
1110         if (EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
1111         if (!EC_POINT_dbl(group, P, P, ctx)) ABORT;
1112         if (!EC_POINT_is_on_curve(group, P, ctx)) ABORT;
1113         if (!EC_POINT_invert(group, Q, ctx)) ABORT; /* P = -2Q */
1114
1115         if (!EC_POINT_add(group, R, P, Q, ctx)) ABORT;
1116         if (!EC_POINT_add(group, R, R, Q, ctx)) ABORT;
1117         if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, R)) ABORT; /* R = P + 2Q */
1118
1119         {
1120                 const EC_POINT *points[3];
1121                 const BIGNUM *scalars[3];
1122         
1123                 if (EC_POINT_is_at_infinity(group, Q)) ABORT;
1124                 points[0] = Q;
1125                 points[1] = Q;
1126                 points[2] = Q;
1127
1128                 if (!BN_add(y, z, BN_value_one())) ABORT;
1129                 if (BN_is_odd(y)) ABORT;
1130                 if (!BN_rshift1(y, y)) ABORT;
1131                 scalars[0] = y; /* (group order + 1)/2,  so  y*Q + y*Q = Q */
1132                 scalars[1] = y;
1133
1134                 fprintf(stdout, "combined multiplication ...");
1135                 fflush(stdout);
1136
1137                 /* z is still the group order */
1138                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
1139                 if (!EC_POINTs_mul(group, R, z, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
1140                 if (0 != EC_POINT_cmp(group, P, R, ctx)) ABORT;
1141                 if (0 != EC_POINT_cmp(group, R, Q, ctx)) ABORT;
1142
1143                 fprintf(stdout, ".");
1144                 fflush(stdout);
1145
1146                 if (!BN_pseudo_rand(y, BN_num_bits(y), 0, 0)) ABORT;
1147                 if (!BN_add(z, z, y)) ABORT;
1148                 BN_set_sign(z, 1);
1149                 scalars[0] = y;
1150                 scalars[1] = z; /* z = -(order + y) */
1151
1152                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 2, points, scalars, ctx)) ABORT;
1153                 if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
1154
1155                 fprintf(stdout, ".");
1156                 fflush(stdout);
1157
1158                 if (!BN_pseudo_rand(x, BN_num_bits(y) - 1, 0, 0)) ABORT;
1159                 if (!BN_add(z, x, y)) ABORT;
1160                 BN_set_sign(z, 1);
1161                 scalars[0] = x;
1162                 scalars[1] = y;
1163                 scalars[2] = z; /* z = -(x+y) */
1164
1165                 if (!EC_POINTs_mul(group, P, NULL, 3, points, scalars, ctx)) ABORT;
1166                 if (!EC_POINT_is_at_infinity(group, P)) ABORT;
1167
1168                 fprintf(stdout, " ok\n\n");
1169         }
1170
1171
1172 #if 0
1173         timings(C2_K163, TIMING_BASE_PT, ctx);
1174         timings(C2_K163, TIMING_RAND_PT, ctx);
1175         timings(C2_K163, TIMING_SIMUL, ctx);
1176         timings(C2_B163, TIMING_BASE_PT, ctx);
1177         timings(C2_B163, TIMING_RAND_PT, ctx);
1178         timings(C2_B163, TIMING_SIMUL, ctx);
1179         timings(C2_K233, TIMING_BASE_PT, ctx);
1180         timings(C2_K233, TIMING_RAND_PT, ctx);
1181         timings(C2_K233, TIMING_SIMUL, ctx);
1182         timings(C2_B233, TIMING_BASE_PT, ctx);
1183         timings(C2_B233, TIMING_RAND_PT, ctx);
1184         timings(C2_B233, TIMING_SIMUL, ctx);
1185         timings(C2_K283, TIMING_BASE_PT, ctx);
1186         timings(C2_K283, TIMING_RAND_PT, ctx);
1187         timings(C2_K283, TIMING_SIMUL, ctx);
1188         timings(C2_B283, TIMING_BASE_PT, ctx);
1189         timings(C2_B283, TIMING_RAND_PT, ctx);
1190         timings(C2_B283, TIMING_SIMUL, ctx);
1191         timings(C2_K409, TIMING_BASE_PT, ctx);
1192         timings(C2_K409, TIMING_RAND_PT, ctx);
1193         timings(C2_K409, TIMING_SIMUL, ctx);
1194         timings(C2_B409, TIMING_BASE_PT, ctx);
1195         timings(C2_B409, TIMING_RAND_PT, ctx);
1196         timings(C2_B409, TIMING_SIMUL, ctx);
1197         timings(C2_K571, TIMING_BASE_PT, ctx);
1198         timings(C2_K571, TIMING_RAND_PT, ctx);
1199         timings(C2_K571, TIMING_SIMUL, ctx);
1200         timings(C2_B571, TIMING_BASE_PT, ctx);
1201         timings(C2_B571, TIMING_RAND_PT, ctx);
1202         timings(C2_B571, TIMING_SIMUL, ctx);
