The efforts to eliminate the dual-representation of zero and to ensure
[openssl.git] / crypto / bn / bn.h
index 5d789ff96cafe5b33f21c952b0a74768b8b1a79d..a01f193daaf212b8b16333280e2f465eb73032ec 100644 (file)
  * copied and put under another distribution licence
  * [including the GNU Public Licence.]
  */
+/* ====================================================================
+ * Copyright 2002 Sun Microsystems, Inc. ALL RIGHTS RESERVED.
+ *
+ * Portions of the attached software ("Contribution") are developed by 
+ * SUN MICROSYSTEMS, INC., and are contributed to the OpenSSL project.
+ *
+ * The Contribution is licensed pursuant to the Eric Young open source
+ * license provided above.
+ *
+ * The binary polynomial arithmetic software is originally written by 
+ * Sheueling Chang Shantz and Douglas Stebila of Sun Microsystems Laboratories.
+ *
+ */
 
 #ifndef HEADER_BN_H
 #define HEADER_BN_H
 
-#ifndef WIN16
+#include <openssl/e_os2.h>
+#ifndef OPENSSL_NO_FP_API
 #include <stdio.h> /* FILE */
 #endif
-#include <openssl/opensslconf.h>
 
 #ifdef  __cplusplus
 extern "C" {
 #endif
 
-#ifdef VMS
+/* These preprocessor symbols control various aspects of the bignum headers and
+ * library code. They're not defined by any "normal" configuration, as they are
+ * intended for development and testing purposes. NB: defining all three can be
+ * useful for debugging application code as well as openssl itself.
+ *
+ * BN_DEBUG - turn on various debugging alterations to the bignum code
+ * BN_DEBUG_RAND - uses random poisoning of unused words to trip up
+ * mismanagement of bignum internals. You must also define BN_DEBUG.
+ * BN_STRICT - disables anything (not already caught by BN_DEBUG) that uses the
+ * old ambiguity over zero representation. At some point, this behaviour should
+ * become standard.
+ */
+/* #define BN_DEBUG */
+/* #define BN_DEBUG_RAND */
+/* #define BN_STRICT */
+
+#ifdef OPENSSL_SYS_VMS
 #undef BN_LLONG /* experimental, so far... */
 #endif
 
 #define BN_MUL_COMBA
 #define BN_SQR_COMBA
 #define BN_RECURSION
-#define RECP_MUL_MOD
-#define MONT_MUL_MOD
 
 /* This next option uses the C libraries (2 word)/(1 word) function.
  * If it is not defined, I use my C version (which is slower).
  * The reason for this flag is that when the particular C compiler
  * library routine is used, and the library is linked with a different
  * compiler, the library is missing.  This mostly happens when the
- * library is built with gcc and then linked using nornal cc.  This would
- * be a common occurance because gcc normally produces code that is
+ * library is built with gcc and then linked using normal cc.  This would
+ * be a common occurrence because gcc normally produces code that is
  * 2 times faster than system compilers for the big number stuff.
  * For machines with only one compiler (or shared libraries), this should
  * be on.  Again this in only really a problem on machines
- * using "long long's", are 32bit, and are not using my assember code. */
-#if defined(MSDOS) || defined(WINDOWS) || defined(linux)
-#define BN_DIV2W
+ * using "long long's", are 32bit, and are not using my assembler code. */
+#if defined(OPENSSL_SYS_MSDOS) || defined(OPENSSL_SYS_WINDOWS) || \
+    defined(OPENSSL_SYS_WIN32) || defined(linux)
+# ifndef BN_DIV2W
+#  define BN_DIV2W
+# endif
 #endif
 
 /* assuming long is 64bit - this is the DEC Alpha
@@ -118,8 +148,8 @@ extern "C" {
 
 /* This is where the long long data type is 64 bits, but long is 32.
  * For machines where there are 64bit registers, this is the mode to use.
- * IRIX, on R4000 and above should use this mode, along with the relevent
- * assember code :-).  Do NOT define BN_LLONG.
+ * IRIX, on R4000 and above should use this mode, along with the relevant
+ * assembler code :-).  Do NOT define BN_LLONG.
  */
 #ifdef SIXTY_FOUR_BIT
 #undef BN_LLONG
@@ -135,14 +165,14 @@ extern "C" {
 #define BN_MASK2h      (0xffffffff00000000LL)
 #define BN_MASK2h1     (0xffffffff80000000LL)
 #define BN_TBIT                (0x8000000000000000LL)
-#define BN_DEC_CONV    (10000000000000000000LL)
+#define BN_DEC_CONV    (10000000000000000000ULL)
 #define BN_DEC_FMT1    "%llu"
 #define BN_DEC_FMT2    "%019llu"
 #define BN_DEC_NUM     19
 #endif
 
