md_rand: FAQ URL to use https and follow a redirect
[openssl.git] / crypto / rand / md_rand.c
index 72c557b19b8dba8b89cbf7fffcfc5e920576c3f9..c7be2783da40bddd77a02e432825d378966966cc 100644 (file)
@@ -1,25 +1,24 @@
-/* crypto/rand/md_rand.c */
 /* Copyright (C) 1995-1998 Eric Young (eay@cryptsoft.com)
  * All rights reserved.
  *
  * This package is an SSL implementation written
  * by Eric Young (eay@cryptsoft.com).
  * The implementation was written so as to conform with Netscapes SSL.
- * 
+ *
  * This library is free for commercial and non-commercial use as long as
  * the following conditions are aheared to.  The following conditions
  * apply to all code found in this distribution, be it the RC4, RSA,
  * lhash, DES, etc., code; not just the SSL code.  The SSL documentation
  * included with this distribution is covered by the same copyright terms
  * except that the holder is Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com).
- * 
+ *
  * Copyright remains Eric Young's, and as such any Copyright notices in
  * the code are not to be removed.
  * If this package is used in a product, Eric Young should be given attribution
  * as the author of the parts of the library used.
  * This can be in the form of a textual message at program startup or
  * in documentation (online or textual) provided with the package.
- * 
+ *
  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  * modification, are permitted provided that the following conditions
  * are met:
  *     Eric Young (eay@cryptsoft.com)"
  *    The word 'cryptographic' can be left out if the rouines from the library
  *    being used are not cryptographic related :-).
- * 4. If you include any Windows specific code (or a derivative thereof) from 
+ * 4. If you include any Windows specific code (or a derivative thereof) from
  *    the apps directory (application code) you must include an acknowledgement:
  *    "This product includes software written by Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com)"
- * 
+ *
  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY ERIC YOUNG ``AS IS'' AND
  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  * SUCH DAMAGE.
- * 
+ *
  * The licence and distribution terms for any publically available version or
  * derivative of this code cannot be changed.  i.e. this code cannot simply be
  * copied and put under another distribution licence
  * [including the GNU Public Licence.]
  */
+/* ====================================================================
+ * Copyright (c) 1998-2001 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
+ *
+ * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
+ * modification, are permitted provided that the following conditions
+ * are met:
+ *
+ * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
+ *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
+ *
+ * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
+ *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
+ *    the documentation and/or other materials provided with the
+ *    distribution.
+ *
+ * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
+ *    software must display the following acknowledgment:
+ *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
+ *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.openssl.org/)"
+ *
+ * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
+ *    endorse or promote products derived from this software without
+ *    prior written permission. For written permission, please contact
+ *    openssl-core@openssl.org.
+ *
+ * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
+ *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
+ *    permission of the OpenSSL Project.
+ *
+ * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
+ *    acknowledgment:
+ *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
+ *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.openssl.org/)"
+ *
+ * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
+ * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
+ * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
+ * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
+ * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
+ * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
+ * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
+ * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
+ * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
+ * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
+ * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
+ * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ * ====================================================================
+ *
+ * This product includes cryptographic software written by Eric Young
+ * (eay@cryptsoft.com).  This product includes software written by Tim
+ * Hudson (tjh@cryptsoft.com).
