SCA hardening for mod. field inversion in EC_GROUP
[openssl.git] / crypto / ec / ecp_nistp521.c
index de61a8ab5e4abb6a9170368ab7c1381b3c279439..ddfef91bda029f8baf07cf49c330cefb7811dbf2 100644 (file)
@@ -1,6 +1,12 @@
 /*
- * Written by Adam Langley (Google) for the OpenSSL project
+ * Copyright 2011-2019 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
+ *
+ * Licensed under the OpenSSL license (the "License").  You may not use
+ * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
+ * in the file LICENSE in the source distribution or at
+ * https://www.openssl.org/source/license.html
  */
+
 /* Copyright 2011 Google Inc.
  *
  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
  * work which got its smarts from Daniel J. Bernstein's work on the same.
  */
 
-#include <openssl/opensslconf.h>
+#include <openssl/e_os2.h>
 #ifdef OPENSSL_NO_EC_NISTP_64_GCC_128
 NON_EMPTY_TRANSLATION_UNIT
 #else
 
-# ifndef OPENSSL_SYS_VMS
-#  include <stdint.h>
-# else
-#  include <inttypes.h>
-# endif
-
 # include <string.h>
 # include <openssl/err.h>
 # include "ec_lcl.h"
@@ -50,7 +50,6 @@ typedef __uint128_t uint128_t;  /* nonstandard; implemented by gcc on 64-bit
 
 typedef uint8_t u8;
 typedef uint64_t u64;
-typedef int64_t s64;
 
 /*
  * The underlying field. P521 operates over GF(2^521-1). We can serialise an
@@ -188,7 +187,7 @@ static int BN_to_felem(felem out, const BIGNUM *bn)
     /* BN_bn2bin eats leading zeroes */
     memset(b_out, 0, sizeof(b_out));
     num_bytes = BN_num_bytes(bn);
-    if (num_bytes > sizeof b_out) {
+    if (num_bytes > sizeof(b_out)) {
         ECerr(EC_F_BN_TO_FELEM, EC_R_BIGNUM_OUT_OF_RANGE);
         return 0;
     }
@@ -207,8 +206,8 @@ static BIGNUM *felem_to_BN(BIGNUM *out, const felem in)
 {
     felem_bytearray b_in, b_out;
     felem_to_bin66(b_in, in);
-    flip_endian(b_out, b_in, sizeof b_out);
-    return BN_bin2bn(b_out, sizeof b_out, out);
+    flip_endian(b_out, b_in, sizeof(b_out));
+    return BN_bin2bn(b_out, sizeof(b_out), out);
 }
 
 /*-
@@ -867,7 +866,7 @@ static limb felem_is_zero(const felem in)
      * We know that ftmp[i] < 2^63, therefore the only way that the top bit
      * can be set is if is_zero was 0 before the decrement.
      */
-    is_zero = ((s64) is_zero) >> 63;
+    is_zero = 0 - (is_zero >> 63);
 
     is_p = ftmp[0] ^ kPrime[0];
     is_p |= ftmp[1] ^ kPrime[1];
@@ -880,13 +879,13 @@ static limb felem_is_zero(const felem in)
     is_p |= ftmp[8] ^ kPrime[8];
 
     is_p--;
-    is_p = ((s64) is_p) >> 63;
+    is_p = 0 - (is_p >> 63);
 
     is_zero |= is_p;
     return is_zero;
 }
 
-static int felem_is_zero_int(const felem in)
+static int felem_is_zero_int(const void *in)
 {
     return (int)(felem_is_zero(in) & ((limb) 1));
 }
@@ -951,7 +950,7 @@ static void felem_contract(felem out, const felem in)
     is_p &= is_p << 4;
     is_p &= is_p << 2;
     is_p &= is_p << 1;
-    is_p = ((s64) is_p) >> 63;
+    is_p = 0 - (is_p >> 63);
     is_p = ~is_p;
 
