crypto/rand/rand_win.c

   1 #define DEBUG
   2 /* crypto/rand/rand_win.c */
   3 /* Copyright (C) 1995-1998 Eric Young (eay@cryptsoft.com)
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * This package is an SSL implementation written
   7  * by Eric Young (eay@cryptsoft.com).
   8  * The implementation was written so as to conform with Netscapes SSL.
   9  *
  10  * This library is free for commercial and non-commercial use as long as
  11  * the following conditions are aheared to.  The following conditions
  12  * apply to all code found in this distribution, be it the RC4, RSA,
  13  * lhash, DES, etc., code; not just the SSL code.  The SSL documentation
  14  * included with this distribution is covered by the same copyright terms
  15  * except that the holder is Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com).
  16  *
  17  * Copyright remains Eric Young's, and as such any Copyright notices in
  18  * the code are not to be removed.
  19  * If this package is used in a product, Eric Young should be given attribution
  20  * as the author of the parts of the library used.
  21  * This can be in the form of a textual message at program startup or
  22  * in documentation (online or textual) provided with the package.
  23  *
  24  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  25  * modification, are permitted provided that the following conditions
  26  * are met:
  27  * 1. Redistributions of source code must retain the copyright
  28  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  29  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  30  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  31  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  32  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  33  *    must display the following acknowledgement:
  34  *    "This product includes cryptographic software written by
  35  *     Eric Young (eay@cryptsoft.com)"
  36  *    The word 'cryptographic' can be left out if the rouines from the library
  37  *    being used are not cryptographic related :-).
  38  * 4. If you include any Windows specific code (or a derivative thereof) from
  39  *    the apps directory (application code) you must include an acknowledgement:
  40  *    "This product includes software written by Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com)"
  41  *
  42  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY ERIC YOUNG ``AS IS'' AND
  43  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  44  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  45  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  46  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  47  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  48  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  49  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  50  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  51  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  52  * SUCH DAMAGE.
  53  *
  54  * The licence and distribution terms for any publically available version or
  55  * derivative of this code cannot be changed.  i.e. this code cannot simply be
  56  * copied and put under another distribution licence
  57  * [including the GNU Public Licence.]
  58  */
  59 /* ====================================================================
  60  * Copyright (c) 1998-2000 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
  61  *
  62  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  63  * modification, are permitted provided that the following conditions
  64  * are met:
  65  *
  66  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  67  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  68  *
  69  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  70  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  71  *    the documentation and/or other materials provided with the
  72  *    distribution.
  73  *
  74  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
  75  *    software must display the following acknowledgment:
  76  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  77  *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.openssl.org/)"
  78  *
  79  * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
  80  *    endorse or promote products derived from this software without
  81  *    prior written permission. For written permission, please contact
  82  *    openssl-core@openssl.org.
  83  *
  84  * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
  85  *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
  86  *    permission of the OpenSSL Project.
  87  *
  88  * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
  89  *    acknowledgment:
  90  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  91  *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.openssl.org/)"
  92  *
  93  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
  94  * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  95  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  96  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
  97  * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  98  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  99  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
 100  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
 101  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
 102  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
 103  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
 104  * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
 105  * ====================================================================
 106  *
 107  * This product includes cryptographic software written by Eric Young
 108  * (eay@cryptsoft.com).  This product includes software written by Tim
 109  * Hudson (tjh@cryptsoft.com).