 #ifdef THIRTY_TWO_BIT
-#if defined(WIN32) && !defined(__GNUC__)
+#if defined(OPENSSL_SYS_WIN32) && !defined(__GNUC__)
 #define BN_ULLONG      unsigned _int64
 #else
 #define BN_ULLONG      unsigned long long
@@ -153,7 +183,7 @@ extern "C" {
 #define BN_BYTES       4
 #define BN_BITS2       32
 #define BN_BITS4       16
-#ifdef WIN32
+#ifdef OPENSSL_SYS_WIN32
 /* VC++ doesn't like the LL suffix */
 #define BN_MASK                (0xffffffffffffffffL)
 #else
@@ -224,7 +254,9 @@ extern "C" {
 
 #define BN_FLG_MALLOCED                0x01
 #define BN_FLG_STATIC_DATA     0x02
+#ifndef OPENSSL_NO_DEPRECATED
 #define BN_FLG_FREE            0x8000  /* used for debuging */
+#endif
 #define BN_set_flags(b,n)      ((b)->flags|=(n))
 #define BN_get_flags(b,n)      ((b)->flags&(n))
 
@@ -233,19 +265,13 @@ typedef struct bignum_st
        BN_ULONG *d;    /* Pointer to an array of 'BN_BITS2' bit chunks. */
        int top;        /* Index of last used d +1. */
        /* The next are internal book keeping for bn_expand. */
-       int max;        /* Size of the d array. */
+       int dmax;       /* Size of the d array. */
        int neg;        /* one if the number is negative */
        int flags;
        } BIGNUM;
 
-/* Used for temp variables */
-#define BN_CTX_NUM     12
-typedef struct bignum_ctx
-       {
-       int tos;
-       BIGNUM bn[BN_CTX_NUM+1];
-       int flags;
-       } BN_CTX;
+/* Used for temp variables (declaration hidden in bn_lcl.h) */
+typedef struct bignum_ctx BN_CTX;
 
 typedef struct bn_blinding_st
        {
@@ -253,20 +279,21 @@ typedef struct bn_blinding_st
        BIGNUM *A;
        BIGNUM *Ai;
        BIGNUM *mod; /* just a reference */
+       unsigned long thread_id; /* added in OpenSSL 0.9.6j and 0.9.7b;
+                                 * used only by crypto/rsa/rsa_eay.c, rsa_lib.c */
        } BN_BLINDING;
 
 /* Used for montgomery multiplication */
 typedef struct bn_mont_ctx_st
-        {
-       int use_word;   /* 0 for word form, 1 for long form */
-        int ri;         /* number of bits in R */
-        BIGNUM RR;     /* used to convert to montgomery form */
-        BIGNUM N;      /* The modulus */
-        BIGNUM Ni;     /* The inverse of N */
-       BN_ULONG n0;    /* word form of inverse, normally only one of
-                        * Ni or n0 is defined */
+       {
+       int ri;        /* number of bits in R */
+       BIGNUM RR;     /* used to convert to montgomery form */
+       BIGNUM N;      /* The modulus */
+       BIGNUM Ni;     /* R*(1/R mod N) - N*Ni = 1
+                       * (Ni is only stored for bignum algorithm) */
+       BN_ULONG n0;   /* least significant word of Ni */
        int flags;
-        } BN_MONT_CTX;
+       } BN_MONT_CTX;
 
 /* Used for reciprocal division/mod functions
  * It cannot be shared between threads
@@ -280,98 +307,181 @@ typedef struct bn_recp_ctx_st
        int flags;
        } BN_RECP_CTX;
 
-#define BN_to_montgomery(r,a,mont,ctx) BN_mod_mul_montgomery(\
-       r,a,&((mont)->RR),(mont),ctx)
+/* Used for slow "generation" functions. */
+typedef struct bn_gencb_st BN_GENCB;
+struct bn_gencb_st
+       {
+       unsigned int ver;       /* To handle binary (in)compatibility */
+       void *arg;              /* callback-specific data */
+       union
+               {
+               /* if(ver==1) - handles old style callbacks */
+               void (*cb_1)(int, int, void *);
+               /* if(ver==2) - new callback style */
+               int (*cb_2)(int, int, BN_GENCB *);
+               } cb;
+       };
+/* Wrapper function to make using BN_GENCB easier,  */
+int BN_GENCB_call(BN_GENCB *cb, int a, int b);
+/* Macro to populate a BN_GENCB structure with an "old"-style callback */
+#define BN_GENCB_set_old(gencb, callback, cb_arg) { \
+               BN_GENCB *tmp_gencb = (gencb); \
+               tmp_gencb->ver = 1; \
+               tmp_gencb->arg = (cb_arg); \
+               tmp_gencb->cb.cb_1 = (callback); }
+/* Macro to populate a BN_GENCB structure with a "new"-style callback */
+#define BN_GENCB_set(gencb, callback, cb_arg) { \
+               BN_GENCB *tmp_gencb = (gencb); \
+               tmp_gencb->ver = 2; \
+               tmp_gencb->arg = (cb_arg); \
+               tmp_gencb->cb.cb_2 = (callback); }
 
 #define BN_prime_checks 0 /* default: select number of iterations
                             based on the size of the number */
 
