crypto/rand/md_rand.c

   1 /* crypto/rand/md_rand.c */
   2 /* Copyright (C) 1995-1998 Eric Young (eay@cryptsoft.com)
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * This package is an SSL implementation written
   6  * by Eric Young (eay@cryptsoft.com).
   7  * The implementation was written so as to conform with Netscapes SSL.
   8  *
   9  * This library is free for commercial and non-commercial use as long as
  10  * the following conditions are aheared to.  The following conditions
  11  * apply to all code found in this distribution, be it the RC4, RSA,
  12  * lhash, DES, etc., code; not just the SSL code.  The SSL documentation
  13  * included with this distribution is covered by the same copyright terms
  14  * except that the holder is Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com).
  15  *
  16  * Copyright remains Eric Young's, and as such any Copyright notices in
  17  * the code are not to be removed.
  18  * If this package is used in a product, Eric Young should be given attribution
  19  * as the author of the parts of the library used.
  20  * This can be in the form of a textual message at program startup or
  21  * in documentation (online or textual) provided with the package.
  22  *
  23  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  24  * modification, are permitted provided that the following conditions
  25  * are met:
  26  * 1. Redistributions of source code must retain the copyright
  27  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  28  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  29  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  30  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  31  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  32  *    must display the following acknowledgement:
  33  *    "This product includes cryptographic software written by
  34  *     Eric Young (eay@cryptsoft.com)"
  35  *    The word 'cryptographic' can be left out if the rouines from the library
  36  *    being used are not cryptographic related :-).
  37  * 4. If you include any Windows specific code (or a derivative thereof) from
  38  *    the apps directory (application code) you must include an acknowledgement:
  39  *    "This product includes software written by Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com)"
  40  *
  41  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY ERIC YOUNG ``AS IS'' AND
  42  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  43  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  44  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  45  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  46  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  47  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  48  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  49  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  50  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  51  * SUCH DAMAGE.
  52  *
  53  * The licence and distribution terms for any publically available version or
  54  * derivative of this code cannot be changed.  i.e. this code cannot simply be
  55  * copied and put under another distribution licence
  56  * [including the GNU Public Licence.]
  57  */
  58
  59 #include <stdio.h>
  60 #include <time.h>
  61 #include <string.h>
  62
  63 #include "openssl/e_os.h"
  64
  65 #include <openssl/crypto.h>
  66
  67 #if !defined(USE_MD5_RAND) && !defined(USE_SHA1_RAND) && !defined(USE_MDC2_RAND) && !defined(USE_MD2_RAND)
  68 #if !defined(NO_SHA) && !defined(NO_SHA1)
  69 #define USE_SHA1_RAND
  70 #elif !defined(NO_MD5)
  71 #define USE_MD5_RAND
  72 #elif !defined(NO_MDC2) && !defined(NO_DES)
  73 #define USE_MDC2_RAND
  74 #elif !defined(NO_MD2)
  75 #define USE_MD2_RAND
  76 #else
  77 #error No message digest algorithm available
  78 #endif
  79 #endif
  80
  81 /* Changed how the state buffer used.  I now attempt to 'wrap' such
  82  * that I don't run over the same locations the next time  go through
  83  * the 1023 bytes - many thanks to
  84  * Robert J. LeBlanc <rjl@renaissoft.com> for his comments
  85  */
  86
  87 #if defined(USE_MD5_RAND)
  88 #include <openssl/md5.h>
  89 #define MD_DIGEST_LENGTH        MD5_DIGEST_LENGTH
  90 #define MD_CTX                  MD5_CTX
  91 #define MD_Init(a)              MD5_Init(a)
  92 #define MD_Update(a,b,c)        MD5_Update(a,b,c)
  93 #define MD_Final(a,b)           MD5_Final(a,b)