 110  *
 111  */
 112
 113 #include "cryptlib.h"
 114 #include <openssl/rand.h>
 115 #include "rand_lcl.h"
 116
 117 #if defined(WINDOWS) || defined(WIN32)
 118 #include <windows.h>
 119 #ifndef _WIN32_WINNT
 120 # define _WIN32_WINNT 0x0400
 121 #endif
 122 #include <wincrypt.h>
 123 #include <tlhelp32.h>
 124
 125 /* Intel hardware RNG CSP -- available from
 126  * http://developer.intel.com/design/security/rng/redist_license.htm
 127  */
 128 #define PROV_INTEL_SEC 22
 129 #define INTEL_DEF_PROV "Intel Hardware Cryptographic Service Provider"
 130
 131 static void readtimer(void);
 132 static void readscreen(void);
 133
 134 typedef BOOL (WINAPI *CRYPTACQUIRECONTEXT)(HCRYPTPROV *, LPCTSTR, LPCTSTR,
 135                                     DWORD, DWORD);
 136 typedef BOOL (WINAPI *CRYPTGENRANDOM)(HCRYPTPROV, DWORD, BYTE *);
 137 typedef BOOL (WINAPI *CRYPTRELEASECONTEXT)(HCRYPTPROV, DWORD);
 138
 139 typedef HWND (WINAPI *GETFOREGROUNDWINDOW)(VOID);
 140 typedef BOOL (WINAPI *GETCURSORINFO)(PCURSORINFO);
 141 typedef DWORD (WINAPI *GETQUEUESTATUS)(UINT);
 142
 143 typedef HANDLE (WINAPI *CREATETOOLHELP32SNAPSHOT)(DWORD, DWORD);
 144 typedef BOOL (WINAPI *HEAP32FIRST)(LPHEAPENTRY32, DWORD, DWORD);
 145 typedef BOOL (WINAPI *HEAP32NEXT)(LPHEAPENTRY32);
 146 typedef BOOL (WINAPI *HEAP32LIST)(HANDLE, LPHEAPLIST32);
 147 typedef BOOL (WINAPI *PROCESS32)(HANDLE, LPPROCESSENTRY32);
 148 typedef BOOL (WINAPI *THREAD32)(HANDLE, LPTHREADENTRY32);
 149 typedef BOOL (WINAPI *MODULE32)(HANDLE, LPMODULEENTRY32);
 150
 151 int RAND_poll(void)
 152 {
 153         MEMORYSTATUS m;
 154         HCRYPTPROV hProvider = 0;
 155         BYTE buf[64];
 156         DWORD w;
 157         HWND h;
 158
 159         HMODULE advapi, kernel, user;
 160         CRYPTACQUIRECONTEXT acquire;
 161         CRYPTGENRANDOM gen;
 162         CRYPTRELEASECONTEXT release;
 163
 164         /* load functions dynamically - not available on all systems */
 165         advapi = GetModuleHandle("ADVAPI32.DLL");
 166         kernel = GetModuleHandle("KERNEL32.DLL");
 167         user = GetModuleHandle("USER32.DLL");
 168
 169         if (advapi)
 170                 {
 171                 acquire = (CRYPTACQUIRECONTEXT) GetProcAddress(advapi,
 172                         "CryptAcquireContextA");
 173                 gen = (CRYPTGENRANDOM) GetProcAddress(advapi,
 174                         "CryptGenRandom");
 175                 release = (CRYPTRELEASECONTEXT) GetProcAddress(advapi,
 176                         "CryptReleaseContext");
 177                 }
 178
 179         if (acquire && gen && release)
 180                 {
 181                 /* poll the CryptoAPI PRNG */
 182                 if (acquire(&hProvider, 0, 0, PROV_RSA_FULL,
 183                         CRYPT_VERIFYCONTEXT))
 184                         {
 185                         if (gen(hProvider, sizeof(buf), buf) != 0)
 186                                 {
 187                                 RAND_add(buf, sizeof(buf), 0);
 188 #ifdef DEBUG
 189                                 printf("randomness from PROV_RSA_FULL\n");
 190 #endif
 191                                 }
 192                         release(hProvider, 0);
 193                         }
 194
 195                 /* poll the Pentium PRG with CryptoAPI */
 196                 if (acquire(&hProvider, 0, INTEL_DEF_PROV, PROV_INTEL_SEC, 0))
 197                         {
 198                         if (gen(hProvider, sizeof(buf), buf) != 0)
 199                                 {
 200                                 RAND_add(buf, sizeof(buf), 0);
 201 #ifdef DEBUG
 202                                 printf("randomness from PROV_INTEL_SEC\n");
 203 #endif
 204                                 }
 205                         release(hProvider, 0);
 206                         }
 207                 }
 208
 209         /* timer data */
 210         readtimer();
 211
 212         /* memory usage statistics */
 213         GlobalMemoryStatus(&m);
 214         RAND_add(&m, sizeof(m), 1);
 215
 216         /* process ID */
 217         w = GetCurrentProcessId();
 218         RAND_add(&w, sizeof(w), 0);
 219
 220         if (user)
 221                 {
 222                 GETCURSORINFO cursor;
 223                 GETFOREGROUNDWINDOW win;
 224                 GETQUEUESTATUS queue;
 225
 226                 win = (GETFOREGROUNDWINDOW) GetProcAddress(user, "GetForegroundWindow");
 227                 cursor = (GETCURSORINFO) GetProcAddress(user, "GetCursorInfo");
 228                 queue = (GETQUEUESTATUS) GetProcAddress(user, "GetQueueStatus");
 229
 230                 if (win)
 231                 {