1203 #endif
1204
1205
1206         if (ctx)
1207                 BN_CTX_free(ctx);
1208         BN_free(p); BN_free(a); BN_free(b);
1209         EC_GROUP_free(group);
1210         EC_POINT_free(P);
1211         EC_POINT_free(Q);
1212         EC_POINT_free(R);
1213         BN_free(x); BN_free(y); BN_free(z); BN_free(cof);
1214
1215         if (C2_K163) EC_GROUP_free(C2_K163);
1216         if (C2_B163) EC_GROUP_free(C2_B163);
1217         if (C2_K233) EC_GROUP_free(C2_K233);
1218         if (C2_B233) EC_GROUP_free(C2_B233);
1219         if (C2_K283) EC_GROUP_free(C2_K283);
1220         if (C2_B283) EC_GROUP_free(C2_B283);
1221         if (C2_K409) EC_GROUP_free(C2_K409);
1222         if (C2_B409) EC_GROUP_free(C2_B409);
1223         if (C2_K571) EC_GROUP_free(C2_K571);
1224         if (C2_B571) EC_GROUP_free(C2_B571);
1225
1226         }
1227
1228 void internal_curve_test(void)
1229         {
1230         EC_builtin_curve *curves = NULL;
1231         size_t crv_len = 0, n = 0;
1232         int    ok = 1;
1233
1234         crv_len = EC_get_builtin_curves(NULL, 0);
1235
1236         curves = OPENSSL_malloc(sizeof(EC_builtin_curve) * crv_len);
1237
1238         if (curves == NULL)
1239                 return;
1240
1241         if (!EC_get_builtin_curves(curves, crv_len))
1242                 {
1243                 OPENSSL_free(curves);
1244                 return;
1245                 }
1246
1247         fprintf(stdout, "testing internal curves: ");
1248                 
1249         for (n = 0; n < crv_len; n++)
1250                 {
1251                 EC_GROUP *group = NULL;
1252                 int nid = curves[n].nid;
1253                 if ((group = EC_GROUP_new_by_nid(nid)) == NULL)
1254                         {
1255                         ok = 0;
1256                         fprintf(stdout, "\nEC_GROUP_new_by_nid() failed with"
1257                                 " curve %s\n", OBJ_nid2sn(nid));
1258                         /* try next curve */
1259                         continue;
1260                         }
1261                 if (!EC_GROUP_check(group, NULL))
1262                         {
1263                         ok = 0;
1264                         fprintf(stdout, "\nEC_GROUP_check() failed with"
1265                                 " curve %s\n", OBJ_nid2sn(nid));
1266                         EC_GROUP_free(group);
1267                         /* try the next curve */
1268                         continue;
1269                         }
1270                 fprintf(stdout, ".");
1271                 fflush(stdout);
1272                 EC_GROUP_free(group);
1273                 }
1274         if (ok)
1275                 fprintf(stdout, " ok\n");
1276         else
1277                 fprintf(stdout, " failed\n");
1278         OPENSSL_free(curves);
1279         return;
1280         }
1281
1282 static const char rnd_seed[] = "string to make the random number generator think it has entropy";
1283
1284 int main(int argc, char *argv[])
1285         {       
1286         
1287         /* enable memory leak checking unless explicitly disabled */
1288         if (!((getenv("OPENSSL_DEBUG_MEMORY") != NULL) && (0 == strcmp(getenv("OPENSSL_DEBUG_MEMORY"), "off"))))
1289                 {
1290                 CRYPTO_malloc_debug_init();
1291                 CRYPTO_set_mem_debug_options(V_CRYPTO_MDEBUG_ALL);
1292                 }
1293         else
1294                 {
1295                 /* OPENSSL_DEBUG_MEMORY=off */
1296                 CRYPTO_set_mem_debug_functions(0, 0, 0, 0, 0);
1297                 }
1298         CRYPTO_mem_ctrl(CRYPTO_MEM_CHECK_ON);
1299         ERR_load_crypto_strings();
1300
1301         RAND_seed(rnd_seed, sizeof rnd_seed); /* or BN_generate_prime may fail */
1302
1303         prime_field_tests();
1304         puts("");
1305         char2_field_tests();
1306         /* test the internal curves */
1307         internal_curve_test();
1308
1309 #ifndef OPENSSL_NO_ENGINE
1310         ENGINE_cleanup();
1311 #endif
1312         CRYPTO_cleanup_all_ex_data();
1313         ERR_free_strings();
1314         ERR_remove_state(0);
1315         CRYPTO_mem_leaks_fp(stderr);
1316         
1317         return 0;
1318         }
1319 #endif