+/* number of Miller-Rabin iterations for an error rate  of less than 2^-80
+ * for random 'b'-bit input, b >= 100 (taken from table 4.4 in the Handbook
+ * of Applied Cryptography [Menezes, van Oorschot, Vanstone; CRC Press 1996];
+ * original paper: Damgaard, Landrock, Pomerance: Average case error estimates
+ * for the strong probable prime test. -- Math. Comp. 61 (1993) 177-194) */
+#define BN_prime_checks_for_size(b) ((b) >= 1300 ?  2 : \
+                                (b) >=  850 ?  3 : \
+                                (b) >=  650 ?  4 : \
+                                (b) >=  550 ?  5 : \
+                                (b) >=  450 ?  6 : \
+                                (b) >=  400 ?  7 : \
+                                (b) >=  350 ?  8 : \
+                                (b) >=  300 ?  9 : \
+                                (b) >=  250 ? 12 : \
+                                (b) >=  200 ? 15 : \
+                                (b) >=  150 ? 18 : \
+                                /* b >= 100 */ 27)
+
 #define BN_num_bytes(a)        ((BN_num_bits(a)+7)/8)
-#define BN_is_word(a,w)        (((a)->top == 1) && ((a)->d[0] == (BN_ULONG)(w)))
-#define BN_is_zero(a)  (((a)->top == 0) || BN_is_word(a,0))
-#define BN_is_one(a)   (BN_is_word((a),1))
-#define BN_is_odd(a)   (((a)->top > 0) && ((a)->d[0] & 1))
+
+/* Note that BN_abs_is_word didn't work reliably for w == 0 until 0.9.8 */
+#define BN_abs_is_word(a,w) ((((a)->top == 1) && ((a)->d[0] == (BN_ULONG)(w))) || \
+                               (((w) == 0) && ((a)->top == 0)))
+#ifdef BN_STRICT
+#define BN_is_zero(a)       ((a)->top == 0)
+#else
+#define BN_is_zero(a)       BN_abs_is_word(a,0)
+#endif
+#define BN_is_one(a)        (BN_abs_is_word((a),1) && !(a)->neg)
+#define BN_is_word(a,w)     (BN_abs_is_word((a),(w)) && (!(w) || !(a)->neg))
+#define BN_is_odd(a)       (((a)->top > 0) && ((a)->d[0] & 1))
+
 #define BN_one(a)      (BN_set_word((a),1))
+#define BN_zero_ex(a) \
+       do { \
+               BIGNUM *_tmp_bn = (a); \
+               _tmp_bn->top = 0; \
+               _tmp_bn->neg = 0; \
+       } while(0)
+#ifdef OPENSSL_NO_DEPRECATED
+#define BN_zero(a)     BN_zero_ex(a)
+#else
 #define BN_zero(a)     (BN_set_word((a),0))
+#endif
+/* BN_set_sign(BIGNUM *, int) sets the sign of a BIGNUM
+ * (0 for a non-negative value, 1 for negative) */
+#define BN_set_sign(a,b) ((a)->neg = (b))
+/* BN_get_sign(BIGNUM *) returns the sign of the BIGNUM */
+#define BN_get_sign(a)   ((a)->neg)
 
 /*#define BN_ascii2bn(a)       BN_hex2bn(a) */
 /*#define BN_bn2ascii(a)       BN_bn2hex(a) */
 