 232                         /* window handle */
 233                         h = win();
 234                         RAND_add(&h, sizeof(h), 0);
 235                 }
 236
 237                 if (cursor)
 238                         {
 239                         /* cursor position */
 240                         cursor(buf);
 241                         RAND_add(buf, sizeof(buf), 0);
 242                         }
 243
 244                 if (queue)
 245                         {
 246                         /* message queue status */
 247                         w = queue(QS_ALLEVENTS);
 248                         RAND_add(&w, sizeof(w), 0);
 249                         }
 250                 }
 251
 252         /* Toolhelp32 snapshot: enumerate processes, threads, modules and heap
 253          * http://msdn.microsoft.com/library/psdk/winbase/toolhelp_5pfd.htm
 254          * (Win 9x only, not available on NT)
 255          *
 256          * This seeding method was proposed in Peter Gutmann, Software
 257          * Generation of Practically Strong Random Numbers,
 258          * http://www.somewhere.nzhttp://www.cs.auckland.ac.nz/~pgut001/pubs/random2.pdf
 259          * (The assignment of entropy estimates below is arbitrary, but based
 260          * on Peter's analysis the full poll appears to be safe. Additional
 261          * interactive seeding is encouraged.)
 262          */
 263
 264         if (kernel)
 265                 {
 266                 CREATETOOLHELP32SNAPSHOT snap;
 267                 HANDLE handle;
 268
 269                 HEAP32FIRST heap_first;
 270                 HEAP32NEXT heap_next;
 271                 HEAP32LIST heaplist_first, heaplist_next;
 272                 PROCESS32 process_first, process_next;
 273                 THREAD32 thread_first, thread_next;
 274                 MODULE32 module_first, module_next;
 275
 276                 HEAPLIST32 hlist;
 277                 HEAPENTRY32 hentry;
 278                 PROCESSENTRY32 p;
 279                 THREADENTRY32 t;
 280                 MODULEENTRY32 m;
 281
 282                 snap = (CREATETOOLHELP32SNAPSHOT)
 283                   GetProcAddress(kernel, "CreateToolhelp32Snapshot");
 284                 heap_first = (HEAP32FIRST) GetProcAddress(kernel, "Heap32First");
 285                 heap_next = (HEAP32NEXT) GetProcAddress(kernel, "Heap32Next");
 286                 heaplist_first = (HEAP32LIST) GetProcAddress(kernel, "Heap32ListFirst");
 287                 heaplist_next = (HEAP32LIST) GetProcAddress(kernel, "Heap32ListNext");
 288                 process_first = (PROCESS32) GetProcAddress(kernel, "Process32First");
 289                 process_next = (PROCESS32) GetProcAddress(kernel, "Process32Next");
 290                 thread_first = (THREAD32) GetProcAddress(kernel, "Thread32First");
 291                 thread_next = (THREAD32) GetProcAddress(kernel, "Thread32Next");
 292                 module_first = (MODULE32) GetProcAddress(kernel, "Module32First");
 293                 module_next = (MODULE32) GetProcAddress(kernel, "Module32Next");
 294
 295                 if (snap && heap_first && heap_next && heaplist_first &&
 296                         heaplist_next && process_first && process_next &&
 297                         thread_first && thread_next && module_first &&
 298                         module_next && (handle = snap(TH32CS_SNAPALL,0))
 299                         != NULL)
 300                         {
 301                         /* heap list and heap walking */
 302                         hlist.dwSize = sizeof(HEAPLIST32);
 303                         if (heaplist_first(handle, &hlist))
 304                                 do
 305                                         {
 306                                         RAND_add(&hlist, hlist.dwSize, 0);
 307                                         hentry.dwSize = sizeof(HEAPENTRY32);
 308                                         if (heap_first(&hentry,
 309                                                 hlist.th32ProcessID,
 310                                                 hlist.th32HeapID))
 311                                                 do
 312                                                         RAND_add(&hentry,
 313                                                                 hentry.dwSize, 0);
 314                                                 while (heap_next(&hentry));
 315                                         } while (heaplist_next(handle,
 316                                                 &hlist));
 317
 318                         /* process walking */
