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
  61  * are compatibility wrappers using these functions) are in rsa_depr.c. -
  62  * Geoff
  63  */
  64
  65 #include <stdio.h>
  66 #include <time.h>
  67 #include "internal/cryptlib.h"
  68 #include <openssl/bn.h>
  69 #include <openssl/rsa.h>
  70
  71 static int rsa_builtin_keygen(RSA *rsa, int bits, BIGNUM *e_value,
  72                               BN_GENCB *cb);
  73
  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
  77  * so that we don't introduce a new linker dependency. Eg. any application
  78  * that wasn't previously linking object code related to key-generation won't
  79  * have to now just because key-generation is part of RSA_METHOD.
  80  */
  81 int RSA_generate_key_ex(RSA *rsa, int bits, BIGNUM *e_value, BN_GENCB *cb)
  82 {
  83     if (rsa->meth->rsa_keygen)
  84         return rsa->meth->rsa_keygen(rsa, bits, e_value, cb);
  85     return rsa_builtin_keygen(rsa, bits, e_value, cb);
  86 }
  87
  88 static int rsa_builtin_keygen(RSA *rsa, int bits, BIGNUM *e_value,
  89                               BN_GENCB *cb)
  90 {
  91     BIGNUM *r0 = NULL, *r1 = NULL, *r2 = NULL, *r3 = NULL, *tmp;
  92     int bitsp, bitsq, ok = -1, n = 0;
  93     BN_CTX *ctx = NULL;
  94
  95     ctx = BN_CTX_new();
  96     if (ctx == NULL)
  97         goto err;
  98     BN_CTX_start(ctx);
  99     r0 = BN_CTX_get(ctx);
 100     r1 = BN_CTX_get(ctx);
 101     r2 = BN_CTX_get(ctx);
 102     r3 = BN_CTX_get(ctx);
 103     if (r3 == NULL)
 104         goto err;
 105
 106     bitsp = (bits + 1) / 2;
 107     bitsq = bits - bitsp;
 108
 109     /* We need the RSA components non-NULL */
 110     if (!rsa->n && ((rsa->n = BN_new()) == NULL))
 111         goto err;
 112     if (!rsa->d && ((rsa->d = BN_secure_new()) == NULL))
 113         goto err;
 114     if (!rsa->e && ((rsa->e = BN_new()) == NULL))
 115         goto err;
 116     if (!rsa->p && ((rsa->p = BN_secure_new()) == NULL))
 117         goto err;
 118     if (!rsa->q && ((rsa->q = BN_secure_new()) == NULL))
 119         goto err;
 120     if (!rsa->dmp1 && ((rsa->dmp1 = BN_secure_new()) == NULL))
 121         goto err;
 122     if (!rsa->dmq1 && ((rsa->dmq1 = BN_secure_new()) == NULL))
 123         goto err;
 124     if (!rsa->iqmp && ((rsa->iqmp = BN_secure_new()) == NULL))
 125         goto err;
 126
 127     BN_copy(rsa->e, e_value);
 128
 129     /* generate p and q */
 130     for (;;) {
 131         if (!BN_generate_prime_ex(rsa->p, bitsp, 0, NULL, NULL, cb))
 132             goto err;
 133         if (!BN_sub(r2, rsa->p, BN_value_one()))
 134             goto err;
 135         if (!BN_gcd(r1, r2, rsa->e, ctx))
 136             goto err;
 137         if (BN_is_one(r1))
 138             break;
 139         if (!BN_GENCB_call(cb, 2, n++))
 140             goto err;
 141     }
 142     if (!BN_GENCB_call(cb, 3, 0))
 143         goto err;
 144     for (;;) {
 145         /*
 146          * When generating ridiculously small keys, we can get stuck
 147          * continually regenerating the same prime values. Check for this and
 148          * bail if it happens 3 times.
