8ab86080adcb347bb0431678a8ef99eee69e908e
[openssl.git] / 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 <sys/types.h>
61 #include <time.h>
62 #include <string.h>
63 #include <openssl/e_os.h>
64 #include <openssl/crypto.h>
65
66 #if !defined(USE_MD5_RAND) && !defined(USE_SHA1_RAND) && !defined(USE_MDC2_RAND) && !defined(USE_MD2_RAND)
67 #if !defined(NO_SHA) && !defined(NO_SHA1)
68 #define USE_SHA1_RAND
69 #elif !defined(NO_MD5)
70 #define USE_MD5_RAND
71 #elif !defined(NO_MDC2) && !defined(NO_DES)
72 #define USE_MDC2_RAND
73 #elif !defined(NO_MD2)
74 #define USE_MD2_RAND
75 #else
76 #error No message digest algorithm available
77 #endif
78 #endif
79
80 /* Changed how the state buffer used.  I now attempt to 'wrap' such
81  * that I don't run over the same locations the next time  go through
82  * the 1023 bytes - many thanks to
83  * Robert J. LeBlanc <rjl@renaissoft.com> for his comments
84  */
85
86 #if defined(USE_MD5_RAND)
87 #include <openssl/md5.h>
88 #define MD_DIGEST_LENGTH        MD5_DIGEST_LENGTH
89 #define MD_CTX                  MD5_CTX
90 #define MD_Init(a)              MD5_Init(a)
91 #define MD_Update(a,b,c)        MD5_Update(a,b,c)
92 #define MD_Final(a,b)           MD5_Final(a,b)
93 #define MD(a,b,c)               MD5(a,b,c)
94 #elif defined(USE_SHA1_RAND)
95 #include <openssl/sha.h>
96 #define MD_DIGEST_LENGTH        SHA_DIGEST_LENGTH
97 #define MD_CTX                  SHA_CTX
98 #define MD_Init(a)              SHA1_Init(a)
99 #define MD_Update(a,b,c)        SHA1_Update(a,b,c)
100 #define MD_Final(a,b)           SHA1_Final(a,b)
101 #define MD(a,b,c)               SHA1(a,b,c)
102 #elif defined(USE_MDC2_RAND)
103 #include <openssl/mdc2.h>
104 #define MD_DIGEST_LENGTH        MDC2_DIGEST_LENGTH
105 #define MD_CTX                  MDC2_CTX
106 #define MD_Init(a)              MDC2_Init(a)
107 #define MD_Update(a,b,c)        MDC2_Update(a,b,c)
108 #define MD_Final(a,b)           MDC2_Final(a,b)
109 #define MD(a,b,c)               MDC2(a,b,c)
110 #elif defined(USE_MD2_RAND)
111 #include <openssl/md2.h>
112 #define MD_DIGEST_LENGTH        MD2_DIGEST_LENGTH
113 #define MD_CTX                  MD2_CTX
114 #define MD_Init(a)              MD2_Init(a)
115 #define MD_Update(a,b,c)        MD2_Update(a,b,c)
116 #define MD_Final(a,b)           MD2_Final(a,b)
117 #define MD(a,b,c)               MD2(a,b,c)
118 #endif
119
120 #include <openssl/rand.h>
121
122 /* #define NORAND       1 */
123 /* #define PREDICT      1 */
124
125 #define STATE_SIZE      1023
126 static int state_num=0,state_index=0;
127 static unsigned char state[STATE_SIZE+MD_DIGEST_LENGTH];
128 static unsigned char md[MD_DIGEST_LENGTH];
129 static long md_count[2]={0,0};
130
131 const char *RAND_version="RAND" OPENSSL_VERSION_PTEXT;
132
133 static void ssleay_rand_cleanup(void);
134 static void ssleay_rand_seed(const void *buf, int num);
135 static void ssleay_rand_bytes(unsigned char *buf, int num);
136
137 RAND_METHOD rand_ssleay_meth={
138         ssleay_rand_seed,
139         ssleay_rand_bytes,
140         ssleay_rand_cleanup,
141         }; 
142
143 RAND_METHOD *RAND_SSLeay(void)
144         {
145         return(&rand_ssleay_meth);
146         }
147
148 static void ssleay_rand_cleanup(void)
149         {
150         memset(state,0,sizeof(state));
151         state_num=0;
152         state_index=0;
153         memset(md,0,MD_DIGEST_LENGTH);
154         md_count[0]=0;
155         md_count[1]=0;
156         }
157
158 static void ssleay_rand_seed(const void *buf, int num)
159         {
160         int i,j,k,st_idx,st_num;
161         MD_CTX m;
162
163 #ifdef NORAND
164         return;
165 #endif
166
167         CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
168         st_idx=state_index;
169         st_num=state_num;
170
171         state_index=(state_index+num);
172         if (state_index >= STATE_SIZE)
173                 {
174                 state_index%=STATE_SIZE;
175                 state_num=STATE_SIZE;
176                 }
177         else if (state_num < STATE_SIZE)        
178                 {
179                 if (state_index > state_num)
180                         state_num=state_index;
181                 }
182         CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
183
184         for (i=0; i<num; i+=MD_DIGEST_LENGTH)
185                 {
186                 j=(num-i);
187                 j=(j > MD_DIGEST_LENGTH)?MD_DIGEST_LENGTH:j;
188
189                 MD_Init(&m);
190                 MD_Update(&m,md,MD_DIGEST_LENGTH);
191                 k=(st_idx+j)-STATE_SIZE;
192                 if (k > 0)
193                         {
194                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j-k);
195                         MD_Update(&m,&(state[0]),k);
196                         }
197                 else
198                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j);
199                         
200                 MD_Update(&m,buf,j);