  94 #define MD(a,b,c)               MD5(a,b,c)
  95 #elif defined(USE_SHA1_RAND)
  96 #include <openssl/sha.h>
  97 #define MD_DIGEST_LENGTH        SHA_DIGEST_LENGTH
  98 #define MD_CTX                  SHA_CTX
  99 #define MD_Init(a)              SHA1_Init(a)
 100 #define MD_Update(a,b,c)        SHA1_Update(a,b,c)
 101 #define MD_Final(a,b)           SHA1_Final(a,b)
 102 #define MD(a,b,c)               SHA1(a,b,c)
 103 #elif defined(USE_MDC2_RAND)
 104 #include <openssl/mdc2.h>
 105 #define MD_DIGEST_LENGTH        MDC2_DIGEST_LENGTH
 106 #define MD_CTX                  MDC2_CTX
 107 #define MD_Init(a)              MDC2_Init(a)
 108 #define MD_Update(a,b,c)        MDC2_Update(a,b,c)
 109 #define MD_Final(a,b)           MDC2_Final(a,b)
 110 #define MD(a,b,c)               MDC2(a,b,c)
 111 #elif defined(USE_MD2_RAND)
 112 #include <openssl/md2.h>
 113 #define MD_DIGEST_LENGTH        MD2_DIGEST_LENGTH
 114 #define MD_CTX                  MD2_CTX
 115 #define MD_Init(a)              MD2_Init(a)
 116 #define MD_Update(a,b,c)        MD2_Update(a,b,c)
 117 #define MD_Final(a,b)           MD2_Final(a,b)
 118 #define MD(a,b,c)               MD2(a,b,c)
 119 #endif
 120
 121 #include <openssl/rand.h>
 122
 123 /* #define NORAND       1 */
 124 /* #define PREDICT      1 */
 125
 126 #define STATE_SIZE      1023
 127 static int state_num=0,state_index=0;
 128 static unsigned char state[STATE_SIZE+MD_DIGEST_LENGTH];
 129 static unsigned char md[MD_DIGEST_LENGTH];
 130 static long md_count[2]={0,0};
 131
 132 const char *RAND_version="RAND" OPENSSL_VERSION_PTEXT;
 133
 134 static void ssleay_rand_cleanup(void);
 135 static void ssleay_rand_seed(const void *buf, int num);
 136 static void ssleay_rand_bytes(unsigned char *buf, int num);
 137
 138 RAND_METHOD rand_ssleay_meth={
 139         ssleay_rand_seed,
 140         ssleay_rand_bytes,
 141         ssleay_rand_cleanup,
 142         };
 143
 144 RAND_METHOD *RAND_SSLeay(void)
 145         {
 146         return(&rand_ssleay_meth);
 147         }
 148
 149 static void ssleay_rand_cleanup(void)
 150         {
 151         memset(state,0,sizeof(state));
 152         state_num=0;
 153         state_index=0;
 154         memset(md,0,MD_DIGEST_LENGTH);
 155         md_count[0]=0;
 156         md_count[1]=0;
 157         }
 158
 159 static void ssleay_rand_seed(const void *buf, int num)
 160         {
 161         int i,j,k,st_idx,st_num;
 162         MD_CTX m;
 163
 164 #ifdef NORAND
 165         return;
 166 #endif
 167
 168         CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 169         st_idx=state_index;
 170         st_num=state_num;
 171
 172         state_index=(state_index+num);
 173         if (state_index >= STATE_SIZE)
 174                 {
 175                 state_index%=STATE_SIZE;
 176                 state_num=STATE_SIZE;
 177                 }
 178         else if (state_num < STATE_SIZE)
 179                 {
 180                 if (state_index > state_num)
 181                         state_num=state_index;
 182                 }
 183         CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 184
 185         for (i=0; i<num; i+=MD_DIGEST_LENGTH)
 186                 {
 187                 j=(num-i);
 188                 j=(j > MD_DIGEST_LENGTH)?MD_DIGEST_LENGTH:j;
 189
 190                 MD_Init(&m);
 191                 MD_Update(&m,md,MD_DIGEST_LENGTH);
 192                 k=(st_idx+j)-STATE_SIZE;
 193                 if (k > 0)
 194                         {
 195                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j-k);
 196                         MD_Update(&m,&(state[0]),k);
 197                         }
 198                 else
 199                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j);
 200
 201                 MD_Update(&m,buf,j);
 202                 MD_Update(&m,(unsigned char *)&(md_count[0]),sizeof(md_count));
 203                 MD_Final(md,&m);
 204                 md_count[1]++;
 205
 206                 buf=(const char *)buf + j;
 207
 208                 for (k=0; k<j; k++)
 209                         {
 210                         state[st_idx++]^=md[k];
 211                         if (st_idx >= STATE_SIZE)
 212                                 {
 213                                 st_idx=0;
 214                                 st_num=STATE_SIZE;
 215                                 }
 216                         }