-#define bn_expand(n,b) ((((((b+BN_BITS2-1))/BN_BITS2)) <= (n)->max)?\
-       (n):bn_expand2((n),(b)/BN_BITS2+1))
-#define bn_wexpand(n,b) (((b) <= (n)->max)?(n):bn_expand2((n),(b)))
-
-#define bn_fix_top(a) \
-        { \
-        BN_ULONG *ftl; \
-       if ((a)->top > 0) \
-               { \
-               for (ftl= &((a)->d[(a)->top-1]); (a)->top > 0; (a)->top--) \
-               if (*(ftl--)) break; \
-               } \
-       }
-
-BIGNUM *BN_value_one(void);
+const BIGNUM *BN_value_one(void);
 char * BN_options(void);
 BN_CTX *BN_CTX_new(void);
+#ifndef OPENSSL_NO_DEPRECATED
 void   BN_CTX_init(BN_CTX *c);
+#endif
 void   BN_CTX_free(BN_CTX *c);
+void   BN_CTX_start(BN_CTX *ctx);
+BIGNUM *BN_CTX_get(BN_CTX *ctx);
+void   BN_CTX_end(BN_CTX *ctx);
 int     BN_rand(BIGNUM *rnd, int bits, int top,int bottom);
+int     BN_pseudo_rand(BIGNUM *rnd, int bits, int top,int bottom);
+int    BN_rand_range(BIGNUM *rnd, BIGNUM *range);
+int    BN_pseudo_rand_range(BIGNUM *rnd, BIGNUM *range);
 int    BN_num_bits(const BIGNUM *a);
 int    BN_num_bits_word(BN_ULONG);
 BIGNUM *BN_new(void);
 void   BN_init(BIGNUM *);
 void   BN_clear_free(BIGNUM *a);
 BIGNUM *BN_copy(BIGNUM *a, const BIGNUM *b);
+/* BN_ncopy(): like BN_copy() but copies at most the first n BN_ULONGs */
+BIGNUM *BN_ncopy(BIGNUM *a, const BIGNUM *b, size_t n);
+void   BN_swap(BIGNUM *a, BIGNUM *b);
 BIGNUM *BN_bin2bn(const unsigned char *s,int len,BIGNUM *ret);
 int    BN_bn2bin(const BIGNUM *a, unsigned char *to);
-BIGNUM *BN_mpi2bn(unsigned char *s,int len,BIGNUM *ret);
+BIGNUM *BN_mpi2bn(const unsigned char *s,int len,BIGNUM *ret);
 int    BN_bn2mpi(const BIGNUM *a, unsigned char *to);
 int    BN_sub(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b);
 int    BN_usub(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b);
 int    BN_uadd(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b);
 int    BN_add(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b);
-int    BN_mod(BIGNUM *rem, const BIGNUM *m, const BIGNUM *d, BN_CTX *ctx);
+int    BN_mul(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, BN_CTX *ctx);
+int    BN_sqr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a,BN_CTX *ctx);
+
 int    BN_div(BIGNUM *dv, BIGNUM *rem, const BIGNUM *m, const BIGNUM *d,
-              BN_CTX *ctx);
-int    BN_mul(BIGNUM *r, BIGNUM *a, BIGNUM *b, BN_CTX *ctx);
-int    BN_sqr(BIGNUM *r, BIGNUM *a,BN_CTX *ctx);
-BN_ULONG BN_mod_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w);
+       BN_CTX *ctx);
+#define BN_mod(rem,m,d,ctx) BN_div(NULL,(rem),(m),(d),(ctx))
+int    BN_nnmod(BIGNUM *r, const BIGNUM *m, const BIGNUM *d, BN_CTX *ctx);
+int    BN_mod_add(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);
+int    BN_mod_add_quick(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, const BIGNUM *m);
+int    BN_mod_sub(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);
+int    BN_mod_sub_quick(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, const BIGNUM *m);
+int    BN_mod_mul(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
+       const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);
+int    BN_mod_sqr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);
+int    BN_mod_lshift1(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);
+int    BN_mod_lshift1_quick(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *m);
+int    BN_mod_lshift(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, int n, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);
+int    BN_mod_lshift_quick(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, int n, const BIGNUM *m);
+
+BN_ULONG BN_mod_word(const BIGNUM *a, BN_ULONG w);
 BN_ULONG BN_div_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w);
 int    BN_mul_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w);
 int    BN_add_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w);
 int    BN_sub_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w);
 int    BN_set_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w);
-BN_ULONG BN_get_word(BIGNUM *a);
+BN_ULONG BN_get_word(const BIGNUM *a);
+
 int    BN_cmp(const BIGNUM *a, const BIGNUM *b);
 void   BN_free(BIGNUM *a);
 int    BN_is_bit_set(const BIGNUM *a, int n);
 int    BN_lshift(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, int n);
-int    BN_lshift1(BIGNUM *r, BIGNUM *a);
-int    BN_exp(BIGNUM *r, BIGNUM *a, BIGNUM *p,BN_CTX *ctx);
-int    BN_mod_exp(BIGNUM *r, BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
-                  const BIGNUM *m,BN_CTX *ctx);
-int    BN_mod_exp_mont(BIGNUM *r, BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
-                       const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *m_ctx);
-int    BN_mod_exp2_mont(BIGNUM *r, BIGNUM *a1, BIGNUM *p1,BIGNUM *a2,
-               BIGNUM *p2,BIGNUM *m,BN_CTX *ctx,BN_MONT_CTX *m_ctx);
-int    BN_mod_exp_simple(BIGNUM *r, BIGNUM *a, BIGNUM *p,
-       BIGNUM *m,BN_CTX *ctx);
+int    BN_lshift1(BIGNUM *r, const BIGNUM *a);
+int    BN_exp(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,BN_CTX *ctx);
+
+int    BN_mod_exp(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
+       const BIGNUM *m,BN_CTX *ctx);
+int    BN_mod_exp_mont(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
+       const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *m_ctx);
+int    BN_mod_exp_mont_word(BIGNUM *r, BN_ULONG a, const BIGNUM *p,
+       const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *m_ctx);
+int    BN_mod_exp2_mont(BIGNUM *r, const BIGNUM *a1, const BIGNUM *p1,
+       const BIGNUM *a2, const BIGNUM *p2,const BIGNUM *m,
+       BN_CTX *ctx,BN_MONT_CTX *m_ctx);
+int    BN_mod_exp_simple(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
+       const BIGNUM *m,BN_CTX *ctx);
+
 int    BN_mask_bits(BIGNUM *a,int n);
-int    BN_mod_mul(BIGNUM *ret, BIGNUM *a, BIGNUM *b, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);
-#ifndef WIN16
-int    BN_print_fp(FILE *fp, BIGNUM *a);
+#ifndef OPENSSL_NO_FP_API
+int    BN_print_fp(FILE *fp, const BIGNUM *a);
 #endif
 #ifdef HEADER_BIO_H
 int    BN_print(BIO *fp, const BIGNUM *a);
 #else
-int    BN_print(char *fp, const BIGNUM *a);
+int    BN_print(void *fp, const BIGNUM *a);
 #endif
-int    BN_reciprocal(BIGNUM *r, BIGNUM *m, int len, BN_CTX *ctx);
-int    BN_rshift(BIGNUM *r, BIGNUM *a, int n);
-int    BN_rshift1(BIGNUM *r, BIGNUM *a);
+int    BN_reciprocal(BIGNUM *r, const BIGNUM *m, int len, BN_CTX *ctx);
+int    BN_rshift(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, int n);
+int    BN_rshift1(BIGNUM *r, const BIGNUM *a);
 void   BN_clear(BIGNUM *a);
-BIGNUM *bn_expand2(BIGNUM *b, int bits);
 BIGNUM *BN_dup(const BIGNUM *a);
 int    BN_ucmp(const BIGNUM *a, const BIGNUM *b);
 int    BN_set_bit(BIGNUM *a, int n);
@@ -380,28 +490,43 @@ char *    BN_bn2hex(const BIGNUM *a);
 char * BN_bn2dec(const BIGNUM *a);
 int    BN_hex2bn(BIGNUM **a, const char *str);
 int    BN_dec2bn(BIGNUM **a, const char *str);
-int    BN_gcd(BIGNUM *r,BIGNUM *in_a,BIGNUM *in_b,BN_CTX *ctx);
-BIGNUM *BN_mod_inverse(BIGNUM *ret,BIGNUM *a, const BIGNUM *n,BN_CTX *ctx);
-BIGNUM *BN_generate_prime(BIGNUM *ret,int bits,int safe,BIGNUM *add,
-               BIGNUM *rem,void (*callback)(int,int,void *),void *cb_arg);
-int    BN_is_prime(BIGNUM *p,int nchecks,void (*callback)(int,int,void *),
-               BN_CTX *ctx,void *cb_arg);
-void   ERR_load_BN_strings(void );
-
-BN_ULONG bn_mul_add_words(BN_ULONG *rp, BN_ULONG *ap, int num, BN_ULONG w);
-BN_ULONG bn_mul_words(BN_ULONG *rp, BN_ULONG *ap, int num, BN_ULONG w);
-void     bn_sqr_words(BN_ULONG *rp, BN_ULONG *ap, int num);
-BN_ULONG bn_div_words(BN_ULONG h, BN_ULONG l, BN_ULONG d);
-BN_ULONG bn_add_words(BN_ULONG *rp, BN_ULONG *ap, BN_ULONG *bp,int num);
-BN_ULONG bn_sub_words(BN_ULONG *rp, BN_ULONG *ap, BN_ULONG *bp,int num);
+int    BN_gcd(BIGNUM *r,const BIGNUM *a,const BIGNUM *b,BN_CTX *ctx);
+int    BN_kronecker(const BIGNUM *a,const BIGNUM *b,BN_CTX *ctx); /* returns -2 for error */
+BIGNUM *BN_mod_inverse(BIGNUM *ret,
+       const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,BN_CTX *ctx);
+BIGNUM *BN_mod_sqrt(BIGNUM *ret,
+       const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,BN_CTX *ctx);
+
+/* Deprecated versions */
+#ifndef OPENSSL_NO_DEPRECATED
+BIGNUM *BN_generate_prime(BIGNUM *ret,int bits,int safe,
+       const BIGNUM *add, const BIGNUM *rem,
+       void (*callback)(int,int,void *),void *cb_arg);
+int    BN_is_prime(const BIGNUM *p,int nchecks,
+       void (*callback)(int,int,void *),
+       BN_CTX *ctx,void *cb_arg);
+int    BN_is_prime_fasttest(const BIGNUM *p,int nchecks,
+       void (*callback)(int,int,void *),BN_CTX *ctx,void *cb_arg,
+       int do_trial_division);
+#endif /* !defined(OPENSSL_NO_DEPRECATED) */
+
+/* Newer versions */
+int    BN_generate_prime_ex(BIGNUM *ret,int bits,int safe, const BIGNUM *add,
+               const BIGNUM *rem, BN_GENCB *cb);
+int    BN_is_prime_ex(const BIGNUM *p,int nchecks, BN_CTX *ctx, BN_GENCB *cb);
+int    BN_is_prime_fasttest_ex(const BIGNUM *p,int nchecks, BN_CTX *ctx,
+               int do_trial_division, BN_GENCB *cb);
 