201                 MD_Update(&m,(unsigned char *)&(md_count[0]),sizeof(md_count));
202                 MD_Final(md,&m);
203                 md_count[1]++;
204
205                 buf=(const char *)buf + j;
206
207                 for (k=0; k<j; k++)
208                         {
209                         state[st_idx++]^=md[k];
210                         if (st_idx >= STATE_SIZE)
211                                 {
212                                 st_idx=0;
213                                 st_num=STATE_SIZE;
214                                 }
215                         }
216                 }
217         memset((char *)&m,0,sizeof(m));
218         }
219
220 static void ssleay_rand_bytes(unsigned char *buf, int num)
221         {
222         int i,j,k,st_num,st_idx;
223         MD_CTX m;
224         static int init=1;
225         unsigned long l;
226 #ifdef DEVRANDOM
227         FILE *fh;
228 #endif
229
230 #ifdef PREDICT
231         {
232         static unsigned char val=0;
233
234         for (i=0; i<num; i++)
235                 buf[i]=val++;
236         return;
237         }
238 #endif
239
240         CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
241
242         if (init)
243                 {
244                 CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
245                 /* put in some default random data, we need more than
246                  * just this */
247                 RAND_seed(&m,sizeof(m));
248 #ifndef MSDOS
249                 l=getpid();
250                 RAND_seed(&l,sizeof(l));
251                 l=getuid();
252                 RAND_seed(&l,sizeof(l));
253 #endif
254                 l=time(NULL);
255                 RAND_seed(&l,sizeof(l));
256
257 /* #ifdef DEVRANDOM */
258                 /* 
259                  * Use a random entropy pool device.
260                  * Linux 1.3.x and FreeBSD-Current has 
261                  * this. Use /dev/urandom if you can
262                  * as /dev/random will block if it runs out
263                  * of random entries.
264                  */
265                 if ((fh = fopen(DEVRANDOM, "r")) != NULL)
266                         {
267                         unsigned char tmpbuf[32];
268
269                         fread((unsigned char *)tmpbuf,1,32,fh);
270                         /* we don't care how many bytes we read,
271                          * we will just copy the 'stack' if there is
272                          * nothing else :-) */
273                         fclose(fh);
274                         RAND_seed(tmpbuf,32);
275                         memset(tmpbuf,0,32);
276                         }
277 /* #endif */
278 #ifdef PURIFY
279                 memset(state,0,STATE_SIZE);
280                 memset(md,0,MD_DIGEST_LENGTH);
281 #endif
282                 CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
283                 init=0;
284                 }
285
286         st_idx=state_index;
287         st_num=state_num;
288         state_index+=num;
289         if (state_index > state_num)
290                 state_index=(state_index%state_num);
291
292         CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
293
294         while (num > 0)
295                 {
296                 j=(num >= MD_DIGEST_LENGTH/2)?MD_DIGEST_LENGTH/2:num;
297                 num-=j;
298                 MD_Init(&m);
299                 MD_Update(&m,&(md[MD_DIGEST_LENGTH/2]),MD_DIGEST_LENGTH/2);
300                 MD_Update(&m,(unsigned char *)&(md_count[0]),sizeof(md_count));
301 #ifndef PURIFY
302                 MD_Update(&m,buf,j); /* purify complains */
303 #endif
304                 k=(st_idx+j)-st_num;
305                 if (k > 0)
306                         {
307                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j-k);
308                         MD_Update(&m,&(state[0]),k);
309                         }
310                 else
311                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j);
312                 MD_Final(md,&m);
313
314                 for (i=0; i<j; i++)
315                         {
316                         if (st_idx >= st_num)
317                                 st_idx=0;
318                         state[st_idx++]^=md[i];
319                         *(buf++)=md[i+MD_DIGEST_LENGTH/2];
320                         }
321                 }
322
323         MD_Init(&m);
324         MD_Update(&m,(unsigned char *)&(md_count[0]),sizeof(md_count));
325         md_count[0]++;
326         MD_Update(&m,md,MD_DIGEST_LENGTH);
327         MD_Final(md,&m);
328         memset(&m,0,sizeof(m));
329         }
330
331 #ifdef WINDOWS
332 #include <windows.h>
333 #include <openssl/rand.h>
334
335 /*****************************************************************************
336  * Initialisation function for the SSL random generator.  Takes the contents
337  * of the screen as random seed.
