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