Validate legacy_version
[openssl.git] / test / exptest.c
1 /*
2  * Copyright 1995-2017 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
3  *
4  * Licensed under the OpenSSL license (the "License").  You may not use
5  * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
6  * in the file LICENSE in the source distribution or at
7  * https://www.openssl.org/source/license.html
8  */
9
10 #include <stdio.h>
11 #include <stdlib.h>
12 #include <string.h>
13
14 #include "internal/nelem.h"
15
16 #include <openssl/bio.h>
17 #include <openssl/bn.h>
18 #include <openssl/rand.h>
19 #include <openssl/err.h>
20
21 #include "testutil.h"
22
23 #define NUM_BITS        (BN_BITS2 * 4)
24
25 #define BN_print_var(v) test_output_bignum(#v, v)
26
27 /*
28  * Test that r == 0 in test_exp_mod_zero(). Returns one on success,
29  * returns zero and prints debug output otherwise.
30  */
31 static int a_is_zero_mod_one(const char *method, const BIGNUM *r,
32                              const BIGNUM *a)
33 {
34     if (!BN_is_zero(r)) {
35         TEST_error("%s failed: a ** 0 mod 1 = r (should be 0)", method);
36         BN_print_var(a);
37         BN_print_var(r);
38         return 0;
39     }
40     return 1;
41 }
42
43 /*
44  * test_mod_exp_zero tests that x**0 mod 1 == 0. It returns zero on success.
45  */
46 static int test_mod_exp_zero(void)
47 {
48     BIGNUM *a = NULL, *p = NULL, *m = NULL;
49     BIGNUM *r = NULL;
50     BN_ULONG one_word = 1;
51     BN_CTX *ctx = BN_CTX_new();
52     int ret = 1, failed = 0;
53
54     if (!TEST_ptr(m = BN_new())
55         || !TEST_ptr(a = BN_new())
56         || !TEST_ptr(p = BN_new())
57         || !TEST_ptr(r = BN_new()))
58         goto err;
59
60     BN_one(m);
61     BN_one(a);
62     BN_zero(p);
63
64     if (!TEST_true(BN_rand(a, 1024, BN_RAND_TOP_ONE, BN_RAND_BOTTOM_ANY)))
65         goto err;
66
67     if (!TEST_true(BN_mod_exp(r, a, p, m, ctx)))
68         goto err;
69
70     if (!TEST_true(a_is_zero_mod_one("BN_mod_exp", r, a)))
71         failed = 1;
72
73     if (!TEST_true(BN_mod_exp_recp(r, a, p, m, ctx)))
74         goto err;
75
76     if (!TEST_true(a_is_zero_mod_one("BN_mod_exp_recp", r, a)))
77         failed = 1;
78
79     if (!TEST_true(BN_mod_exp_simple(r, a, p, m, ctx)))
80         goto err;
81
82     if (!TEST_true(a_is_zero_mod_one("BN_mod_exp_simple", r, a)))
83         failed = 1;
84
85     if (!TEST_true(BN_mod_exp_mont(r, a, p, m, ctx, NULL)))
86         goto err;
87
88     if (!TEST_true(a_is_zero_mod_one("BN_mod_exp_mont", r, a)))
89         failed = 1;
90
91     if (!TEST_true(BN_mod_exp_mont_consttime(r, a, p, m, ctx, NULL)))
92         goto err;
93
94     if (!TEST_true(a_is_zero_mod_one("BN_mod_exp_mont_consttime", r, a)))
95         failed = 1;
96
97     /*
98      * A different codepath exists for single word multiplication
99      * in non-constant-time only.