338  *
339  * Created 960901 by Gertjan van Oosten, gertjan@West.NL, West Consulting B.V.
340  *
341  * Code adapted from
342  * <URL:http://www.microsoft.com/kb/developr/win_dk/q97193.htm>;
343  * the original copyright message is:
344  *
345  *   (C) Copyright Microsoft Corp. 1993.  All rights reserved.
346  *
347  *   You have a royalty-free right to use, modify, reproduce and
348  *   distribute the Sample Files (and/or any modified version) in
349  *   any way you find useful, provided that you agree that
350  *   Microsoft has no warranty obligations or liability for any
351  *   Sample Application Files which are modified.
352  */
353 /*
354  * I have modified the loading of bytes via RAND_seed() mechanism since
355  * the origional would have been very very CPU intensive since RAND_seed()
356  * does an MD5 per 16 bytes of input.  The cost to digest 16 bytes is the same
357  * as that to digest 56 bytes.  So under the old system, a screen of
358  * 1024*768*256 would have been CPU cost of approximatly 49,000 56 byte MD5
359  * digests or digesting 2.7 mbytes.  What I have put in place would
360  * be 48 16k MD5 digests, or efectivly 48*16+48 MD5 bytes or 816 kbytes
361  * or about 3.5 times as much.
362  * - eric 
363  */
364 void RAND_screen(void)
365 {
366   HDC           hScrDC;         /* screen DC */
367   HDC           hMemDC;         /* memory DC */
368   HBITMAP       hBitmap;        /* handle for our bitmap */
369   HBITMAP       hOldBitmap;     /* handle for previous bitmap */
370   BITMAP        bm;             /* bitmap properties */
371   unsigned int  size;           /* size of bitmap */
372   char          *bmbits;        /* contents of bitmap */
373   int           w;              /* screen width */
374   int           h;              /* screen height */
375   int           y;              /* y-coordinate of screen lines to grab */
376   int           n = 16;         /* number of screen lines to grab at a time */
377
378   /* Create a screen DC and a memory DC compatible to screen DC */
379   hScrDC = CreateDC("DISPLAY", NULL, NULL, NULL);
380   hMemDC = CreateCompatibleDC(hScrDC);
381
382   /* Get screen resolution */
383   w = GetDeviceCaps(hScrDC, HORZRES);
384   h = GetDeviceCaps(hScrDC, VERTRES);
385
386   /* Create a bitmap compatible with the screen DC */
387   hBitmap = CreateCompatibleBitmap(hScrDC, w, n);
388
389   /* Select new bitmap into memory DC */
390   hOldBitmap = SelectObject(hMemDC, hBitmap);
391
392   /* Get bitmap properties */
393   GetObject(hBitmap, sizeof(BITMAP), (LPSTR)&bm);
394   size = (unsigned int)bm.bmWidthBytes * bm.bmHeight * bm.bmPlanes;
395
396   bmbits = Malloc(size);
397   if (bmbits) {
398     /* Now go through the whole screen, repeatedly grabbing n lines */
399     for (y = 0; y < h-n; y += n)
400         {
401         unsigned char md[MD_DIGEST_LENGTH];
402
403         /* Bitblt screen DC to memory DC */
404         BitBlt(hMemDC, 0, 0, w, n, hScrDC, 0, y, SRCCOPY);
405
406         /* Copy bitmap bits from memory DC to bmbits */
407         GetBitmapBits(hBitmap, size, bmbits);
408
409         /* Get the MD5 of the bitmap */
410         MD(bmbits,size,md);
411
412         /* Seed the random generator with the MD5 digest */
413         RAND_seed(md, MD_DIGEST_LENGTH);
414         }
415
416     Free(bmbits);
417   }
418
419   /* Select old bitmap back into memory DC */
420   hBitmap = SelectObject(hMemDC, hOldBitmap);
421
422   /* Clean up */
423   DeleteObject(hBitmap);
424   DeleteDC(hMemDC);
425   DeleteDC(hScrDC);
426 }
427 #endif