crypto/ecdh/ecdhtest.c

   1 /* crypto/ecdh/ecdhtest.c */
   2 /* ====================================================================
   3  * Copyright 2002 Sun Microsystems, Inc. ALL RIGHTS RESERVED.
   4  *
   5  * The Elliptic Curve Public-Key Crypto Library (ECC Code) included
   6  * herein is developed by SUN MICROSYSTEMS, INC., and is contributed
   7  * to the OpenSSL project.
   8  *
   9  * The ECC Code is licensed pursuant to the OpenSSL open source
  10  * license provided below.
  11  *
  12  * The ECDH software is originally written by Douglas Stebila of
  13  * Sun Microsystems Laboratories.
  14  *
  15  */
  16 /* ====================================================================
  17  * Copyright (c) 1998-2003 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
  18  *
  19  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  20  * modification, are permitted provided that the following conditions
  21  * are met:
  22  *
  23  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  24  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  25  *
  26  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  27  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  28  *    the documentation and/or other materials provided with the
  29  *    distribution.
  30  *
  31  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
  32  *    software must display the following acknowledgment:
  33  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  34  *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.openssl.org/)"
  35  *
  36  * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
  37  *    endorse or promote products derived from this software without
  38  *    prior written permission. For written permission, please contact
  39  *    openssl-core@openssl.org.
  40  *
  41  * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
  42  *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
  43  *    permission of the OpenSSL Project.
  44  *
  45  * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
  46  *    acknowledgment:
  47  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  48  *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.openssl.org/)"
  49  *
  50  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
  51  * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  52  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  53  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
  54  * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  55  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  56  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  57  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  58  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
  59  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
  60  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
  61  * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  62  * ====================================================================
  63  *
  64  * This product includes cryptographic software written by Eric Young
  65  * (eay@cryptsoft.com).  This product includes software written by Tim
  66  * Hudson (tjh@cryptsoft.com).
  67  *
  68  */
  69
  70 #include <stdio.h>
  71 #include <stdlib.h>
  72 #include <string.h>
  73
  74 #include "../e_os.h"
  75
  76 #include <openssl/opensslconf.h> /* for OPENSSL_NO_ECDH */
  77 #include <openssl/crypto.h>
  78 #include <openssl/bio.h>
  79 #include <openssl/bn.h>
  80 #include <openssl/objects.h>
  81 #include <openssl/rand.h>
  82 #include <openssl/sha.h>
  83 #include <openssl/err.h>
  84
  85 #ifdef OPENSSL_NO_ECDH
  86 int main(int argc, char *argv[])
  87 {
  88     printf("No ECDH support\n");
  89     return (0);
  90 }
  91 #else
  92 # include <openssl/ec.h>
  93 # include <openssl/ecdh.h>
  94
  95 # ifdef OPENSSL_SYS_WIN16
  96 #  define MS_CALLBACK     _far _loadds
  97 # else
  98 #  define MS_CALLBACK
  99 # endif
 100
 101 # if 0
 102 static void MS_CALLBACK cb(int p, int n, void *arg);
 103 # endif
 104
 105 static const char rnd_seed[] =
 106     "string to make the random number generator think it has entropy";
 107
 108 static const int KDF1_SHA1_len = 20;
 109 static void *KDF1_SHA1(const void *in, size_t inlen, void *out,
 110                        size_t *outlen)
 111 {
 112 # ifndef OPENSSL_NO_SHA
 113     if (*outlen < SHA_DIGEST_LENGTH)
 114         return NULL;
 115     else
 116         *outlen = SHA_DIGEST_LENGTH;
 117     return SHA1(in, inlen, out);
