test/sm2sigtest.c

   1 /*
   2  * Copyright 2017-2018 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
   3  * Copyright 2017 Ribose Inc. All Rights Reserved.
   4  *
   5  * Licensed under the OpenSSL license (the "License").  You may not use
   6  * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
   7  * in the file LICENSE in the source distribution or at
   8  * https://www.openssl.org/source/license.html
   9  */
  10
  11 #include <stdio.h>
  12 #include <stdlib.h>
  13 #include <string.h>
  14
  15 #include <openssl/bio.h>
  16 #include <openssl/evp.h>
  17 #include <openssl/bn.h>
  18 #include <openssl/crypto.h>
  19 #include <openssl/err.h>
  20 #include <openssl/rand.h>
  21 #include "testutil.h"
  22
  23 #ifndef OPENSSL_NO_SM2
  24
  25 # include <openssl/sm2.h>
  26
  27 static RAND_METHOD fake_rand;
  28 static const RAND_METHOD *saved_rand;
  29
  30 static uint8_t *fake_rand_bytes = NULL;
  31 static size_t fake_rand_bytes_offset = 0;
  32
  33 static int get_faked_bytes(unsigned char *buf, int num)
  34 {
  35     int i;
  36
  37     if (fake_rand_bytes == NULL)
  38         return saved_rand->bytes(buf, num);
  39
  40     for (i = 0; i != num; ++i)
  41         buf[i] = fake_rand_bytes[fake_rand_bytes_offset + i];
  42     fake_rand_bytes_offset += num;
  43     return 1;
  44 }
  45
  46 static int start_fake_rand(const char *hex_bytes)
  47 {
  48     /* save old rand method */
  49     if (!TEST_ptr(saved_rand = RAND_get_rand_method()))
  50         return 0;
  51
  52     fake_rand = *saved_rand;
  53     /* use own random function */
  54     fake_rand.bytes = get_faked_bytes;
  55
  56     fake_rand_bytes = OPENSSL_hexstr2buf(hex_bytes, NULL);
  57     fake_rand_bytes_offset = 0;
  58
  59     /* set new RAND_METHOD */
  60     if (!TEST_true(RAND_set_rand_method(&fake_rand)))
  61         return 0;
  62     return 1;
  63 }
  64
  65 static int restore_rand(void)
  66 {
  67     OPENSSL_free(fake_rand_bytes);
  68     fake_rand_bytes = NULL;
  69     fake_rand_bytes_offset = 0;
  70     if (!TEST_true(RAND_set_rand_method(saved_rand)))
  71         return 0;
  72     return 1;
  73 }
  74
  75 static EC_GROUP *create_EC_group(const char *p_hex, const char *a_hex,
  76                                  const char *b_hex, const char *x_hex,
  77                                  const char *y_hex, const char *order_hex,
  78                                  const char *cof_hex)
  79 {
  80     BIGNUM *p = NULL;
  81     BIGNUM *a = NULL;
  82     BIGNUM *b = NULL;
  83     BIGNUM *g_x = NULL;
  84     BIGNUM *g_y = NULL;
  85     BIGNUM *order = NULL;
  86     BIGNUM *cof = NULL;
  87     EC_POINT *generator = NULL;
  88     EC_GROUP *group = NULL;
  89
  90     BN_hex2bn(&p, p_hex);
  91     BN_hex2bn(&a, a_hex);
  92     BN_hex2bn(&b, b_hex);
  93
  94     group = EC_GROUP_new_curve_GFp(p, a, b, NULL);
  95     BN_free(p);
  96     BN_free(a);
  97     BN_free(b);
  98
  99     if (group == NULL)
 100         return NULL;
 101
 102     generator = EC_POINT_new(group);
 103     if (generator == NULL)
 104         return NULL;
 105
 106     BN_hex2bn(&g_x, x_hex);
 107     BN_hex2bn(&g_y, y_hex);
 108
 109     if (EC_POINT_set_affine_coordinates_GFp(group, generator, g_x, g_y, NULL) ==
 110         0)
 111         return NULL;
 112
 113     BN_free(g_x);
 114     BN_free(g_y);
 115
 116     BN_hex2bn(&order, order_hex);
 117     BN_hex2bn(&cof, cof_hex);
 118
 119     if (EC_GROUP_set_generator(group, generator, order, cof) == 0)
 120         return NULL;
 121
 122     EC_POINT_free(generator);
 123     BN_free(order);