+ *
+ */
+
+#ifdef MD_RAND_DEBUG
+# ifndef NDEBUG
+#  define NDEBUG
+# endif
+#endif
 
+#include <assert.h>
 #include <stdio.h>
-#include <time.h>
 #include <string.h>
 
-#include "openssl/e_os.h"
+#include "e_os.h"
 
+#if !(defined(OPENSSL_SYS_WIN32) || defined(OPENSSL_SYS_VXWORKS) || defined(OPENSSL_SYS_DSPBIOS))
+# include <sys/time.h>
+#endif
+#if defined(OPENSSL_SYS_VXWORKS)
+# include <time.h>
+#endif
+
+#include <openssl/opensslconf.h>
 #include <openssl/crypto.h>
+#include <openssl/rand.h>
+#include <openssl/async.h>
+#include "rand_lcl.h"
 
-#if !defined(USE_MD5_RAND) && !defined(USE_SHA1_RAND) && !defined(USE_MDC2_RAND) && !defined(USE_MD2_RAND)
-#if !defined(NO_SHA) && !defined(NO_SHA1)
-#define USE_SHA1_RAND
-#elif !defined(NO_MD5)
-#define USE_MD5_RAND
-#elif !defined(NO_MDC2) && !defined(NO_DES)
-#define USE_MDC2_RAND
-#elif !defined(NO_MD2)
-#define USE_MD2_RAND
-#else
-#error No message digest algorithm available
+#include <openssl/err.h>
+
+#ifdef OPENSSL_FIPS
+# include <openssl/fips.h>
 #endif
+
+#ifdef BN_DEBUG
+# define PREDICT
 #endif
 
-/* Changed how the state buffer used.  I now attempt to 'wrap' such
- * that I don't run over the same locations the next time  go through
- * the 1023 bytes - many thanks to
- * Robert J. LeBlanc <rjl@renaissoft.com> for his comments
- */
+/* #define PREDICT      1 */
+
+#define STATE_SIZE      1023
+static int state_num = 0, state_index = 0;
+static unsigned char state[STATE_SIZE + MD_DIGEST_LENGTH];
+static unsigned char md[MD_DIGEST_LENGTH];
+static long md_count[2] = { 0, 0 };
+
+static double entropy = 0;
+static int initialized = 0;
+
+static unsigned int crypto_lock_rand = 0; /* may be set only when a thread
+                                           * holds CRYPTO_LOCK_RAND (to
+                                           * prevent double locking) */
+/* access to lockin_thread is synchronized by CRYPTO_LOCK_RAND2 */
+/* valid iff crypto_lock_rand is set */
+static CRYPTO_THREADID locking_threadid;
 
-#if defined(USE_MD5_RAND)
-#include <openssl/md5.h>
-#define MD_DIGEST_LENGTH       MD5_DIGEST_LENGTH
-#define MD_CTX                 MD5_CTX
-#define MD_Init(a)             MD5_Init(a)
-#define MD_Update(a,b,c)       MD5_Update(a,b,c)
-#define        MD_Final(a,b)           MD5_Final(a,b)
-#define        MD(a,b,c)               MD5(a,b,c)
-#elif defined(USE_SHA1_RAND)
-#include <openssl/sha.h>
-#define MD_DIGEST_LENGTH       SHA_DIGEST_LENGTH
-#define MD_CTX                 SHA_CTX
-#define MD_Init(a)             SHA1_Init(a)
-#define MD_Update(a,b,c)       SHA1_Update(a,b,c)
-#define        MD_Final(a,b)           SHA1_Final(a,b)
-#define        MD(a,b,c)               SHA1(a,b,c)
-#elif defined(USE_MDC2_RAND)
-#include <openssl/mdc2.h>
-#define MD_DIGEST_LENGTH       MDC2_DIGEST_LENGTH
-#define MD_CTX                 MDC2_CTX
-#define MD_Init(a)             MDC2_Init(a)
-#define MD_Update(a,b,c)       MDC2_Update(a,b,c)
-#define        MD_Final(a,b)           MDC2_Final(a,b)
-#define        MD(a,b,c)               MDC2(a,b,c)
-#elif defined(USE_MD2_RAND)
-#include <openssl/md2.h>
-#define MD_DIGEST_LENGTH       MD2_DIGEST_LENGTH
-#define MD_CTX                 MD2_CTX
-#define MD_Init(a)             MD2_Init(a)