 118 # else
 119     return NULL;
 120 # endif
 121 }
 122
 123 static int test_ecdh_curve(int nid, const char *text, BN_CTX *ctx, BIO *out)
 124 {
 125     EC_KEY *a = NULL;
 126     EC_KEY *b = NULL;
 127     BIGNUM *x_a = NULL, *y_a = NULL, *x_b = NULL, *y_b = NULL;
 128     char buf[12];
 129     unsigned char *abuf = NULL, *bbuf = NULL;
 130     int i, alen, blen, aout, bout, ret = 0;
 131     const EC_GROUP *group;
 132
 133     a = EC_KEY_new_by_curve_name(nid);
 134     b = EC_KEY_new_by_curve_name(nid);
 135     if (a == NULL || b == NULL)
 136         goto err;
 137
 138     group = EC_KEY_get0_group(a);
 139
 140     if ((x_a = BN_new()) == NULL)
 141         goto err;
 142     if ((y_a = BN_new()) == NULL)
 143         goto err;
 144     if ((x_b = BN_new()) == NULL)
 145         goto err;
 146     if ((y_b = BN_new()) == NULL)
 147         goto err;
 148
 149     BIO_puts(out, "Testing key generation with ");
 150     BIO_puts(out, text);
 151 # ifdef NOISY
 152     BIO_puts(out, "\n");
 153 # else
 154     (void)BIO_flush(out);
 155 # endif
 156
 157     if (!EC_KEY_generate_key(a))
 158         goto err;
 159
 160     if (EC_METHOD_get_field_type(EC_GROUP_method_of(group)) ==
 161         NID_X9_62_prime_field) {
 162         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp
 163             (group, EC_KEY_get0_public_key(a), x_a, y_a, ctx))
 164             goto err;
 165     } else {
 166         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GF2m(group,
 167                                                   EC_KEY_get0_public_key(a),
 168                                                   x_a, y_a, ctx))
 169             goto err;
 170     }
 171 # ifdef NOISY
 172     BIO_puts(out, "  pri 1=");
 173     BN_print(out, a->priv_key);
 174     BIO_puts(out, "\n  pub 1=");
 175     BN_print(out, x_a);
 176     BIO_puts(out, ",");
 177     BN_print(out, y_a);
 178     BIO_puts(out, "\n");
 179 # else
 180     BIO_printf(out, " .");
 181     (void)BIO_flush(out);
 182 # endif
 183
 184     if (!EC_KEY_generate_key(b))
 185         goto err;
 186
 187     if (EC_METHOD_get_field_type(EC_GROUP_method_of(group)) ==
 188         NID_X9_62_prime_field) {
 189         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp
 190             (group, EC_KEY_get0_public_key(b), x_b, y_b, ctx))
 191             goto err;
 192     } else {
 193         if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GF2m(group,
 194                                                   EC_KEY_get0_public_key(b),
 195                                                   x_b, y_b, ctx))
 196             goto err;
 197     }
 198
 199 # ifdef NOISY
 200     BIO_puts(out, "  pri 2=");
 201     BN_print(out, b->priv_key);
 202     BIO_puts(out, "\n  pub 2=");
 203     BN_print(out, x_b);
 204     BIO_puts(out, ",");
 205     BN_print(out, y_b);
 206     BIO_puts(out, "\n");
 207 # else
 208     BIO_printf(out, ".");
 209     (void)BIO_flush(out);
 210 # endif
 211
 212     alen = KDF1_SHA1_len;
 213     abuf = (unsigned char *)OPENSSL_malloc(alen);
 214     aout =
 215         ECDH_compute_key(abuf, alen, EC_KEY_get0_public_key(b), a, KDF1_SHA1);
 216
 217 # ifdef NOISY
 218     BIO_puts(out, "  key1 =");
 219     for (i = 0; i < aout; i++) {
 220         sprintf(buf, "%02X", abuf[i]);
 221         BIO_puts(out, buf);
 222     }
 223     BIO_puts(out, "\n");
 224 # else
 225     BIO_printf(out, ".");
 226     (void)BIO_flush(out);
 227 # endif
 228
 229     blen = KDF1_SHA1_len;
 230     bbuf = (unsigned char *)OPENSSL_malloc(blen);
 231     bout =
 232         ECDH_compute_key(bbuf, blen, EC_KEY_get0_public_key(a), b, KDF1_SHA1);
 233
 234 # ifdef NOISY
 235     BIO_puts(out, "  key2 =");
 236     for (i = 0; i < bout; i++) {
 237         sprintf(buf, "%02X", bbuf[i]);
 238         BIO_puts(out, buf);
 239     }
 240     BIO_puts(out, "\n");
 241 # else
 242     BIO_printf(out, ".");
 243     (void)BIO_flush(out);
 244 # endif
 245
 246     if ((aout < 4) || (bout != aout) || (memcmp(abuf, bbuf, aout) != 0)) {
 247 # ifndef NOISY
 248         BIO_printf(out, " failed\n\n");
 249         BIO_printf(out, "key a:\n");
 250         BIO_printf(out, "private key: ");
 251         BN_print(out, EC_KEY_get0_private_key(a));
 252         BIO_printf(out, "\n");
 253         BIO_printf(out, "public key (x,y): ");
 254         BN_print(out, x_a);
 255         BIO_printf(out, ",");
 256         BN_print(out, y_a);
 257         BIO_printf(out, "\nkey b:\n");