 124     BN_free(cof);
 125
 126     return group;
 127 }
 128
 129
 130 static int test_sm2(const EC_GROUP *group,
 131                     const char *userid,
 132                     const char *privkey_hex,
 133                     const char *message,
 134                     const char *k_hex, const char *r_hex, const char *s_hex)
 135 {
 136     const size_t msg_len = strlen(message);
 137     int ok = -1;
 138     BIGNUM *priv = NULL;
 139     EC_POINT *pt = NULL;
 140     EC_KEY *key = NULL;
 141     ECDSA_SIG *sig = NULL;
 142     const BIGNUM *sig_r = NULL;
 143     const BIGNUM *sig_s = NULL;
 144     BIGNUM *r = NULL;
 145     BIGNUM *s = NULL;
 146
 147     BN_hex2bn(&priv, privkey_hex);
 148
 149     key = EC_KEY_new();
 150     EC_KEY_set_group(key, group);
 151     EC_KEY_set_private_key(key, priv);
 152
 153     pt = EC_POINT_new(group);
 154     EC_POINT_mul(group, pt, priv, NULL, NULL, NULL);
 155     EC_KEY_set_public_key(key, pt);
 156
 157     start_fake_rand(k_hex);
 158     sig = SM2_do_sign(key, EVP_sm3(), userid, (const uint8_t *)message, msg_len);
 159     restore_rand();
 160
 161     if (sig == NULL)
 162         return 0;
 163
 164     ECDSA_SIG_get0(sig, &sig_r, &sig_s);
 165
 166     BN_hex2bn(&r, r_hex);
 167     BN_hex2bn(&s, s_hex);
 168
 169     if (BN_cmp(r, sig_r) != 0) {
 170         printf("Signature R mismatch: ");
 171         BN_print_fp(stdout, r);
 172         printf(" != ");
 173         BN_print_fp(stdout, sig_r);
 174         printf("\n");
 175         ok = 0;
 176     }
 177     if (BN_cmp(s, sig_s) != 0) {
 178         printf("Signature S mismatch: ");
 179         BN_print_fp(stdout, s);
 180         printf(" != ");
 181         BN_print_fp(stdout, sig_s);
 182         printf("\n");
 183         ok = 0;
 184     }
 185
 186     ok = SM2_do_verify(key, EVP_sm3(), sig, userid, (const uint8_t *)message, msg_len);
 187
 188     ECDSA_SIG_free(sig);
 189     EC_POINT_free(pt);
 190     EC_KEY_free(key);
 191     BN_free(priv);
 192     BN_free(r);
 193     BN_free(s);
 194
 195     return ok;
 196 }
 197
 198 static int sm2_sig_test(void)
 199 {
 200     int rc = 0;
 201     /* From draft-shen-sm2-ecdsa-02 */
 202     EC_GROUP *test_group =
 203         create_EC_group
 204         ("8542D69E4C044F18E8B92435BF6FF7DE457283915C45517D722EDB8B08F1DFC3",
 205          "787968B4FA32C3FD2417842E73BBFEFF2F3C848B6831D7E0EC65228B3937E498",
 206          "63E4C6D3B23B0C849CF84241484BFE48F61D59A5B16BA06E6E12D1DA27C5249A",
 207          "421DEBD61B62EAB6746434EBC3CC315E32220B3BADD50BDC4C4E6C147FEDD43D",
 208          "0680512BCBB42C07D47349D2153B70C4E5D7FDFCBFA36EA1A85841B9E46E09A2",
 209          "8542D69E4C044F18E8B92435BF6FF7DD297720630485628D5AE74EE7C32E79B7",
 210          "1");
 211
 212     if (test_group == NULL)
 213         return 0;
 214
 215     rc = test_sm2(test_group,
 216                     "ALICE123@YAHOO.COM",
 217                     "128B2FA8BD433C6C068C8D803DFF79792A519A55171B1B650C23661D15897263",
 218                     "message digest",
 219                     "006CB28D99385C175C94F94E934817663FC176D925DD72B727260DBAAE1FB2F96F",
 220                     "40F1EC59F793D9F49E09DCEF49130D4194F79FB1EED2CAA55BACDB49C4E755D1",
 221                     "6FC6DAC32C5D5CF10C77DFB20F7C2EB667A457872FB09EC56327A67EC7DEEBE7");
 222
 223     EC_GROUP_free(test_group);
 224
 225     return rc;
 226 }
 227
 228 #endif
 229
 230 int setup_tests(void)
 231 {
 232 #ifdef OPENSSL_NO_SM2
 233     TEST_note("SM2 is disabled.");
 234 #else
 235     ADD_TEST(sm2_sig_test);
 236 #endif
 237     return 1;
 238 }