-#define MD_Update(a,b,c)       MD2_Update(a,b,c)
-#define        MD_Final(a,b)           MD2_Final(a,b)
-#define        MD(a,b,c)               MD2(a,b,c)
+#ifdef PREDICT
+int rand_predictable = 0;
 #endif
 
-#include <openssl/rand.h>
+static void rand_hw_seed(EVP_MD_CTX *ctx);
 
-/* #define NORAND      1 */
-/* #define PREDICT     1 */
+static void rand_cleanup(void);
+static int rand_seed(const void *buf, int num);
+static int rand_add(const void *buf, int num, double add_entropy);
+static int rand_bytes(unsigned char *buf, int num, int pseudo);
+static int rand_nopseudo_bytes(unsigned char *buf, int num);
+#if OPENSSL_API_COMPAT < 0x10100000L
+static int rand_pseudo_bytes(unsigned char *buf, int num);
+#endif
+static int rand_status(void);
+
+static RAND_METHOD rand_meth = {
+    rand_seed,
+    rand_nopseudo_bytes,
+    rand_cleanup,
+    rand_add,
+#if OPENSSL_API_COMPAT < 0x10100000L
+    rand_pseudo_bytes,
+#else
+    NULL,
+#endif
+    rand_status
+};
 
-#define STATE_SIZE     1023
-static int state_num=0,state_index=0;
-static unsigned char state[STATE_SIZE+MD_DIGEST_LENGTH];
-static unsigned char md[MD_DIGEST_LENGTH];
-static long md_count[2]={0,0};
-
-const char *RAND_version="RAND" OPENSSL_VERSION_PTEXT;
-
-static void ssleay_rand_cleanup(void);
-static void ssleay_rand_seed(const void *buf, int num);
-static void ssleay_rand_bytes(unsigned char *buf, int num);
-
-RAND_METHOD rand_ssleay_meth={
-       ssleay_rand_seed,
-       ssleay_rand_bytes,
-       ssleay_rand_cleanup,
-       }; 
-
-RAND_METHOD *RAND_SSLeay(void)
-       {
-       return(&rand_ssleay_meth);
-       }
-
-static void ssleay_rand_cleanup(void)
-       {
-       memset(state,0,sizeof(state));
-       state_num=0;
-       state_index=0;
-       memset(md,0,MD_DIGEST_LENGTH);
-       md_count[0]=0;
-       md_count[1]=0;
-       }
-
-static void ssleay_rand_seed(const void *buf, int num)
-       {
-       int i,j,k,st_idx,st_num;
-       MD_CTX m;
-
-#ifdef NORAND
-       return;
+RAND_METHOD *RAND_OpenSSL(void)
+{
+    return (&rand_meth);
+}
+
+static void rand_cleanup(void)
+{
+    OPENSSL_cleanse(state, sizeof(state));
+    state_num = 0;
+    state_index = 0;
+    OPENSSL_cleanse(md, MD_DIGEST_LENGTH);
+    md_count[0] = 0;
+    md_count[1] = 0;
+    entropy = 0;
+    initialized = 0;
+}
+
+static int rand_add(const void *buf, int num, double add)
+{
+    int i, j, k, st_idx;
+    long md_c[2];
+    unsigned char local_md[MD_DIGEST_LENGTH];
+    EVP_MD_CTX *m;
+    int do_not_lock;
+    int rv = 0;
+
+    if (!num)
+        return 1;
+
+    /*
+     * (Based on the rand(3) manpage)
+     *
+     * The input is chopped up into units of 20 bytes (or less for
+     * the last block).  Each of these blocks is run through the hash
+     * function as follows:  The data passed to the hash function
+     * is the current 'md', the same number of bytes from the 'state'
+     * (the location determined by in incremented looping index) as
+     * the current 'block', the new key data 'block', and 'count'
+     * (which is incremented after each use).
+     * The result of this is kept in 'md' and also xored into the
+     * 'state' at the same locations that were used as input into the
+     * hash function.
