Reduce header dependencies.
[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 "e_os.h"
64 #include "crypto.h"
65
66 #if !defined(USE_MD5_RAND) && !defined(USE_SHA1_RAND) && !defined(USE_MDC2_RAND) && !defined(USE_MD2_RAND)
67 #ifndef NO_MD5
68 #define USE_MD5_RAND
69 #elif !defined(NO_SHA1)
70 #define USE_SHA1_RAND
71 #elif !defined(NO_MDC2)
72 #define USE_MDC2_RAND
73 #elif !defined(NO_MD2)
74 #define USE_MD2_RAND
75 #else
76 We need a message digest of some type 
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 "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 "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 "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 "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 "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 char *RAND_version="RAND part of OpenSSL 0.9.2 31-Dec-1998";
132
133 static void ssleay_rand_cleanup(void);
134 static void ssleay_rand_seed(unsigned char *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()
144         {
145         return(&rand_ssleay_meth);
146         }
147
148 static void ssleay_rand_cleanup()
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(buf,num)
159 unsigned char *buf;
160 int num;
161         {
162         int i,j,k,st_idx,st_num;
163         MD_CTX m;
164
165 #ifdef NORAND
166         return;
167 #endif
168
169         CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
170         st_idx=state_index;
171         st_num=state_num;
172
173         state_index=(state_index+num);
174         if (state_index >= STATE_SIZE)
175                 {
176                 state_index%=STATE_SIZE;
177                 state_num=STATE_SIZE;
178                 }
179         else if (state_num < STATE_SIZE)        
180                 {
181                 if (state_index > state_num)
182                         state_num=state_index;
183                 }
184         CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
185
186         for (i=0; i<num; i+=MD_DIGEST_LENGTH)
187                 {
188                 j=(num-i);
189                 j=(j > MD_DIGEST_LENGTH)?MD_DIGEST_LENGTH:j;
190
191                 MD_Init(&m);
192                 MD_Update(&m,md,MD_DIGEST_LENGTH);
193                 k=(st_idx+j)-STATE_SIZE;
194                 if (k > 0)
195                         {
196                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j-k);
197                         MD_Update(&m,&(state[0]),k);
198                         }
199                 else
200                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j);
201                         
202                 MD_Update(&m,buf,j);
203                 MD_Update(&m,(unsigned char *)&(md_count[0]),sizeof(md_count));
204                 MD_Final(md,&m);
205                 md_count[1]++;
206
207                 buf+=j;
208
209                 for (k=0; k<j; k++)
210                         {
211                         state[st_idx++]^=md[k];
212                         if (st_idx >= STATE_SIZE)
213                                 {
214                                 st_idx=0;
215                                 st_num=STATE_SIZE;
216                                 }
217                         }
218                 }
219         memset((char *)&m,0,sizeof(m));
220         }
221
222 static void ssleay_rand_bytes(buf,num)
223 unsigned char *buf;
224 int num;
225         {
226         int i,j,k,st_num,st_idx;
227         MD_CTX m;
228         static int init=1;
229         unsigned long l;
230 #ifdef DEVRANDOM
231         FILE *fh;
232 #endif
233
234 #ifdef PREDICT
235         {
236         static unsigned char val=0;
237
238         for (i=0; i<num; i++)
239                 buf[i]=val++;
240         return;
241         }
242 #endif
243
244         CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
245
246         if (init)
247                 {
248                 init=0;
249                 CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
250                 /* put in some default random data, we need more than
251                  * just this */
252                 RAND_seed((unsigned char *)&m,sizeof(m));
253 #ifndef MSDOS
254                 l=getpid();
255                 RAND_seed((unsigned char *)&l,sizeof(l));
256                 l=getuid();
257                 RAND_seed((unsigned char *)&l,sizeof(l));
258 #endif
259                 l=time(NULL);
260                 RAND_seed((unsigned char *)&l,sizeof(l));
261
262 /* #ifdef DEVRANDOM */
263                 /* 
264                  * Use a random entropy pool device.
265                  * Linux 1.3.x and FreeBSD-Current has 
266                  * this. Use /dev/urandom if you can
267                  * as /dev/random will block if it runs out
268                  * of random entries.