 BN_MONT_CTX *BN_MONT_CTX_new(void );
 void BN_MONT_CTX_init(BN_MONT_CTX *ctx);
-int BN_mod_mul_montgomery(BIGNUM *r,BIGNUM *a,BIGNUM *b,BN_MONT_CTX *mont,
-                         BN_CTX *ctx);
-int BN_from_montgomery(BIGNUM *r,BIGNUM *a,BN_MONT_CTX *mont,BN_CTX *ctx);
+int BN_mod_mul_montgomery(BIGNUM *r,const BIGNUM *a,const BIGNUM *b,
+       BN_MONT_CTX *mont, BN_CTX *ctx);
+#define BN_to_montgomery(r,a,mont,ctx) BN_mod_mul_montgomery(\
+       (r),(a),&((mont)->RR),(mont),(ctx))
+int BN_from_montgomery(BIGNUM *r,const BIGNUM *a,
+       BN_MONT_CTX *mont, BN_CTX *ctx);
 void BN_MONT_CTX_free(BN_MONT_CTX *mont);
-int BN_MONT_CTX_set(BN_MONT_CTX *mont,const BIGNUM *modulus,BN_CTX *ctx);
+int BN_MONT_CTX_set(BN_MONT_CTX *mont,const BIGNUM *mod,BN_CTX *ctx);
 BN_MONT_CTX *BN_MONT_CTX_copy(BN_MONT_CTX *to,BN_MONT_CTX *from);
 