     /* is_p is 0 iff |out| == 2^521-1 and all ones otherwise */
@@ -977,7 +976,7 @@ static void felem_contract(felem out, const felem in)
     is_greater |= is_greater << 4;
     is_greater |= is_greater << 2;
     is_greater |= is_greater << 1;
-    is_greater = ((s64) is_greater) >> 63;
+    is_greater = 0 - (is_greater >> 63);
 
     out[0] -= kPrime[0] & is_greater;
     out[1] -= kPrime[1] & is_greater;
@@ -1589,6 +1588,7 @@ static void batch_mul(felem x_out, felem y_out, felem z_out,
 struct nistp521_pre_comp_st {
     felem g_pre_comp[16][3];
     int references;
+    CRYPTO_RWLOCK *lock;
 };
 
 const EC_METHOD *EC_GFp_nistp521_method(void)
@@ -1603,6 +1603,7 @@ const EC_METHOD *EC_GFp_nistp521_method(void)
         ec_GFp_nistp521_group_set_curve,
         ec_GFp_simple_group_get_curve,
         ec_GFp_simple_group_get_degree,
+        ec_group_simple_order_bits,
         ec_GFp_simple_group_check_discriminant,
         ec_GFp_simple_point_init,
         ec_GFp_simple_point_finish,
@@ -1630,9 +1631,20 @@ const EC_METHOD *EC_GFp_nistp521_method(void)
         ec_GFp_nist_field_mul,
         ec_GFp_nist_field_sqr,
         0 /* field_div */ ,
+        ec_GFp_simple_field_inv,
         0 /* field_encode */ ,
         0 /* field_decode */ ,
-        0                       /* field_set_to_one */
+        0,                      /* field_set_to_one */
+        ec_key_simple_priv2oct,
+        ec_key_simple_oct2priv,
+        0, /* set private */
+        ec_key_simple_generate_key,
+        ec_key_simple_check_key,
+        ec_key_simple_generate_public_key,
+        0, /* keycopy */
+        0, /* keyfinish */
+        ecdh_simple_compute_key,
+        0  /* blind_coordinates */
     };
 
     return &ret;
@@ -1651,22 +1663,40 @@ static NISTP521_PRE_COMP *nistp521_pre_comp_new()
         ECerr(EC_F_NISTP521_PRE_COMP_NEW, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
         return ret;
     }
+
     ret->references = 1;
+
+    ret->lock = CRYPTO_THREAD_lock_new();
+    if (ret->lock == NULL) {
+        ECerr(EC_F_NISTP521_PRE_COMP_NEW, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
+        OPENSSL_free(ret);
+        return NULL;
+    }
     return ret;
 }
 
 NISTP521_PRE_COMP *EC_nistp521_pre_comp_dup(NISTP521_PRE_COMP *p)
 {
+    int i;
     if (p != NULL)
-        CRYPTO_add(&p->references, 1, CRYPTO_LOCK_EC_PRE_COMP);
+        CRYPTO_atomic_add(&p->references, 1, &i, p->lock);
     return p;
 }
 
 void EC_nistp521_pre_comp_free(NISTP521_PRE_COMP *p)
 {
-    if (p == NULL
-            || CRYPTO_add(&p->references, -1, CRYPTO_LOCK_EC_PRE_COMP) > 0)
+    int i;
+
+    if (p == NULL)
         return;
+
+    CRYPTO_atomic_add(&p->references, -1, &i, p->lock);
+    REF_PRINT_COUNT("EC_nistp521", x);
+    if (i > 0)
+        return;
+    REF_ASSERT_ISNT(i < 0);
+
+    CRYPTO_THREAD_lock_free(p->lock);
     OPENSSL_free(p);
 }
 
@@ -1776,7 +1806,6 @@ static void make_points_affine(size_t num, felem points[][3],
                                              sizeof(felem),
                                              tmp_felems,
                                              (void (*)(void *))felem_one,
-                                             (int (*)(const void *))
                                              felem_is_zero_int,
                                              (void (*)(void *, const void *))
                                              felem_assign,