269                  */
270                 if ((fh = fopen(DEVRANDOM, "r")) != NULL)
271                         {
272                         unsigned char tmpbuf[32];
273
274                         fread((unsigned char *)tmpbuf,1,32,fh);
275                         /* we don't care how many bytes we read,
276                          * we will just copy the 'stack' if there is
277                          * nothing else :-) */
278                         fclose(fh);
279                         RAND_seed(tmpbuf,32);
280                         memset(tmpbuf,0,32);
281                         }
282 /* #endif */
283 #ifdef PURIFY
284                 memset(state,0,STATE_SIZE);
285                 memset(md,0,MD_DIGEST_LENGTH);
286 #endif
287                 CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
288                 }
289
290         st_idx=state_index;
291         st_num=state_num;
292         state_index+=num;
293         if (state_index > state_num)
294                 state_index=(state_index%state_num);
295
296         CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
297
298         while (num > 0)
299                 {
300                 j=(num >= MD_DIGEST_LENGTH/2)?MD_DIGEST_LENGTH/2:num;
301                 num-=j;
302                 MD_Init(&m);
303                 MD_Update(&m,&(md[MD_DIGEST_LENGTH/2]),MD_DIGEST_LENGTH/2);
304                 MD_Update(&m,(unsigned char *)&(md_count[0]),sizeof(md_count));
305 #ifndef PURIFY
306                 MD_Update(&m,buf,j); /* purify complains */
307 #endif
308                 k=(st_idx+j)-st_num;
309                 if (k > 0)
310                         {
311                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j-k);
312                         MD_Update(&m,&(state[0]),k);
313                         }
314                 else
315                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j);
316                 MD_Final(md,&m);
317
318                 for (i=0; i<j; i++)
319                         {
320                         if (st_idx >= st_num)
321                                 st_idx=0;
322                         state[st_idx++]^=md[i];
323                         *(buf++)=md[i+MD_DIGEST_LENGTH/2];
324                         }
325                 }
326
327         MD_Init(&m);
328         MD_Update(&m,(unsigned char *)&(md_count[0]),sizeof(md_count));
329         md_count[0]++;
330         MD_Update(&m,md,MD_DIGEST_LENGTH);
331         MD_Final(md,&m);
332         memset(&m,0,sizeof(m));
333         }
334
335 #ifdef WINDOWS
336 #include <windows.h>
337 #include <rand.h>
338
339 /*****************************************************************************
340  * Initialisation function for the SSL random generator.  Takes the contents
341  * of the screen as random seed.
342  *
343  * Created 960901 by Gertjan van Oosten, gertjan@West.NL, West Consulting B.V.
344  *
345  * Code adapted from
346  * <URL:http://www.microsoft.com/kb/developr/win_dk/q97193.htm>;
347  * the original copyright message is:
348  *
349 //   (C) Copyright Microsoft Corp. 1993.  All rights reserved.
350 //
351 //   You have a royalty-free right to use, modify, reproduce and
352 //   distribute the Sample Files (and/or any modified version) in
353 //   any way you find useful, provided that you agree that
354 //   Microsoft has no warranty obligations or liability for any
355 //   Sample Application Files which are modified.
356  */
357 /*
358  * I have modified the loading of bytes via RAND_seed() mechanism since
359  * the origional would have been very very CPU intensive since RAND_seed()
360  * does an MD5 per 16 bytes of input.  The cost to digest 16 bytes is the same
361  * as that to digest 56 bytes.  So under the old system, a screen of
362  * 1024*768*256 would have been CPU cost of approximatly 49,000 56 byte MD5
363  * digests or digesting 2.7 mbytes.  What I have put in place would
364  * be 48 16k MD5 digests, or efectivly 48*16+48 MD5 bytes or 816 kbytes
365  * or about 3.5 times as much.
366  * - eric 
367  */
368 void RAND_screen(void)
369 {
370   HDC           hScrDC;         /* screen DC */
371   HDC           hMemDC;         /* memory DC */
372   HBITMAP       hBitmap;        /* handle for our bitmap */
373   HBITMAP       hOldBitmap;     /* handle for previous bitmap */
374   BITMAP        bm;             /* bitmap properties */
375   unsigned int  size;           /* size of bitmap */
376   char          *bmbits;        /* contents of bitmap */
377   int           w;              /* screen width */
378   int           h;              /* screen height */
379   int           y;              /* y-coordinate of screen lines to grab */
380   int           n = 16;         /* number of screen lines to grab at a time */
381
382   /* Create a screen DC and a memory DC compatible to screen DC */
383   hScrDC = CreateDC("DISPLAY", NULL, NULL, NULL);
384   hMemDC = CreateCompatibleDC(hScrDC);
385
386   /* Get screen resolution */
387   w = GetDeviceCaps(hScrDC, HORZRES);
388   h = GetDeviceCaps(hScrDC, VERTRES);
389
390   /* Create a bitmap compatible with the screen DC */
391   hBitmap = CreateCompatibleBitmap(hScrDC, w, n);
392
393   /* Select new bitmap into memory DC */
394   hOldBitmap = SelectObject(hMemDC, hBitmap);
395
396   /* Get bitmap properties */
397   GetObject(hBitmap, sizeof(BITMAP), (LPSTR)&bm);
398   size = (unsigned int)bm.bmWidthBytes * bm.bmHeight * bm.bmPlanes;
399
400   bmbits = Malloc(size);
401   if (bmbits) {
402     /* Now go through the whole screen, repeatedly grabbing n lines */
403     for (y = 0; y < h-n; y += n)
404         {
405         unsigned char md[MD_DIGEST_LENGTH];
406
407         /* Bitblt screen DC to memory DC */
408         BitBlt(hMemDC, 0, 0, w, n, hScrDC, 0, y, SRCCOPY);
409
410         /* Copy bitmap bits from memory DC to bmbits */
411         GetBitmapBits(hBitmap, size, bmbits);
412
413         /* Get the MD5 of the bitmap */
414         MD(bmbits,size,md);
415
416         /* Seed the random generator with the MD5 digest */
417         RAND_seed(md, MD_DIGEST_LENGTH);
418         }
419
420     Free(bmbits);
421   }
422
423   /* Select old bitmap back into memory DC */
424   hBitmap = SelectObject(hMemDC, hOldBitmap);
425
426   /* Clean up */
427   DeleteObject(hBitmap);
428   DeleteDC(hMemDC);
429   DeleteDC(hScrDC);
430 }
431 #endif