 149          */
 150         unsigned int degenerate = 0;
 151         do {
 152             if (!BN_generate_prime_ex(rsa->q, bitsq, 0, NULL, NULL, cb))
 153                 goto err;
 154         } while ((BN_cmp(rsa->p, rsa->q) == 0) && (++degenerate < 3));
 155         if (degenerate == 3) {
 156             ok = 0;             /* we set our own err */
 157             RSAerr(RSA_F_RSA_BUILTIN_KEYGEN, RSA_R_KEY_SIZE_TOO_SMALL);
 158             goto err;
 159         }
 160         if (!BN_sub(r2, rsa->q, BN_value_one()))
 161             goto err;
 162         if (!BN_gcd(r1, r2, rsa->e, ctx))
 163             goto err;
 164         if (BN_is_one(r1))
 165             break;
 166         if (!BN_GENCB_call(cb, 2, n++))
 167             goto err;
 168     }
 169     if (!BN_GENCB_call(cb, 3, 1))
 170         goto err;
 171     if (BN_cmp(rsa->p, rsa->q) < 0) {
 172         tmp = rsa->p;
 173         rsa->p = rsa->q;
 174         rsa->q = tmp;
 175     }
 176
 177     /* calculate n */
 178     if (!BN_mul(rsa->n, rsa->p, rsa->q, ctx))
 179         goto err;
 180
 181     /* calculate d */
 182     if (!BN_sub(r1, rsa->p, BN_value_one()))
 183         goto err;               /* p-1 */
 184     if (!BN_sub(r2, rsa->q, BN_value_one()))
 185         goto err;               /* q-1 */
 186     if (!BN_mul(r0, r1, r2, ctx))
 187         goto err;               /* (p-1)(q-1) */
 188     {
 189         BIGNUM *local_r0 = NULL, *pr0;
 190         if (!(rsa->flags & RSA_FLAG_NO_CONSTTIME)) {
 191             pr0 = local_r0 = BN_new();
 192             if (local_r0 == NULL)
 193                 goto err;
 194             BN_with_flags(pr0, r0, BN_FLG_CONSTTIME);
 195         } else {
 196             pr0 = r0;
 197         }
 198         if (!BN_mod_inverse(rsa->d, rsa->e, pr0, ctx)) {
 199             BN_free(local_r0);
 200             goto err;               /* d */
 201         }
 202         /* We MUST free local_r0 before any further use of r0 */
 203         BN_free(local_r0);
 204     }
 205
 206     {
 207         BIGNUM *local_d = NULL, *d;
 208         /* set up d for correct BN_FLG_CONSTTIME flag */
 209         if (!(rsa->flags & RSA_FLAG_NO_CONSTTIME)) {
 210             d = local_d = BN_new();
 211             if (local_d == NULL)
 212                 goto err;
 213             BN_with_flags(d, rsa->d, BN_FLG_CONSTTIME);
 214         } else {
 215             d = rsa->d;
 216         }
 217
 218         if (   /* calculate d mod (p-1) */
 219                !BN_mod(rsa->dmp1, d, r1, ctx)
 220                /* calculate d mod (q-1) */
 221             || !BN_mod(rsa->dmq1, d, r2, ctx)) {
 222             BN_free(local_d);
 223             goto err;
 224         }
 225         /* We MUST free local_d before any further use of rsa->d */
 226         BN_free(local_d);
 227     }
 228
 229     {
 230         BIGNUM *local_p = NULL, *p;
 231
 232         /* calculate inverse of q mod p */
 233         if (!(rsa->flags & RSA_FLAG_NO_CONSTTIME)) {
 234             p = local_p = BN_new();
 235             if (local_p == NULL)
 236                 goto err;
 237             BN_with_flags(p, rsa->p, BN_FLG_CONSTTIME);
 238         } else {
 239             p = rsa->p;
 240         }
 241         if (!BN_mod_inverse(rsa->iqmp, rsa->q, p, ctx)) {
 242             BN_free(local_p);
 243             goto err;
 244         }
 245         /* We MUST free local_p before any further use of rsa->p */
 246         BN_free(local_p);
 247     }
 248
 249     ok = 1;
 250  err:
 251     if (ok == -1) {
 252         RSAerr(RSA_F_RSA_BUILTIN_KEYGEN, ERR_LIB_BN);
 253         ok = 0;
 254     }
 255     if (ctx != NULL)
 256         BN_CTX_end(ctx);
 257     BN_CTX_free(ctx);
 258
 259     return ok;
 260 }