bf7ac3446bab1e215818e578ae0b5ff8c47e930d
[openssl.git] / crypto / rsa / rsa_gen.c
1 /* crypto/rsa/rsa_gen.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
60 /* NB: these functions have been "upgraded", the deprecated versions (which are
61  * compatibility wrappers using these functions) are in rsa_depr.c.
62  * - Geoff
63  */
64
65
66
67 #include <stdio.h>
68 #include <time.h>
69 #include "cryptlib.h"
70 #include <openssl/bn.h>
71 #include <openssl/rsa.h>
72
73 static int rsa_builtin_keygen(RSA *rsa, int bits, BIGNUM *e_value, BN_GENCB *cb);
74
75 /* NB: this wrapper would normally be placed in rsa_lib.c and the static
76  * implementation would probably be in rsa_eay.c. Nonetheless, is kept here so
77  * that we don't introduce a new linker dependency. Eg. any application that
78  * wasn't previously linking object code related to key-generation won't have to
79  * now just because key-generation is part of RSA_METHOD. */
80 int RSA_generate_key_ex(RSA *rsa, int bits, BIGNUM *e_value, BN_GENCB *cb)
81         {
82         if(rsa->meth->rsa_keygen)
83                 return rsa->meth->rsa_keygen(rsa, bits, e_value, cb);
84         return rsa_builtin_keygen(rsa, bits, e_value, cb);
85         }
86
87 static int rsa_builtin_keygen(RSA *rsa, int bits, BIGNUM *e_value, BN_GENCB *cb)
88         {
89         BIGNUM *r0=NULL,*r1=NULL,*r2=NULL,*r3=NULL,*tmp;
90         BIGNUM local_r0,local_d,local_p;
91         BIGNUM *pr0,*d,*p;
92         int bitsp,bitsq,ok= -1,n=0;
93         BN_CTX *ctx=NULL;
94
95         ctx=BN_CTX_new();
96         if (ctx == NULL) goto err;
97         BN_CTX_start(ctx);
98         r0 = BN_CTX_get(ctx);
99         r1 = BN_CTX_get(ctx);
100         r2 = BN_CTX_get(ctx);
101         r3 = BN_CTX_get(ctx);
102         if (r3 == NULL) goto err;
103
104         bitsp=(bits+1)/2;
105         bitsq=bits-bitsp;
106
107         /* We need the RSA components non-NULL */
108         if(!rsa->n && ((rsa->n=BN_new()) == NULL)) goto err;
109         if(!rsa->d && ((rsa->d=BN_new()) == NULL)) goto err;
110         if(!rsa->e && ((rsa->e=BN_new()) == NULL)) goto err;
111         if(!rsa->p && ((rsa->p=BN_new()) == NULL)) goto err;
112         if(!rsa->q && ((rsa->q=BN_new()) == NULL)) goto err;
113         if(!rsa->dmp1 && ((rsa->dmp1=BN_new()) == NULL)) goto err;
114         if(!rsa->dmq1 && ((rsa->dmq1=BN_new()) == NULL)) goto err;
115         if(!rsa->iqmp && ((rsa->iqmp=BN_new()) == NULL)) goto err;
116
117         BN_copy(rsa->e, e_value);
118
119         /* generate p and q */
120         for (;;)
121                 {
122                 if(!BN_generate_prime_ex(rsa->p, bitsp, 0, NULL, NULL, cb))
123                         goto err;
124                 if (!BN_sub(r2,rsa->p,BN_value_one())) goto err;
125                 if (!BN_gcd(r1,r2,rsa->e,ctx)) goto err;
126                 if (BN_is_one(r1)) break;
127                 if(!BN_GENCB_call(cb, 2, n++))
128                         goto err;
129                 }
130         if(!BN_GENCB_call(cb, 3, 0))
131                 goto err;
132         for (;;)
133                 {
134                 /* When generating ridiculously small keys, we can get stuck
135                  * continually regenerating the same prime values. Check for
136                  * this and bail if it happens 3 times. */
137                 unsigned int degenerate = 0;
138                 do
139                         {
140                         if(!BN_generate_prime_ex(rsa->q, bitsq, 0, NULL, NULL, cb))
141                                 goto err;
142                         } while((BN_cmp(rsa->p, rsa->q) == 0) && (++degenerate < 3));
143                 if(degenerate == 3)
144                         {
145                         ok = 0; /* we set our own err */
146                         RSAerr(RSA_F_RSA_BUILTIN_KEYGEN,RSA_R_KEY_SIZE_TOO_SMALL);
147                         goto err;
148                         }
149                 if (!BN_sub(r2,rsa->q,BN_value_one())) goto err;
150                 if (!BN_gcd(r1,r2,rsa->e,ctx)) goto err;
151                 if (BN_is_one(r1))
152                         break;
153                 if(!BN_GENCB_call(cb, 2, n++))
154                         goto err;
155                 }
156         if(!BN_GENCB_call(cb, 3, 1))
157                 goto err;
158         if (BN_cmp(rsa->p,rsa->q) < 0)
159                 {
160                 tmp=rsa->p;
161                 rsa->p=rsa->q;
162                 rsa->q=tmp;
163                 }
164
165         /* calculate n */
166         if (!BN_mul(rsa->n,rsa->p,rsa->q,ctx)) goto err;
167
168         /* calculate d */
169         if (!BN_sub(r1,rsa->p,BN_value_one())) goto err;        /* p-1 */
170         if (!BN_sub(r2,rsa->q,BN_value_one())) goto err;        /* q-1 */
171         if (!BN_mul(r0,r1,r2,ctx)) goto err;    /* (p-1)(q-1) */
172         if (!(rsa->flags & RSA_FLAG_NO_CONSTTIME))
173                 {
174                   pr0 = &local_r0;
175                   BN_with_flags(pr0, r0, BN_FLG_CONSTTIME);
176                 }
177         else
178           pr0 = r0;
179         if (!BN_mod_inverse(rsa->d,rsa->e,pr0,ctx)) goto err;   /* d */
180
181         /* set up d for correct BN_FLG_CONSTTIME flag */
182         if (!(rsa->flags & RSA_FLAG_NO_CONSTTIME))
183                 {
184                 d = &local_d;
185                 BN_with_flags(d, rsa->d, BN_FLG_CONSTTIME);
186                 }
187         else
188                 d = rsa->d;
189
190         /* calculate d mod (p-1) */
191         if (!BN_mod(rsa->dmp1,d,r1,ctx)) goto err;
192
193         /* calculate d mod (q-1) */
194         if (!BN_mod(rsa->dmq1,d,r2,ctx)) goto err;
195
196         /* calculate inverse of q mod p */
197         if (!(rsa->flags & RSA_FLAG_NO_CONSTTIME))
198                 {
199                 p = &local_p;
200                 BN_with_flags(p, rsa->p, BN_FLG_CONSTTIME);
201                 }
202         else
203                 p = rsa->p;
204         if (!BN_mod_inverse(rsa->iqmp,rsa->q,p,ctx)) goto err;
205
206         ok=1;
207 err:
208         if (ok == -1)
209                 {
210                 RSAerr(RSA_F_RSA_BUILTIN_KEYGEN,ERR_LIB_BN);
211                 ok=0;
212                 }
213         if (ctx != NULL)
214                 {
215                 BN_CTX_end(ctx);
216                 BN_CTX_free(ctx);
217                 }
218
219         return ok;
220         }
221