 BN_BLINDING *BN_BLINDING_new(BIGNUM *A,BIGNUM *Ai,BIGNUM *mod);
@@ -417,18 +542,199 @@ void     BN_RECP_CTX_init(BN_RECP_CTX *recp);
 BN_RECP_CTX *BN_RECP_CTX_new(void);
 void   BN_RECP_CTX_free(BN_RECP_CTX *recp);
 int    BN_RECP_CTX_set(BN_RECP_CTX *recp,const BIGNUM *rdiv,BN_CTX *ctx);
-int    BN_mod_mul_reciprocal(BIGNUM *r, BIGNUM *x, BIGNUM *y,
-               BN_RECP_CTX *recp,BN_CTX *ctx);
+int    BN_mod_mul_reciprocal(BIGNUM *r, const BIGNUM *x, const BIGNUM *y,
+       BN_RECP_CTX *recp,BN_CTX *ctx);
 int    BN_mod_exp_recp(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
-                       const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);
-int    BN_div_recp(BIGNUM *dv, BIGNUM *rem, BIGNUM *m,
-               BN_RECP_CTX *recp, BN_CTX *ctx);
+       const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);
+int    BN_div_recp(BIGNUM *dv, BIGNUM *rem, const BIGNUM *m,
+       BN_RECP_CTX *recp, BN_CTX *ctx);
+
+/* Functions for arithmetic over binary polynomials represented by BIGNUMs. 
+ *
+ * The BIGNUM::neg property of BIGNUMs representing binary polynomials is
+ * ignored.
+ *
+ * Note that input arguments are not const so that their bit arrays can
+ * be expanded to the appropriate size if needed.
+ */
+
+int    BN_GF2m_add(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b); /*r = a + b*/
+#define BN_GF2m_sub(r, a, b) BN_GF2m_add(r, a, b)
+int    BN_GF2m_mod(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p); /*r=a mod p*/
+int    BN_GF2m_mod_mul(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
+       const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx); /* r = (a * b) mod p */
+int    BN_GF2m_mod_sqr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
+       BN_CTX *ctx); /* r = (a * a) mod p */
+int    BN_GF2m_mod_inv(BIGNUM *r, const BIGNUM *b, const BIGNUM *p,
+       BN_CTX *ctx); /* r = (1 / b) mod p */
+int    BN_GF2m_mod_div(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
+       const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx); /* r = (a / b) mod p */
+int    BN_GF2m_mod_exp(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
+       const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx); /* r = (a ^ b) mod p */
+int    BN_GF2m_mod_sqrt(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
+       BN_CTX *ctx); /* r = sqrt(a) mod p */
+int    BN_GF2m_mod_solve_quad(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
+       BN_CTX *ctx); /* r^2 + r = a mod p */
+#define BN_GF2m_cmp(a, b) BN_ucmp((a), (b))
+/* Some functions allow for representation of the irreducible polynomials
+ * as an unsigned int[], say p.  The irreducible f(t) is then of the form:
+ *     t^p[0] + t^p[1] + ... + t^p[k]
+ * where m = p[0] > p[1] > ... > p[k] = 0.
+ */
+int    BN_GF2m_mod_arr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const unsigned int p[]);
+       /* r = a mod p */
+int    BN_GF2m_mod_mul_arr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
+       const unsigned int p[], BN_CTX *ctx); /* r = (a * b) mod p */
+int    BN_GF2m_mod_sqr_arr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const unsigned int p[],
+       BN_CTX *ctx); /* r = (a * a) mod p */
+int    BN_GF2m_mod_inv_arr(BIGNUM *r, const BIGNUM *b, const unsigned int p[],
+       BN_CTX *ctx); /* r = (1 / b) mod p */
+int    BN_GF2m_mod_div_arr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
+       const unsigned int p[], BN_CTX *ctx); /* r = (a / b) mod p */
+int    BN_GF2m_mod_exp_arr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
+       const unsigned int p[], BN_CTX *ctx); /* r = (a ^ b) mod p */
+int    BN_GF2m_mod_sqrt_arr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
+       const unsigned int p[], BN_CTX *ctx); /* r = sqrt(a) mod p */
+int    BN_GF2m_mod_solve_quad_arr(BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
+       const unsigned int p[], BN_CTX *ctx); /* r^2 + r = a mod p */
+int    BN_GF2m_poly2arr(const BIGNUM *a, unsigned int p[], int max);
+int    BN_GF2m_arr2poly(const unsigned int p[], BIGNUM *a);
+
+/* faster mod functions for the 'NIST primes' 
+ * 0 <= a < p^2 */
+int BN_nist_mod_192(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx);
+int BN_nist_mod_224(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx);
+int BN_nist_mod_256(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx);
+int BN_nist_mod_384(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx);
+int BN_nist_mod_521(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p, BN_CTX *ctx);
+
+const BIGNUM *BN_get0_nist_prime_192(void);
+const BIGNUM *BN_get0_nist_prime_224(void);
+const BIGNUM *BN_get0_nist_prime_256(void);
+const BIGNUM *BN_get0_nist_prime_384(void);
+const BIGNUM *BN_get0_nist_prime_521(void);
+
+/* library internal functions */
+
+#define bn_expand(a,bits) ((((((bits+BN_BITS2-1))/BN_BITS2)) <= (a)->dmax)?\
+       (a):bn_expand2((a),(bits)/BN_BITS2+1))
+#define bn_wexpand(a,words) (((words) <= (a)->dmax)?(a):bn_expand2((a),(words)))
+BIGNUM *bn_expand2(BIGNUM *a, int words);
+BIGNUM *bn_dup_expand(const BIGNUM *a, int words);
+
+/* Bignum consistency macros
+ * There is one "API" macro, bn_fix_top(), for stripping leading zeroes from
+ * bignum data after direct manipulations on the data. There is also an
+ * "internal" macro, bn_check_top(), for verifying that there are no leading
+ * zeroes. Unfortunately, some auditing is required due to the fact that
+ * bn_fix_top() has become an overabused duct-tape because bignum data is
+ * occasionally passed around in an inconsistent state. So the following
+ * changes have been made to sort this out;
+ * - bn_fix_top()s implementation has been moved to bn_correct_top()
+ * - if BN_DEBUG isn't defined, bn_fix_top() maps to bn_correct_top(), and
+ *   bn_check_top() is as before.
+ * - if BN_DEBUG *is* defined;
+ *   - bn_check_top() tries to pollute unused words even if the bignum 'top' is
+ *     consistent. (ed: only if BN_DEBUG_RAND is defined)
+ *   - bn_fix_top() maps to bn_check_top() rather than "fixing" anything.
+ * The idea is to have debug builds flag up inconsistent bignums when they
+ * occur. If that occurs in a bn_fix_top(), we examine the code in question; if
+ * the use of bn_fix_top() was appropriate (ie. it follows directly after code
+ * that manipulates the bignum) it is converted to bn_correct_top(), and if it
+ * was not appropriate, we convert it permanently to bn_check_top() and track
+ * down the cause of the bug. Eventually, no internal code should be using the
+ * bn_fix_top() macro. External applications and libraries should try this with
+ * their own code too, both in terms of building against the openssl headers
+ * with BN_DEBUG defined *and* linking with a version of OpenSSL built with it
+ * defined. This not only improves external code, it provides more test
+ * coverage for openssl's own code.
+ */
+
+#ifdef BN_DEBUG
+
+/* We only need assert() when debugging */
+#include <assert.h>
+
+#ifdef BN_DEBUG_RAND
+/* To avoid "make update" cvs wars due to BN_DEBUG, use some tricks */
+#ifndef RAND_pseudo_bytes
+int RAND_pseudo_bytes(unsigned char *buf,int num);
+#define BN_DEBUG_TRIX
+#endif
+#define bn_pollute(a) \
+       do { \
+               const BIGNUM *_bnum1 = (a); \
+               if(_bnum1->top < _bnum1->dmax) { \
+                       unsigned char _tmp_char; \
+                       /* We cast away const without the compiler knowing, any \
+                        * *genuinely* constant variables that aren't mutable \
+                        * wouldn't be constructed with top!=dmax. */ \
+                       BN_ULONG *_not_const; \
+                       memcpy(&_not_const, &_bnum1->d, sizeof(BN_ULONG*)); \
+                       RAND_pseudo_bytes(&_tmp_char, 1); \
+                       memset((unsigned char *)(_not_const + _bnum1->top), _tmp_char, \
+                               (_bnum1->dmax - _bnum1->top) * sizeof(BN_ULONG)); \
+               } \
+       } while(0)
+#ifdef BN_DEBUG_TRIX
+#undef RAND_pseudo_bytes
+#endif
+#else
+#define bn_pollute(a)
+#endif
+#define bn_check_top(a) \
+       do { \
+               const BIGNUM *_bnum2 = (a); \
+               assert((_bnum2->top == 0) || \
+                               (_bnum2->d[_bnum2->top - 1] != 0)); \
+               bn_pollute(_bnum2); \
+       } while(0)
+
+#define bn_fix_top(a)          bn_check_top(a)
 