 319                         p.dwSize = sizeof(PROCESSENTRY32);
 320                         if (process_first(handle, &p))
 321                                 do
 322                                         RAND_add(&p, p.dwSize, 0);
 323                                 while (process_next(handle, &p));
 324
 325                         /* thread walking */
 326                         t.dwSize = sizeof(THREADENTRY32);
 327                         if (thread_first(handle, &t))
 328                                 do
 329                                         RAND_add(&t, t.dwSize, 0);
 330                                 while (thread_next(handle, &t));
 331
 332                         /* module walking */
 333                         m.dwSize = sizeof(MODULEENTRY32);
 334                         if (module_first(handle, &m))
 335                                 do
 336                                         RAND_add(&m, m.dwSize, 1);
 337                                 while (module_next(handle, &m));
 338
 339                         CloseHandle(handle);
 340                         }
 341                 }
 342
 343 #ifdef DEBUG
 344         printf("Exiting RAND_poll\n");
 345 #endif
 346
 347         return(1);
 348 }
 349
 350 int RAND_event(UINT iMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
 351         {
 352         double add_entropy=0;
 353
 354         switch (iMsg)
 355                 {
 356         case WM_KEYDOWN:
 357                         {
 358                         static WPARAM key;
 359                         if (key != wParam)
 360                                 add_entropy = 0.05;
 361                         key = wParam;
 362                         }
 363                         break;
 364         case WM_MOUSEMOVE:
 365                         {
 366                         static int lastx,lasty,lastdx,lastdy;
 367                         int x,y,dx,dy;
 368
 369                         x=LOWORD(lParam);
 370                         y=HIWORD(lParam);
 371                         dx=lastx-x;
 372                         dy=lasty-y;
 373                         if (dx != 0 && dy != 0 && dx-lastdx != 0 && dy-lastdy != 0)
 374                                 add_entropy=.2;
 375                         lastx=x, lasty=y;
 376                         lastdx=dx, lastdy=dy;
 377                         }
 378                 break;
 379                 }
 380
 381         readtimer();
 382         RAND_add(&iMsg, sizeof(iMsg), add_entropy);
 383         RAND_add(&wParam, sizeof(wParam), 0);
 384         RAND_add(&lParam, sizeof(lParam), 0);
 385
 386         return (RAND_status());
 387         }
 388
 389
 390 void RAND_screen(void) /* function available for backward compatibility */
 391 {
 392         RAND_poll();
 393         readscreen();
 394 }
 395
 396
 397 /* feed timing information to the PRNG */
 398 static void readtimer(void)
 399 {
 400         DWORD w, cyclecount;
 401         LARGE_INTEGER l;
 402         static int have_perfc = 1;
 403 #ifndef __GNUC__
 404         static int have_tsc = 1;
 405
 406         if (have_tsc) {
 407           __try {
 408             __asm {
 409               rdtsc
 410               mov cyclecount, eax
 411               }
 412             RAND_add(&cyclecount, sizeof(cyclecount), 1);
 413           } __except(EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER) {
 414             have_tsc = 0;
 415           }
 416         }
 417 #else
 418 # define have_tsc 0
 419 #endif
 420
 421         if (have_perfc) {
 422           if (QueryPerformanceCounter(&l) == 0)
 423             have_perfc = 0;
 424           else
 425             RAND_add(&l, sizeof(l), 0);
 426         }
 427
 428         if (!have_tsc && !have_perfc) {
 429           w = GetTickCount();
 430           RAND_add(&w, sizeof(w), 0);
 431         }
 432 }
 433
 434 /* feed screen contents to PRNG */
 435 /*****************************************************************************
 436  *
 437  * Created 960901 by Gertjan van Oosten, gertjan@West.NL, West Consulting B.V.
 438  *
 439  * Code adapted from
 440  * <URL:http://www.microsoft.com/kb/developr/win_dk/q97193.htm>;
 441  * the original copyright message is:
 442  *
 443  *   (C) Copyright Microsoft Corp. 1993.  All rights reserved.
 444  *
 445  *   You have a royalty-free right to use, modify, reproduce and
 446  *   distribute the Sample Files (and/or any modified version) in
 447  *   any way you find useful, provided that you agree that
 448  *   Microsoft has no warranty obligations or liability for any
 449  *   Sample Application Files which are modified.