 258         BIO_printf(out, "private key: ");
 259         BN_print(out, EC_KEY_get0_private_key(b));
 260         BIO_printf(out, "\n");
 261         BIO_printf(out, "public key (x,y): ");
 262         BN_print(out, x_b);
 263         BIO_printf(out, ",");
 264         BN_print(out, y_b);
 265         BIO_printf(out, "\n");
 266         BIO_printf(out, "generated key a: ");
 267         for (i = 0; i < bout; i++) {
 268             sprintf(buf, "%02X", bbuf[i]);
 269             BIO_puts(out, buf);
 270         }
 271         BIO_printf(out, "\n");
 272         BIO_printf(out, "generated key b: ");
 273         for (i = 0; i < aout; i++) {
 274             sprintf(buf, "%02X", abuf[i]);
 275             BIO_puts(out, buf);
 276         }
 277         BIO_printf(out, "\n");
 278 # endif
 279         fprintf(stderr, "Error in ECDH routines\n");
 280         ret = 0;
 281     } else {
 282 # ifndef NOISY
 283         BIO_printf(out, " ok\n");
 284 # endif
 285         ret = 1;
 286     }
 287  err:
 288     ERR_print_errors_fp(stderr);
 289
 290     if (abuf != NULL)
 291         OPENSSL_free(abuf);
 292     if (bbuf != NULL)
 293         OPENSSL_free(bbuf);
 294     if (x_a)
 295         BN_free(x_a);
 296     if (y_a)
 297         BN_free(y_a);
 298     if (x_b)
 299         BN_free(x_b);
 300     if (y_b)
 301         BN_free(y_b);
 302     if (b)
 303         EC_KEY_free(b);
 304     if (a)
 305         EC_KEY_free(a);
 306     return (ret);
 307 }
 308
 309 int main(int argc, char *argv[])
 310 {
 311     BN_CTX *ctx = NULL;
 312     int ret = 1;
 313     BIO *out;
 314
 315     CRYPTO_malloc_debug_init();
 316     CRYPTO_dbg_set_options(V_CRYPTO_MDEBUG_ALL);
 317     CRYPTO_mem_ctrl(CRYPTO_MEM_CHECK_ON);
 318
 319 # ifdef OPENSSL_SYS_WIN32
 320     CRYPTO_malloc_init();
 321 # endif
 322
 323     RAND_seed(rnd_seed, sizeof rnd_seed);
 324
 325     out = BIO_new(BIO_s_file());
 326     if (out == NULL)
 327         EXIT(1);
 328     BIO_set_fp(out, stdout, BIO_NOCLOSE);
 329
 330     if ((ctx = BN_CTX_new()) == NULL)
 331         goto err;
 332
 333     /* NIST PRIME CURVES TESTS */
 334     if (!test_ecdh_curve
 335         (NID_X9_62_prime192v1, "NIST Prime-Curve P-192", ctx, out))
 336         goto err;
 337     if (!test_ecdh_curve(NID_secp224r1, "NIST Prime-Curve P-224", ctx, out))
 338         goto err;
 339     if (!test_ecdh_curve
 340         (NID_X9_62_prime256v1, "NIST Prime-Curve P-256", ctx, out))
 341         goto err;
 342     if (!test_ecdh_curve(NID_secp384r1, "NIST Prime-Curve P-384", ctx, out))
 343         goto err;
 344     if (!test_ecdh_curve(NID_secp521r1, "NIST Prime-Curve P-521", ctx, out))
 345         goto err;
 346     /* NIST BINARY CURVES TESTS */
 347     if (!test_ecdh_curve(NID_sect163k1, "NIST Binary-Curve K-163", ctx, out))
 348         goto err;
 349     if (!test_ecdh_curve(NID_sect163r2, "NIST Binary-Curve B-163", ctx, out))
 350         goto err;
 351     if (!test_ecdh_curve(NID_sect233k1, "NIST Binary-Curve K-233", ctx, out))
 352         goto err;
 353     if (!test_ecdh_curve(NID_sect233r1, "NIST Binary-Curve B-233", ctx, out))
 354         goto err;
 355     if (!test_ecdh_curve(NID_sect283k1, "NIST Binary-Curve K-283", ctx, out))
 356         goto err;
 357     if (!test_ecdh_curve(NID_sect283r1, "NIST Binary-Curve B-283", ctx, out))
 358         goto err;
 359     if (!test_ecdh_curve(NID_sect409k1, "NIST Binary-Curve K-409", ctx, out))
 360         goto err;
 361     if (!test_ecdh_curve(NID_sect409r1, "NIST Binary-Curve B-409", ctx, out))
 362         goto err;
 363     if (!test_ecdh_curve(NID_sect571k1, "NIST Binary-Curve K-571", ctx, out))
 364         goto err;
 365     if (!test_ecdh_curve(NID_sect571r1, "NIST Binary-Curve B-571", ctx, out))
 366         goto err;
 367
 368     ret = 0;
 369
 370  err:
 371     ERR_print_errors_fp(stderr);
 372     if (ctx)
 373         BN_CTX_free(ctx);
 374     BIO_free(out);
 375     CRYPTO_cleanup_all_ex_data();
 376     ERR_remove_state(0);
 377     CRYPTO_mem_leaks_fp(stderr);
 378     EXIT(ret);
 379     return (ret);
 380 }
 381
 382 # if 0
 383 static void MS_CALLBACK cb(int p, int n, void *arg)
 384 {
 385     char c = '*';
 386
 387     if (p == 0)
 388         c = '.';
 389     if (p == 1)
 390         c = '+';
 391     if (p == 2)
 392         c = '*';
 393     if (p == 3)
 394         c = '\n';
 395     BIO_write((BIO *)arg, &c, 1);
 396     (void)BIO_flush((BIO *)arg);
 397 #  ifdef LINT
 398     p = n;
 399 #  endif
 400 }
 401 # endif
 402 #endif