+#else /* !BN_DEBUG */
+
+#define bn_pollute(a)
+#define bn_check_top(a)
+#define bn_fix_top(a)          bn_correct_top(a)
+
+#endif
+
+#define bn_correct_top(a) \
+        { \
+        BN_ULONG *ftl; \
+       if ((a)->top > 0) \
+               { \
+               for (ftl= &((a)->d[(a)->top-1]); (a)->top > 0; (a)->top--) \
+               if (*(ftl--)) break; \
+               } \
+       bn_pollute(a); \
+       }
+
+BN_ULONG bn_mul_add_words(BN_ULONG *rp, const BN_ULONG *ap, int num, BN_ULONG w);
+BN_ULONG bn_mul_words(BN_ULONG *rp, const BN_ULONG *ap, int num, BN_ULONG w);
+void     bn_sqr_words(BN_ULONG *rp, const BN_ULONG *ap, int num);
+BN_ULONG bn_div_words(BN_ULONG h, BN_ULONG l, BN_ULONG d);
+BN_ULONG bn_add_words(BN_ULONG *rp, const BN_ULONG *ap, const BN_ULONG *bp,int num);
+BN_ULONG bn_sub_words(BN_ULONG *rp, const BN_ULONG *ap, const BN_ULONG *bp,int num);
+
+#ifdef BN_DEBUG
+void bn_dump1(FILE *o, const char *a, const BN_ULONG *b,int n);
+# define bn_print(a) {fprintf(stderr, #a "="); BN_print_fp(stderr,a); \
+   fprintf(stderr,"\n");}
+# define bn_dump(a,n) bn_dump1(stderr,#a,a,n);
+#else
+# define bn_print(a)
+# define bn_dump(a,b)
+#endif
+
+int BN_bntest_rand(BIGNUM *rnd, int bits, int top,int bottom);
 