+     */
+
+    m = EVP_MD_CTX_new();
+    if (m == NULL)
+        goto err;
+
+    /* check if we already have the lock */
+    if (crypto_lock_rand) {
+        CRYPTO_THREADID cur;
+        CRYPTO_THREADID_current(&cur);
+        CRYPTO_r_lock(CRYPTO_LOCK_RAND2);
+        do_not_lock = !CRYPTO_THREADID_cmp(&locking_threadid, &cur);
+        CRYPTO_r_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND2);
+    } else
+        do_not_lock = 0;
+
+    if (!do_not_lock)
+        CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
+    st_idx = state_index;
+
+    /*
+     * use our own copies of the counters so that even if a concurrent thread
+     * seeds with exactly the same data and uses the same subarray there's
+     * _some_ difference
+     */
+    md_c[0] = md_count[0];
+    md_c[1] = md_count[1];
+
+    memcpy(local_md, md, sizeof md);
+
+    /* state_index <= state_num <= STATE_SIZE */
+    state_index += num;
+    if (state_index >= STATE_SIZE) {
+        state_index %= STATE_SIZE;
+        state_num = STATE_SIZE;
+    } else if (state_num < STATE_SIZE) {
+        if (state_index > state_num)
+            state_num = state_index;
+    }
+    /* state_index <= state_num <= STATE_SIZE */
+
+    /*
+     * state[st_idx], ..., state[(st_idx + num - 1) % STATE_SIZE] are what we
+     * will use now, but other threads may use them as well
+     */
+
+    md_count[1] += (num / MD_DIGEST_LENGTH) + (num % MD_DIGEST_LENGTH > 0);
+
+    if (!do_not_lock)
+        CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
+
+    for (i = 0; i < num; i += MD_DIGEST_LENGTH) {
+        j = (num - i);
+        j = (j > MD_DIGEST_LENGTH) ? MD_DIGEST_LENGTH : j;
+
+        if (!MD_Init(m))
+            goto err;
+        if (!MD_Update(m, local_md, MD_DIGEST_LENGTH))
+            goto err;
+        k = (st_idx + j) - STATE_SIZE;
+        if (k > 0) {
+            if (!MD_Update(m, &(state[st_idx]), j - k))
+                goto err;
+            if (!MD_Update(m, &(state[0]), k))
+                goto err;
+        } else if (!MD_Update(m, &(state[st_idx]), j))
+            goto err;
+
+        /* DO NOT REMOVE THE FOLLOWING CALL TO MD_Update()! */
+        if (!MD_Update(m, buf, j))
+            goto err;
+        /*
+         * We know that line may cause programs such as purify and valgrind
+         * to complain about use of uninitialized data.  The problem is not,
+         * it's with the caller.  Removing that line will make sure you get
+         * really bad randomness and thereby other problems such as very
+         * insecure keys.
+         */
+
+        if (!MD_Update(m, (unsigned char *)&(md_c[0]), sizeof(md_c)))
+            goto err;
+        if (!MD_Final(m, local_md))
+            goto err;
+        md_c[1]++;
+
+        buf = (const char *)buf + j;
+
+        for (k = 0; k < j; k++) {
+            /*
+             * Parallel threads may interfere with this, but always each byte
+             * of the new state is the XOR of some previous value of its and
+             * local_md (intermediate values may be lost). Alway using locking
+             * could hurt performance more than necessary given that
+             * conflicts occur only when the total seeding is longer than the
+             * random state.
+             */
+            state[st_idx++] ^= local_md[k];
+            if (st_idx >= STATE_SIZE)
+                st_idx = 0;
+        }
+    }
+
+    if (!do_not_lock)
+        CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
+    /*
+     * Don't just copy back local_md into md -- this could mean that other
+     * thread's seeding remains without effect (except for the incremented
+     * counter).  By XORing it we keep at least as much entropy as fits into
+     * md.
+     */
+    for (k = 0; k < (int)sizeof(md); k++) {
+        md[k] ^= local_md[k];
+    }
+    if (entropy < ENTROPY_NEEDED) /* stop counting when we have enough */
+        entropy += add;
+    if (!do_not_lock)
+        CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
+
+#if !defined(OPENSSL_THREADS) && !defined(OPENSSL_SYS_WIN32)
+    assert(md_c[1] == md_count[1]);
 #endif
+    rv = 1;
+ err:
+    EVP_MD_CTX_free(m);
+    return rv;
+}
+
+static int rand_seed(const void *buf, int num)
+{
+    return rand_add(buf, num, (double)num);
+}
 
-       CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
-       st_idx=state_index;
-       st_num=state_num;
-
-       state_index=(state_index+num);
-       if (state_index >= STATE_SIZE)
-               {
-               state_index%=STATE_SIZE;