 217                 }
 218         memset((char *)&m,0,sizeof(m));
 219         }
 220
 221 static void ssleay_rand_bytes(unsigned char *buf, int num)
 222         {
 223         int i,j,k,st_num,st_idx;
 224         MD_CTX m;
 225         static int init=1;
 226         unsigned long l;
 227 #ifdef DEVRANDOM
 228         FILE *fh;
 229 #endif
 230
 231 #ifdef PREDICT
 232         {
 233         static unsigned char val=0;
 234
 235         for (i=0; i<num; i++)
 236                 buf[i]=val++;
 237         return;
 238         }
 239 #endif
 240
 241         CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 242
 243         if (init)
 244                 {
 245                 CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 246                 /* put in some default random data, we need more than
 247                  * just this */
 248                 RAND_seed(&m,sizeof(m));
 249 #ifndef MSDOS
 250                 l=getpid();
 251                 RAND_seed(&l,sizeof(l));
 252                 l=getuid();
 253                 RAND_seed(&l,sizeof(l));
 254 #endif
 255                 l=time(NULL);
 256                 RAND_seed(&l,sizeof(l));
 257
 258 /* #ifdef DEVRANDOM */
 259                 /*
 260                  * Use a random entropy pool device.
 261                  * Linux 1.3.x and FreeBSD-Current has
 262                  * this. Use /dev/urandom if you can
 263                  * as /dev/random will block if it runs out
 264                  * of random entries.
 265                  */
 266                 if ((fh = fopen(DEVRANDOM, "r")) != NULL)
 267                         {
 268                         unsigned char tmpbuf[32];
 269
 270                         fread((unsigned char *)tmpbuf,1,32,fh);
 271                         /* we don't care how many bytes we read,
 272                          * we will just copy the 'stack' if there is
 273                          * nothing else :-) */
 274                         fclose(fh);
 275                         RAND_seed(tmpbuf,32);
 276                         memset(tmpbuf,0,32);
 277                         }
 278 /* #endif */
 279 #ifdef PURIFY
 280                 memset(state,0,STATE_SIZE);
 281                 memset(md,0,MD_DIGEST_LENGTH);
 282 #endif
 283                 CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 284                 init=0;
 285                 }
 286
 287         st_idx=state_index;
 288         st_num=state_num;
 289         state_index+=num;
 290         if (state_index > state_num)
 291                 state_index=(state_index%state_num);
 292
 293         CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 294
 295         while (num > 0)
 296                 {
 297                 j=(num >= MD_DIGEST_LENGTH/2)?MD_DIGEST_LENGTH/2:num;
 298                 num-=j;
 299                 MD_Init(&m);
 300                 MD_Update(&m,&(md[MD_DIGEST_LENGTH/2]),MD_DIGEST_LENGTH/2);
 301                 MD_Update(&m,(unsigned char *)&(md_count[0]),sizeof(md_count));
 302 #ifndef PURIFY
 303                 MD_Update(&m,buf,j); /* purify complains */
 304 #endif
 305                 k=(st_idx+j)-st_num;
 306                 if (k > 0)
 307                         {
 308                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j-k);
 309                         MD_Update(&m,&(state[0]),k);
 310                         }
 311                 else
 312                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j);
 313                 MD_Final(md,&m);
 314
 315                 for (i=0; i<j; i++)
 316                         {
 317                         if (st_idx >= st_num)
 318                                 st_idx=0;
 319                         state[st_idx++]^=md[i];
 320                         *(buf++)=md[i+MD_DIGEST_LENGTH/2];
 321                         }
 322                 }
 323
 324         MD_Init(&m);
 325         MD_Update(&m,(unsigned char *)&(md_count[0]),sizeof(md_count));
 326         md_count[0]++;
 327         MD_Update(&m,md,MD_DIGEST_LENGTH);
 328         MD_Final(md,&m);
 329         memset(&m,0,sizeof(m));
 330         }
 331
 332 #ifdef WINDOWS
 333 #include <windows.h>
 334 #include <openssl/rand.h>
 335
 336 /*****************************************************************************
 337  * Initialisation function for the SSL random generator.  Takes the contents
 338  * of the screen as random seed.
