Remove randomness from the test. These constants give me a segment
[openssl.git] / crypto / bn / bntest.c
index 8b3f9ead3ebda5d1824ab900d1b50ae7c6601d11..3c0c95feb609028db2c687341d3b743b1ea2399e 100644 (file)
@@ -72,9 +72,9 @@
 #include "../bio/bss_file.c"
 #endif
 
-const num0 = 100; /* number of tests */
-const num1 = 50;  /* additional tests for some functions */
-const num2 = 5;   /* number of tests for slow functions */
+const int num0 = 100; /* number of tests */
+const int num1 = 50;  /* additional tests for some functions */
+const int num2 = 5;   /* number of tests for slow functions */
 
 int test_add(BIO *bp);
 int test_sub(BIO *bp);
@@ -91,6 +91,8 @@ int test_mod(BIO *bp,BN_CTX *ctx);
 int test_mod_mul(BIO *bp,BN_CTX *ctx);
 int test_mod_exp(BIO *bp,BN_CTX *ctx);
 int test_exp(BIO *bp,BN_CTX *ctx);
+int test_kron(BIO *bp,BN_CTX *ctx);
+int test_sqrt(BIO *bp,BN_CTX *ctx);
 int rand_neg(void);
 static int results=0;
 
@@ -104,10 +106,10 @@ static unsigned char lst[]="\xC6\x4F\x43\x04\x2A\xEA\xCA\x6E\x58\x36\x80\x5B\xE8
 
 static const char rnd_seed[] = "string to make the random number generator think it has entropy";
 
-void message(BIO *out, char *m)
+static void message(BIO *out, char *m)
        {
        fprintf(stderr, "test %s\n", m);
-#if defined(linux) || defined(FreeBSD) /* can we use GNU bc features? */
+#if defined(linux) || defined(__FreeBSD__) /* can we use GNU bc features? */
        BIO_puts(out, "print \"test ");
        BIO_puts(out, m);
        BIO_puts(out, "\\n\"\n");
@@ -163,70 +165,80 @@ int main(int argc, char *argv[])
        if (!results)
                BIO_puts(out,"obase=16\nibase=16\n");
 
+#if 0
        message(out,"BN_add");
        if (!test_add(out)) goto err;
-       fflush(stdout);
+       BIO_flush(out);
 
        message(out,"BN_sub");
        if (!test_sub(out)) goto err;
-       fflush(stdout);
+       BIO_flush(out);
 
        message(out,"BN_lshift1");
        if (!test_lshift1(out)) goto err;
-       fflush(stdout);
+       BIO_flush(out);
 
        message(out,"BN_lshift (fixed)");
        if (!test_lshift(out,ctx,BN_bin2bn(lst,sizeof(lst)-1,NULL)))
            goto err;
-       fflush(stdout);
+       BIO_flush(out);
 
        message(out,"BN_lshift");
        if (!test_lshift(out,ctx,NULL)) goto err;
-       fflush(stdout);
+       BIO_flush(out);
 
        message(out,"BN_rshift1");
        if (!test_rshift1(out)) goto err;
-       fflush(stdout);
+       BIO_flush(out);
 
        message(out,"BN_rshift");
        if (!test_rshift(out,ctx)) goto err;
-       fflush(stdout);
+       BIO_flush(out);
 
        message(out,"BN_sqr");
        if (!test_sqr(out,ctx)) goto err;
-       fflush(stdout);
+       BIO_flush(out);
 
        message(out,"BN_mul");
        if (!test_mul(out)) goto err;
-       fflush(stdout);
+       BIO_flush(out);
 
        message(out,"BN_div");
        if (!test_div(out,ctx)) goto err;
-       fflush(stdout);
+       BIO_flush(out);
 
        message(out,"BN_div_recp");
        if (!test_div_recp(out,ctx)) goto err;
-       fflush(stdout);
+       BIO_flush(out);
 
        message(out,"BN_mod");
        if (!test_mod(out,ctx)) goto err;
-       fflush(stdout);
+       BIO_flush(out);
 
        message(out,"BN_mod_mul");
        if (!test_mod_mul(out,ctx)) goto err;
-       fflush(stdout);
+       BIO_flush(out);
 
        message(out,"BN_mont");
        if (!test_mont(out,ctx)) goto err;
-       fflush(stdout);
+       BIO_flush(out);
 
        message(out,"BN_mod_exp");
        if (!test_mod_exp(out,ctx)) goto err;
-       fflush(stdout);
+       BIO_flush(out);
 
        message(out,"BN_exp");
        if (!test_exp(out,ctx)) goto err;
-       fflush(stdout);
+       BIO_flush(out);
+#endif
+
+       message(out,"BN_kronecker");
+       if (!test_kron(out,ctx)) goto err;
+       BIO_flush(out);
+
+       message(out,"BN_mod_sqrt");
+       if (!test_sqrt(out,ctx)) goto err;
+       BIO_flush(out);
 