-               state_num=STATE_SIZE;
-               }
-       else if (state_num < STATE_SIZE)        
-               {
-               if (state_index > state_num)
-                       state_num=state_index;
-               }
-       CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
-
-       for (i=0; i<num; i+=MD_DIGEST_LENGTH)
-               {
-               j=(num-i);
-               j=(j > MD_DIGEST_LENGTH)?MD_DIGEST_LENGTH:j;
-
-               MD_Init(&m);
-               MD_Update(&m,md,MD_DIGEST_LENGTH);
-               k=(st_idx+j)-STATE_SIZE;
-               if (k > 0)
-                       {
-                       MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j-k);
-                       MD_Update(&m,&(state[0]),k);
-                       }
-               else
-                       MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j);
-                       
-               MD_Update(&m,buf,j);
-               MD_Update(&m,(unsigned char *)&(md_count[0]),sizeof(md_count));
-               MD_Final(md,&m);
-               md_count[1]++;
-
-               buf=(const char *)buf + j;
-
-               for (k=0; k<j; k++)
-                       {
-                       state[st_idx++]^=md[k];
-                       if (st_idx >= STATE_SIZE)
-                               {
-                               st_idx=0;
-                               st_num=STATE_SIZE;
-                               }
-                       }
-               }
-       memset((char *)&m,0,sizeof(m));
-       }
-
-static void ssleay_rand_bytes(unsigned char *buf, int num)
-       {
-       int i,j,k,st_num,st_idx;
-       MD_CTX m;
-       static int init=1;
-       unsigned long l;
-#ifdef DEVRANDOM
-       FILE *fh;
+static int rand_bytes(unsigned char *buf, int num, int pseudo)
+{
+    static volatile int stirred_pool = 0;
+    int i, j, k, st_num, st_idx;
+    int num_ceil;
+    int ok;
+    long md_c[2];
+    unsigned char local_md[MD_DIGEST_LENGTH];
+    EVP_MD_CTX *m;
+#ifndef GETPID_IS_MEANINGLESS
+    pid_t curr_pid = getpid();
+#endif
+    time_t curr_time = time(NULL);
+    int do_stir_pool = 0;
+/* time value for various platforms */
+#ifdef OPENSSL_SYS_WIN32
+    FILETIME tv;
+# ifdef _WIN32_WCE
+    SYSTEMTIME t;
+    GetSystemTime(&t);
+    SystemTimeToFileTime(&t, &tv);
+# else
+    GetSystemTimeAsFileTime(&tv);
+# endif
+#elif defined(OPENSSL_SYS_VXWORKS)
+    struct timespec tv;
+    clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts);
+#elif defined(OPENSSL_SYS_DSPBIOS)
+    unsigned long long tv, OPENSSL_rdtsc();
+    tv = OPENSSL_rdtsc();
+#else
+    struct timeval tv;
+    gettimeofday(&tv, NULL);
 #endif
 
 #ifdef PREDICT
-       {
-       static unsigned char val=0;
+    if (rand_predictable) {
+        static unsigned char val = 0;
 
-       for (i=0; i<num; i++)
-               buf[i]=val++;
-       return;
-       }
+        for (i = 0; i < num; i++)
+            buf[i] = val++;
+        return (1);
+    }
 #endif
 
-       CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
-
-       if (init)
-               {
-               CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
-               /* put in some default random data, we need more than
-                * just this */
-               RAND_seed(&m,sizeof(m));
-#ifndef MSDOS
-               l=getpid();
-               RAND_seed(&l,sizeof(l));
-               l=getuid();
-               RAND_seed(&l,sizeof(l));
+    if (num <= 0)
+        return 1;
+
+    m = EVP_MD_CTX_new();
+    if (m == NULL)
+        goto err_mem;
+
+    /* round upwards to multiple of MD_DIGEST_LENGTH/2 */
+    num_ceil =
+        (1 + (num - 1) / (MD_DIGEST_LENGTH / 2)) * (MD_DIGEST_LENGTH / 2);
+
+    /*
+     * (Based on the rand(3) manpage:)
+     *
+     * For each group of 10 bytes (or less), we do the following:
+     *
+     * Input into the hash function the local 'md' (which is initialized from
+     * the global 'md' before any bytes are generated), the bytes that are to
+     * be overwritten by the random bytes, and bytes from the 'state'
+     * (incrementing looping index). From this digest output (which is kept
+     * in 'md'), the top (up to) 10 bytes are returned to the caller and the
+     * bottom 10 bytes are xored into the 'state'.
+     *
+     * Finally, after we have finished 'num' random bytes for the
+     * caller, 'count' (which is incremented) and the local and global 'md'
+     * are fed into the hash function and the results are kept in the
+     * global 'md'.