 339  *
 340  * Created 960901 by Gertjan van Oosten, gertjan@West.NL, West Consulting B.V.
 341  *
 342  * Code adapted from
 343  * <URL:http://www.microsoft.com/kb/developr/win_dk/q97193.htm>;
 344  * the original copyright message is:
 345  *
 346  *   (C) Copyright Microsoft Corp. 1993.  All rights reserved.
 347  *
 348  *   You have a royalty-free right to use, modify, reproduce and
 349  *   distribute the Sample Files (and/or any modified version) in
 350  *   any way you find useful, provided that you agree that
 351  *   Microsoft has no warranty obligations or liability for any
 352  *   Sample Application Files which are modified.
 353  */
 354 /*
 355  * I have modified the loading of bytes via RAND_seed() mechanism since
 356  * the origional would have been very very CPU intensive since RAND_seed()
 357  * does an MD5 per 16 bytes of input.  The cost to digest 16 bytes is the same
 358  * as that to digest 56 bytes.  So under the old system, a screen of
 359  * 1024*768*256 would have been CPU cost of approximatly 49,000 56 byte MD5
 360  * digests or digesting 2.7 mbytes.  What I have put in place would
 361  * be 48 16k MD5 digests, or efectivly 48*16+48 MD5 bytes or 816 kbytes
 362  * or about 3.5 times as much.
 363  * - eric
 364  */
 365 void RAND_screen(void)
 366 {
 367   HDC           hScrDC;         /* screen DC */
 368   HDC           hMemDC;         /* memory DC */
 369   HBITMAP       hBitmap;        /* handle for our bitmap */
 370   HBITMAP       hOldBitmap;     /* handle for previous bitmap */
 371   BITMAP        bm;             /* bitmap properties */
 372   unsigned int  size;           /* size of bitmap */
 373   char          *bmbits;        /* contents of bitmap */
 374   int           w;              /* screen width */
 375   int           h;              /* screen height */
 376   int           y;              /* y-coordinate of screen lines to grab */
 377   int           n = 16;         /* number of screen lines to grab at a time */
 378
 379   /* Create a screen DC and a memory DC compatible to screen DC */
 380   hScrDC = CreateDC("DISPLAY", NULL, NULL, NULL);
 381   hMemDC = CreateCompatibleDC(hScrDC);
 382
 383   /* Get screen resolution */
 384   w = GetDeviceCaps(hScrDC, HORZRES);
 385   h = GetDeviceCaps(hScrDC, VERTRES);
 386
 387   /* Create a bitmap compatible with the screen DC */
 388   hBitmap = CreateCompatibleBitmap(hScrDC, w, n);
 389
 390   /* Select new bitmap into memory DC */
 391   hOldBitmap = SelectObject(hMemDC, hBitmap);
 392
 393   /* Get bitmap properties */
 394   GetObject(hBitmap, sizeof(BITMAP), (LPSTR)&bm);
 395   size = (unsigned int)bm.bmWidthBytes * bm.bmHeight * bm.bmPlanes;
 396
 397   bmbits = Malloc(size);
 398   if (bmbits) {
 399     /* Now go through the whole screen, repeatedly grabbing n lines */
 400     for (y = 0; y < h-n; y += n)
 401         {
 402         unsigned char md[MD_DIGEST_LENGTH];
 403
 404         /* Bitblt screen DC to memory DC */
 405         BitBlt(hMemDC, 0, 0, w, n, hScrDC, 0, y, SRCCOPY);
 406
 407         /* Copy bitmap bits from memory DC to bmbits */
 408         GetBitmapBits(hBitmap, size, bmbits);
 409
 410         /* Get the MD5 of the bitmap */
 411         MD(bmbits,size,md);
 412
 413         /* Seed the random generator with the MD5 digest */
 414         RAND_seed(md, MD_DIGEST_LENGTH);
 415         }
 416
 417     Free(bmbits);
 418   }
 419
 420   /* Select old bitmap back into memory DC */
 421   hBitmap = SelectObject(hMemDC, hOldBitmap);
 422
 423   /* Clean up */
 424   DeleteObject(hBitmap);
 425   DeleteDC(hMemDC);
 426   DeleteDC(hScrDC);
 427 }
 428 #endif