 450  */
 451
 452 static void readscreen(void)
 453 {
 454   HDC           hScrDC;         /* screen DC */
 455   HDC           hMemDC;         /* memory DC */
 456   HBITMAP       hBitmap;        /* handle for our bitmap */
 457   HBITMAP       hOldBitmap;     /* handle for previous bitmap */
 458   BITMAP        bm;             /* bitmap properties */
 459   unsigned int  size;           /* size of bitmap */
 460   char          *bmbits;        /* contents of bitmap */
 461   int           w;              /* screen width */
 462   int           h;              /* screen height */
 463   int           y;              /* y-coordinate of screen lines to grab */
 464   int           n = 16;         /* number of screen lines to grab at a time */
 465
 466   /* Create a screen DC and a memory DC compatible to screen DC */
 467   hScrDC = CreateDC("DISPLAY", NULL, NULL, NULL);
 468   hMemDC = CreateCompatibleDC(hScrDC);
 469
 470   /* Get screen resolution */
 471   w = GetDeviceCaps(hScrDC, HORZRES);
 472   h = GetDeviceCaps(hScrDC, VERTRES);
 473
 474   /* Create a bitmap compatible with the screen DC */
 475   hBitmap = CreateCompatibleBitmap(hScrDC, w, n);
 476
 477   /* Select new bitmap into memory DC */
 478   hOldBitmap = SelectObject(hMemDC, hBitmap);
 479
 480   /* Get bitmap properties */
 481   GetObject(hBitmap, sizeof(BITMAP), (LPSTR)&bm);
 482   size = (unsigned int)bm.bmWidthBytes * bm.bmHeight * bm.bmPlanes;
 483
 484   bmbits = OPENSSL_malloc(size);
 485   if (bmbits) {
 486     /* Now go through the whole screen, repeatedly grabbing n lines */
 487     for (y = 0; y < h-n; y += n)
 488         {
 489         unsigned char md[MD_DIGEST_LENGTH];
 490
 491         /* Bitblt screen DC to memory DC */
 492         BitBlt(hMemDC, 0, 0, w, n, hScrDC, 0, y, SRCCOPY);
 493
 494         /* Copy bitmap bits from memory DC to bmbits */
 495         GetBitmapBits(hBitmap, size, bmbits);
 496
 497         /* Get the hash of the bitmap */
 498         MD(bmbits,size,md);
 499
 500         /* Seed the random generator with the hash value */
 501         RAND_add(md, MD_DIGEST_LENGTH, 0);
 502         }
 503
 504     OPENSSL_free(bmbits);
 505   }
 506
 507   /* Select old bitmap back into memory DC */
 508   hBitmap = SelectObject(hMemDC, hOldBitmap);
 509
 510   /* Clean up */
 511   DeleteObject(hBitmap);
 512   DeleteDC(hMemDC);
 513   DeleteDC(hScrDC);
 514 }
 515
 516 #else /* Unix version */
 517
 518 #include <time.h>
 519
 520 int RAND_poll(void)
 521 {
 522         unsigned long l;
 523         pid_t curr_pid = getpid();
 524 #ifdef DEVRANDOM
 525         FILE *fh;
 526 #endif
 527
 528 #ifdef DEVRANDOM
 529         /* Use a random entropy pool device. Linux, FreeBSD and OpenBSD
 530          * have this. Use /dev/urandom if you can as /dev/random may block
 531          * if it runs out of random entries.  */
 532
 533         if ((fh = fopen(DEVRANDOM, "r")) != NULL)
 534                 {
 535                 unsigned char tmpbuf[ENTROPY_NEEDED];
 536                 int n;
 537
 538                 setvbuf(fh, NULL, _IONBF, 0);
 539                 n=fread((unsigned char *)tmpbuf,1,ENTROPY_NEEDED,fh);
 540                 fclose(fh);
 541                 RAND_add(tmpbuf,sizeof tmpbuf,n);
 542                 memset(tmpbuf,0,n);
 543                 }
 544 #endif
 545
 546         /* put in some default random data, we need more than just this */
 547         l=curr_pid;
 548         RAND_add(&l,sizeof(l),0);
 549         l=getuid();
 550         RAND_add(&l,sizeof(l),0);
 551
 552         l=time(NULL);
 553         RAND_add(&l,sizeof(l),0);
 554
 555 #ifdef DEVRANDOM
 556         return 1;
 557 #endif
 558         return 0;
 559 }
 560
 561 #endif