+     */
+
+    CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
+    /*
+     * We could end up in an async engine while holding this lock so ensure
+     * we don't pause and cause a deadlock
+     */
+    ASYNC_block_pause();
+
+    /* prevent rand_bytes() from trying to obtain the lock again */
+    CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND2);
+    CRYPTO_THREADID_current(&locking_threadid);
+    CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND2);
+    crypto_lock_rand = 1;
+
+    if (!initialized) {
+        RAND_poll();
+        initialized = 1;
+    }
+
+    if (!stirred_pool)
+        do_stir_pool = 1;
+
+    ok = (entropy >= ENTROPY_NEEDED);
+    if (!ok) {
+        /*
+         * If the PRNG state is not yet unpredictable, then seeing the PRNG
+         * output may help attackers to determine the new state; thus we have
+         * to decrease the entropy estimate. Once we've had enough initial
+         * seeding we don't bother to adjust the entropy count, though,
+         * because we're not ambitious to provide *information-theoretic*
+         * randomness. NOTE: This approach fails if the program forks before
+         * we have enough entropy. Entropy should be collected in a separate
+         * input pool and be transferred to the output pool only when the
+         * entropy limit has been reached.
+         */
+        entropy -= num;
+        if (entropy < 0)
+            entropy = 0;
+    }
+
+    if (do_stir_pool) {
+        /*
+         * In the output function only half of 'md' remains secret, so we
+         * better make sure that the required entropy gets 'evenly
+         * distributed' through 'state', our randomness pool. The input
+         * function (rand_add) chains all of 'md', which makes it more
+         * suitable for this purpose.
+         */
+
+        int n = STATE_SIZE;     /* so that the complete pool gets accessed */
+        while (n > 0) {
+#if MD_DIGEST_LENGTH > 20
+# error "Please adjust DUMMY_SEED."
 #endif
-               l=time(NULL);
-               RAND_seed(&l,sizeof(l));
-
-/* #ifdef DEVRANDOM */
-               /* 
-                * Use a random entropy pool device.
-                * Linux 1.3.x and FreeBSD-Current has 
-                * this. Use /dev/urandom if you can
-                * as /dev/random will block if it runs out
-                * of random entries.
-                */
-               if ((fh = fopen(DEVRANDOM, "r")) != NULL)
-                       {
-                       unsigned char tmpbuf[32];
-
-                       fread((unsigned char *)tmpbuf,1,32,fh);
-                       /* we don't care how many bytes we read,
-                        * we will just copy the 'stack' if there is
-                        * nothing else :-) */
-                       fclose(fh);
-                       RAND_seed(tmpbuf,32);
-                       memset(tmpbuf,0,32);
-                       }
-/* #endif */
-#ifdef PURIFY
-               memset(state,0,STATE_SIZE);
-               memset(md,0,MD_DIGEST_LENGTH);
+#define DUMMY_SEED "...................." /* at least MD_DIGEST_LENGTH */
+            /*
+             * Note that the seed does not matter, it's just that
+             * rand_add expects to have something to hash.
+             */
+            rand_add(DUMMY_SEED, MD_DIGEST_LENGTH, 0.0);
+            n -= MD_DIGEST_LENGTH;
+        }
+        if (ok)
+            stirred_pool = 1;
+    }
+
+    st_idx = state_index;
+    st_num = state_num;
+    md_c[0] = md_count[0];
+    md_c[1] = md_count[1];
+    memcpy(local_md, md, sizeof md);
+
+    state_index += num_ceil;
+    if (state_index > state_num)
+        state_index %= state_num;
+
+    /*
+     * state[st_idx], ..., state[(st_idx + num_ceil - 1) % st_num] are now
+     * ours (but other threads may use them too)
+     */
+
+    md_count[0] += 1;
+
+    /* before unlocking, we must clear 'crypto_lock_rand' */
+    crypto_lock_rand = 0;
+    ASYNC_unblock_pause();
+    CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
+
+    while (num > 0) {
+        /* num_ceil -= MD_DIGEST_LENGTH/2 */
+        j = (num >= MD_DIGEST_LENGTH / 2) ? MD_DIGEST_LENGTH / 2 : num;
+        num -= j;
+        if (!MD_Init(m))
+            goto err;
+#ifndef GETPID_IS_MEANINGLESS
+        if (curr_pid) {         /* just in the first iteration to save time */
+            if (!MD_Update(m, (unsigned char *)&curr_pid, sizeof curr_pid))