100      */
101     if (!TEST_true(BN_mod_exp_mont_word(r, one_word, p, m, ctx, NULL)))
102         goto err;
103
104     if (!TEST_BN_eq_zero(r)) {
105         TEST_error("BN_mod_exp_mont_word failed: "
106                    "1 ** 0 mod 1 = r (should be 0)");
107         BN_print_var(r);
108         goto err;
109     }
110
111     ret = !failed;
112  err:
113     BN_free(r);
114     BN_free(a);
115     BN_free(p);
116     BN_free(m);
117     BN_CTX_free(ctx);
118
119     return ret;
120 }
121
122 static int test_mod_exp(int round)
123 {
124     BN_CTX *ctx;
125     unsigned char c;
126     int ret = 0;
127     BIGNUM *r_mont = NULL;
128     BIGNUM *r_mont_const = NULL;
129     BIGNUM *r_recp = NULL;
130     BIGNUM *r_simple = NULL;
131     BIGNUM *a = NULL;
132     BIGNUM *b = NULL;
133     BIGNUM *m = NULL;
134
135     if (!TEST_ptr(ctx = BN_CTX_new()))
136         goto err;
137
138     if (!TEST_ptr(r_mont = BN_new())
139         || !TEST_ptr(r_mont_const = BN_new())
140         || !TEST_ptr(r_recp = BN_new())
141         || !TEST_ptr(r_simple = BN_new())
142         || !TEST_ptr(a = BN_new())
143         || !TEST_ptr(b = BN_new())
144         || !TEST_ptr(m = BN_new()))
145         goto err;
146
147     RAND_bytes(&c, 1);
148     c = (c % BN_BITS) - BN_BITS2;
149     BN_rand(a, NUM_BITS + c, BN_RAND_TOP_ONE, BN_RAND_BOTTOM_ANY);
150
151     RAND_bytes(&c, 1);
152     c = (c % BN_BITS) - BN_BITS2;
153     BN_rand(b, NUM_BITS + c, BN_RAND_TOP_ONE, BN_RAND_BOTTOM_ANY);
154
155     RAND_bytes(&c, 1);
156     c = (c % BN_BITS) - BN_BITS2;
157     BN_rand(m, NUM_BITS + c, BN_RAND_TOP_ONE, BN_RAND_BOTTOM_ODD);
158
159     if (!TEST_true(BN_mod(a, a, m, ctx))
160         || !TEST_true(BN_mod(b, b, m, ctx))
161         || !TEST_true(BN_mod_exp_mont(r_mont, a, b, m, ctx, NULL))
162         || !TEST_true(BN_mod_exp_recp(r_recp, a, b, m, ctx))
163         || !TEST_true(BN_mod_exp_simple(r_simple, a, b, m, ctx))
164         || !TEST_true(BN_mod_exp_mont_consttime(r_mont_const, a, b, m, ctx, NULL)))
165         goto err;
166
167     if (!TEST_BN_eq(r_simple, r_mont)
168         || !TEST_BN_eq(r_simple, r_recp)
169         || !TEST_BN_eq(r_simple, r_mont_const)) {
170         if (BN_cmp(r_simple, r_mont) != 0)
171             TEST_info("simple and mont results differ");
172         if (BN_cmp(r_simple, r_mont_const) != 0)
173             TEST_info("simple and mont const time results differ");
174         if (BN_cmp(r_simple, r_recp) != 0)
175             TEST_info("simple and recp results differ");
176
177         BN_print_var(a);
178         BN_print_var(b);
179         BN_print_var(m);
180         BN_print_var(r_simple);
181         BN_print_var(r_recp);
182         BN_print_var(r_mont);
183         BN_print_var(r_mont_const);
184         goto err;
185     }
186
187     ret = 1;
188  err:
189     BN_free(r_mont);
190     BN_free(r_mont_const);
191     BN_free(r_recp);
192     BN_free(r_simple);
193     BN_free(a);
194     BN_free(b);
195     BN_free(m);
196     BN_CTX_free(ctx);
197
198     return ret;
199 }
200
201 int setup_tests(void)
202 {
203     ADD_TEST(test_mod_exp_zero);
204     ADD_ALL_TESTS(test_mod_exp, 200);
205     return 1;
206 }