 /* BEGIN ERROR CODES */
 /* The following lines are auto generated by the script mkerr.pl. Any changes
  * made after this point may be overwritten when the script is next run.
  */
+void ERR_load_BN_strings(void);
 
 /* Error codes for the BN functions. */
 
@@ -439,30 +745,51 @@ int       BN_div_recp(BIGNUM *dv, BIGNUM *rem, BIGNUM *m,
 #define BN_F_BN_BLINDING_UPDATE                                 103
 #define BN_F_BN_BN2DEC                                  104
 #define BN_F_BN_BN2HEX                                  105
+#define BN_F_BN_CTX_GET                                         116
 #define BN_F_BN_CTX_NEW                                         106
 #define BN_F_BN_DIV                                     107
 #define BN_F_BN_EXPAND2                                         108
+#define BN_F_BN_EXPAND_INTERNAL                                 120
+#define BN_F_BN_GF2M_MOD                                126
+#define BN_F_BN_GF2M_MOD_DIV                            123
+#define BN_F_BN_GF2M_MOD_EXP                            127
+#define BN_F_BN_GF2M_MOD_MUL                            124
+#define BN_F_BN_GF2M_MOD_SOLVE_QUAD                     128
+#define BN_F_BN_GF2M_MOD_SOLVE_QUAD_ARR                         129
+#define BN_F_BN_GF2M_MOD_SQR                            125
+#define BN_F_BN_MOD_EXP2_MONT                           118
 #define BN_F_BN_MOD_EXP_MONT                            109
+#define BN_F_BN_MOD_EXP_MONT_WORD                       117
 #define BN_F_BN_MOD_INVERSE                             110
+#define BN_F_BN_MOD_LSHIFT_QUICK                        119
 #define BN_F_BN_MOD_MUL_RECIPROCAL                      111
+#define BN_F_BN_MOD_SQRT                                121
 #define BN_F_BN_MPI2BN                                  112
 #define BN_F_BN_NEW                                     113
 #define BN_F_BN_RAND                                    114
+#define BN_F_BN_RAND_RANGE                              122
 #define BN_F_BN_USUB                                    115
 
 /* Reason codes. */
 #define BN_R_ARG2_LT_ARG3                               100
 #define BN_R_BAD_RECIPROCAL                             101
+#define BN_R_BIGNUM_TOO_LONG                            114
 #define BN_R_CALLED_WITH_EVEN_MODULUS                   102
 #define BN_R_DIV_BY_ZERO                                103
 #define BN_R_ENCODING_ERROR                             104
 #define BN_R_EXPAND_ON_STATIC_BIGNUM_DATA               105
+#define BN_R_INPUT_NOT_REDUCED                          110
 #define BN_R_INVALID_LENGTH                             106
+#define BN_R_INVALID_RANGE                              115
+#define BN_R_NOT_A_SQUARE                               111
+#define BN_R_NOT_IMPLEMENTED                            116
 #define BN_R_NOT_INITIALIZED                            107
 #define BN_R_NO_INVERSE                                         108
+#define BN_R_P_IS_NOT_PRIME                             112
+#define BN_R_TOO_MANY_ITERATIONS                        113
+#define BN_R_TOO_MANY_TEMPORARY_VARIABLES               109
 
 #ifdef  __cplusplus
 }
 #endif
 #endif
-