+                goto err;
+            curr_pid = 0;
+        }
 #endif
-               CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
-               init=0;
-               }
-
-       st_idx=state_index;
-       st_num=state_num;
-       state_index+=num;
-       if (state_index > state_num)
-               state_index=(state_index%state_num);
-
-       CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
-
-       while (num > 0)
-               {
-               j=(num >= MD_DIGEST_LENGTH/2)?MD_DIGEST_LENGTH/2:num;
-               num-=j;
-               MD_Init(&m);
-               MD_Update(&m,&(md[MD_DIGEST_LENGTH/2]),MD_DIGEST_LENGTH/2);
-               MD_Update(&m,(unsigned char *)&(md_count[0]),sizeof(md_count));
-#ifndef PURIFY
-               MD_Update(&m,buf,j); /* purify complains */
-#endif
-               k=(st_idx+j)-st_num;
-               if (k > 0)
-                       {
-                       MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j-k);
-                       MD_Update(&m,&(state[0]),k);
-                       }
-               else
-                       MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j);
-               MD_Final(md,&m);
-
-               for (i=0; i<j; i++)
-                       {
-                       if (st_idx >= st_num)
-                               st_idx=0;
-                       state[st_idx++]^=md[i];
-                       *(buf++)=md[i+MD_DIGEST_LENGTH/2];
-                       }
-               }
-
-       MD_Init(&m);
-       MD_Update(&m,(unsigned char *)&(md_count[0]),sizeof(md_count));
-       md_count[0]++;
-       MD_Update(&m,md,MD_DIGEST_LENGTH);
-       MD_Final(md,&m);
-       memset(&m,0,sizeof(m));
-       }
-
-#ifdef WINDOWS
-#include <windows.h>
-#include <openssl/rand.h>
+        if (curr_time) {        /* just in the first iteration to save time */
+            if (!MD_Update(m, (unsigned char *)&curr_time, sizeof curr_time))
+                goto err;
+            if (!MD_Update(m, (unsigned char *)&tv, sizeof tv))
+                goto err;
+            curr_time = 0;
+            rand_hw_seed(m);
+        }
+        if (!MD_Update(m, local_md, MD_DIGEST_LENGTH))
+            goto err;
+        if (!MD_Update(m, (unsigned char *)&(md_c[0]), sizeof(md_c)))
+            goto err;
+
+        k = (st_idx + MD_DIGEST_LENGTH / 2) - st_num;
+        if (k > 0) {
+            if (!MD_Update(m, &(state[st_idx]), MD_DIGEST_LENGTH / 2 - k))
+                goto err;
+            if (!MD_Update(m, &(state[0]), k))
+                goto err;
+        } else if (!MD_Update(m, &(state[st_idx]), MD_DIGEST_LENGTH / 2))
+            goto err;
+        if (!MD_Final(m, local_md))
+            goto err;
+
+        for (i = 0; i < MD_DIGEST_LENGTH / 2; i++) {
+            /* may compete with other threads */
+            state[st_idx++] ^= local_md[i];
+            if (st_idx >= st_num)
+                st_idx = 0;
+            if (i < j)
+                *(buf++) = local_md[i + MD_DIGEST_LENGTH / 2];
+        }
+    }
+
+    if (!MD_Init(m)
+        || !MD_Update(m, (unsigned char *)&(md_c[0]), sizeof(md_c))
+        || !MD_Update(m, local_md, MD_DIGEST_LENGTH))
+        goto err;
+    CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
+    /*
+     * Prevent deadlocks if we end up in an async engine
+     */
+    ASYNC_block_pause();
+    if (!MD_Update(m, md, MD_DIGEST_LENGTH) || !MD_Final(m, md)) {
+        CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
+        goto err;
+    }
+    ASYNC_unblock_pause();
+    CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
+
+    EVP_MD_CTX_free(m);
+    if (ok)
+        return (1);
+    else if (pseudo)
+        return 0;
+    else {
+        RANDerr(RAND_F_RAND_BYTES, RAND_R_PRNG_NOT_SEEDED);
+        ERR_add_error_data(1, "You need to read the OpenSSL FAQ, "
+                           "https://www.openssl.org/docs/faq.html");
+        return (0);
+    }
+ err:
+    RANDerr(RAND_F_RAND_BYTES, ERR_R_EVP_LIB);
+    EVP_MD_CTX_free(m);
+    return 0;
+ err_mem:
+    RANDerr(RAND_F_RAND_BYTES, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
+    EVP_MD_CTX_free(m);
+    return 0;
 
-/*****************************************************************************
- * Initialisation function for the SSL random generator.  Takes the contents
- * of the screen as random seed.