        BN_CTX_free(ctx);
        BIO_free(out);
@@ -234,7 +246,9 @@ int main(int argc, char *argv[])
 /**/
        exit(0);
 err:
-       BIO_puts(out,"1\n"); /* make sure bc fails if we are piping to it */
+       BIO_puts(out,"1\n"); /* make sure the Perl script fed by bc notices
+                             * the failure, see test_bn in test/Makefile.ssl*/
+       BIO_flush(out);
        ERR_load_crypto_strings();
        ERR_print_errors_fp(stderr);
        exit(1);
@@ -505,7 +519,7 @@ int test_mul(BIO *bp)
 
        for (i=0; i<num0+num1; i++)
                {
-               if (i < num1)
+               if (i <= num1)
                        {
                        BN_rand(&a,100,0,0);
                        BN_rand(&b,100,0,0);
@@ -615,13 +629,16 @@ int test_mont(BIO *bp, BN_CTX *ctx)
        BN_rand(&b,100,0,0); /**/
        for (i=0; i<num2; i++)
                {
-               int bits = (100%BN_BITS2+1)*BN_BITS2*i*BN_BITS2;
+               int bits = (200*(i+1))/num2;
 
                if (bits == 0)
                        continue;
                BN_rand(&n,bits,0,1);
                BN_MONT_CTX_set(mont,&n,ctx);
 
+               BN_nnmod(&a,&a,&n,ctx);
+               BN_nnmod(&b,&b,&n,ctx);
+
                BN_to_montgomery(&A,&a,mont,ctx);
                BN_to_montgomery(&B,&b,mont,ctx);
 
@@ -759,6 +776,16 @@ int test_mod_mul(BIO *bp, BN_CTX *ctx)
                                BN_print(bp,b);
                                BIO_puts(bp," % ");
                                BN_print(bp,c);
+                               if ((a->neg ^ b->neg) && !BN_is_zero(e))
+                                       {
+                                       /* If  (a*b) % c  is negative,  c  must be added
+                                        * in order to obtain the normalized remainder
+                                        * (new with OpenSSL 0.9.7, previous versions of
+                                        * BN_mod_mul could generate negative results)
+                                        */
+                                       BIO_puts(bp," + ");
+                                       BN_print(bp,c);
+                                       }
                                BIO_puts(bp," - ");
                                }
                        BN_print(bp,e);
@@ -770,6 +797,7 @@ int test_mod_mul(BIO *bp, BN_CTX *ctx)
                if(!BN_is_zero(b))
                    {
                    fprintf(stderr,"Modulo multiply test failed!\n");
+                   ERR_print_errors_fp(stderr);
                    return 0;
                    }
                }
@@ -882,6 +910,186 @@ int test_exp(BIO *bp, BN_CTX *ctx)
        return(1);
        }
 
+static void genprime_cb(int p, int n, void *arg)
+       {
+       char c='*';
+
+       if (p == 0) c='.';
+       if (p == 1) c='+';
+       if (p == 2) c='*';
+       if (p == 3) c='\n';
+       putc(c, stderr);
+       fflush(stderr);
+       (void)n;
+       (void)arg;
+       }
+
+int test_kron(BIO *bp, BN_CTX *ctx)
+       {
+       BIGNUM *a,*b,*r,*t;
+       int i;
+       int legendre, kronecker;
+       int ret = 0;
+
+       a = BN_new();
+       b = BN_new();
+       r = BN_new();
+       t = BN_new();
+       if (a == NULL || b == NULL || r == NULL || t == NULL) goto err;
+       
+       /* We test BN_kronecker(a, b, ctx) just for  b  odd (Jacobi symbol).
+        * In this case we know that if  b  is prime, then BN_kronecker(a, b, ctx)
+        * is congruent to $a^{(b-1)/2}$, modulo $b$ (Legendre symbol).
+        * So we generate a random prime  b  and compare these values
+        * for a number of random  a's.  (That is, we run the Solovay-Strassen
+        * primality test to confirm that  b  is prime, except that we
+        * don't want to test whether  b  is prime but whether BN_kronecker
+        * works.) */
+
+#if 0
+       if (!BN_generate_prime(b, 512, 0, NULL, NULL, genprime_cb, NULL)) goto err;
+#else
+       if (!BN_set_word(b,65537)) goto err;
+#endif
+       putc('\n', stderr);
+
+       for (i = 0; i < num0; i++)
+               {
+#if 0
+               if (!BN_rand(a, 512, 0, 0)) goto err;
+               a->neg = rand_neg();
+#else
+               if (!BN_bin2bn("\x01\xff\xff\xff\xff", 5, a)) goto err;
+#endif
+
+               /* t := (b-1)/2  (note that b is odd) */
+               if (!BN_copy(t, b)) goto err;
+               if (!BN_sub_word(t, 1)) goto err;
+               if (!BN_rshift1(t, t)) goto err;
+               /* r := a^t mod b */
+#if 0
+               if (!BN_mod_exp(r, a, t, b, ctx)) goto err;
+#elif 0
+               if (!BN_mod_exp_recp(r, a, t, b, ctx)) goto err;
+#else
+               if (!BN_mod_exp_simple(r, a, t, b, ctx)) goto err;
+#endif
+
+               if (BN_is_word(r, 1))
+                       legendre = 1;
+               else if (BN_is_zero(r))
+                       legendre = 0;
+               else
+                       {
+                       if (!BN_add_word(r, 1)) goto err;
+                       if (0 != BN_cmp(r, b))
+                               {
+                               fprintf(stderr, "Legendre symbol computation failed\n");
+                               goto err;
+                               }
+                       legendre = -1;
+                       }
+
+               kronecker = BN_kronecker(a, b, ctx);
+               if (kronecker < -1) goto err;
+               
+               if (legendre != kronecker)
+                       {
+                       fprintf(stderr, "legendre != kronecker; a = ");
+                       BN_print_fp(stderr, a);
+                       fprintf(stderr, ", a = ");
+                       BN_print_fp(stderr, b);
+                       fprintf(stderr, "\n");
+                       goto err;
+                       }
+
+               putc('.', stderr);
+               fflush(stderr);
+               }
+
+       putc('\n', stderr);
+       fflush(stderr);
+       ret = 1;
+ err:
+       if (a != NULL) BN_free(a);
+       if (b != NULL) BN_free(b);
+       if (r != NULL) BN_free(r);
+       if (t != NULL) BN_free(t);
+       return ret;
+       }
+
+int test_sqrt(BIO *bp, BN_CTX *ctx)
+       {
+       BIGNUM *a,*p,*r;
+       int i, j;
+       int ret = 0;
+
+       a = BN_new();
+       p = BN_new();
+       r = BN_new();
+       if (a == NULL || p == NULL || r == NULL) goto err;
+       
+       for (i = 0; i < 16; i++)
+               {
+               if (i < 8)
+                       {
+                       unsigned primes[8] = { 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19 };
+                       
+                       if (!BN_set_word(p, primes[i])) goto err;
+                       }
+               else
+                       {
+                       if (!BN_set_word(a, 32)) goto err;
+                       if (!BN_set_word(r, 2*i + 1)) goto err;
+               
+                       if (!BN_generate_prime(p, 256, 0, a, r, genprime_cb, NULL)) goto err;
+                       putc('\n', stderr);
+                       }
+
+               for (j = 0; j < num2; j++)
+                       {
+                       /* construct 'a' such that it is a square modulo p,
+                        * but in general not a proper square and not reduced modulo p */
+                       if (!BN_rand(r, 256, 0, 3)) goto err;
+                       if (!BN_nnmod(r, r, p, ctx)) goto err;
+                       if (!BN_mod_sqr(r, r, p, ctx)) goto err;
+                       if (!BN_rand(a, 256, 0, 3)) goto err;
+                       if (!BN_nnmod(a, a, p, ctx)) goto err;
+                       if (!BN_mod_sqr(a, a, p, ctx)) goto err;
+                       if (!BN_mul(a, a, r, ctx)) goto err;
+
+                       if (!BN_mod_sqrt(r, a, p, ctx)) goto err;
+                       if (!BN_mod_sqr(r, r, p, ctx)) goto err;
+
+                       if (!BN_nnmod(a, a, p, ctx)) goto err;
+
+                       if (BN_cmp(a, r) != 0)
+                               {
+                               fprintf(stderr, "BN_mod_sqrt failed: a = ");
+                               BN_print_fp(stderr, a);
+                               fprintf(stderr, ", r = ");
+                               BN_print_fp(stderr, r);
+                               fprintf(stderr, ", p = ");
+                               BN_print_fp(stderr, p);
+                               fprintf(stderr, "\n");
+                               goto err;
+                               }
+
+                       putc('.', stderr);
+                       fflush(stderr);
+                       }
+               
+               putc('\n', stderr);
+               fflush(stderr);
+               }
+       ret = 1;
+ err:
+       if (a != NULL) BN_free(a);
+       if (p != NULL) BN_free(p);
+       if (r != NULL) BN_free(r);
+       return ret;
+       }
+
 int test_lshift(BIO *bp,BN_CTX *ctx,BIGNUM *a_)
        {
        BIGNUM *a,*b,*c,*d;