- *
- * Created 960901 by Gertjan van Oosten, gertjan@West.NL, West Consulting B.V.
- *
- * Code adapted from
- * <URL:http://www.microsoft.com/kb/developr/win_dk/q97193.htm>;
- * the original copyright message is:
- *
- *   (C) Copyright Microsoft Corp. 1993.  All rights reserved.
- *
- *   You have a royalty-free right to use, modify, reproduce and
- *   distribute the Sample Files (and/or any modified version) in
- *   any way you find useful, provided that you agree that
- *   Microsoft has no warranty obligations or liability for any
- *   Sample Application Files which are modified.
+}
+
+static int rand_nopseudo_bytes(unsigned char *buf, int num)
+{
+    return rand_bytes(buf, num, 0);
+}
+
+#if OPENSSL_API_COMPAT < 0x10100000L
+/*
+ * pseudo-random bytes that are guaranteed to be unique but not unpredictable
  */
+static int rand_pseudo_bytes(unsigned char *buf, int num)
+{
+    return rand_bytes(buf, num, 1);
+}
+#endif
+
+static int rand_status(void)
+{
+    CRYPTO_THREADID cur;
+    int ret;
+    int do_not_lock;
+
+    CRYPTO_THREADID_current(&cur);
+    /*
+     * check if we already have the lock (could happen if a RAND_poll()
+     * implementation calls RAND_status())
+     */
+    if (crypto_lock_rand) {
+        CRYPTO_r_lock(CRYPTO_LOCK_RAND2);
+        do_not_lock = !CRYPTO_THREADID_cmp(&locking_threadid, &cur);
+        CRYPTO_r_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND2);
+    } else
+        do_not_lock = 0;
+
+    if (!do_not_lock) {
+        CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
+        /*
+         * Prevent deadlocks in case we end up in an async engine
+         */
+        ASYNC_block_pause();
+
+        /*
+         * prevent rand_bytes() from trying to obtain the lock again
+         */
+        CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND2);
+        CRYPTO_THREADID_cpy(&locking_threadid, &cur);
+        CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND2);
+        crypto_lock_rand = 1;
+    }
+
+    if (!initialized) {
+        RAND_poll();
+        initialized = 1;
+    }
+
+    ret = entropy >= ENTROPY_NEEDED;
+
+    if (!do_not_lock) {
+        /* before unlocking, we must clear 'crypto_lock_rand' */
+        crypto_lock_rand = 0;
+
+        ASYNC_unblock_pause();
+        CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
+    }
+
+    return ret;
+}
+
 /*
- * I have modified the loading of bytes via RAND_seed() mechanism since
- * the origional would have been very very CPU intensive since RAND_seed()
- * does an MD5 per 16 bytes of input.  The cost to digest 16 bytes is the same
- * as that to digest 56 bytes.  So under the old system, a screen of
- * 1024*768*256 would have been CPU cost of approximatly 49,000 56 byte MD5
- * digests or digesting 2.7 mbytes.  What I have put in place would
- * be 48 16k MD5 digests, or efectivly 48*16+48 MD5 bytes or 816 kbytes
- * or about 3.5 times as much.
- * - eric 
+ * rand_hw_seed: get seed data from any available hardware RNG. only
+ * currently supports rdrand.
  */
-void RAND_screen(void)
+
+/* Adapted from eng_rdrand.c */
+
+#if (defined(__i386)   || defined(__i386__)   || defined(_M_IX86) || \
+     defined(__x86_64) || defined(__x86_64__) || \
+     defined(_M_AMD64) || defined (_M_X64)) && defined(OPENSSL_CPUID_OBJ) \
+     && !defined(OPENSSL_NO_RDRAND)
+
+# define RDRAND_CALLS    4
+
+size_t OPENSSL_ia32_rdrand(void);
+extern unsigned int OPENSSL_ia32cap_P[];
+
+static void rand_hw_seed(EVP_MD_CTX *ctx)
 {
-  HDC          hScrDC;         /* screen DC */
-  HDC          hMemDC;         /* memory DC */
-  HBITMAP      hBitmap;        /* handle for our bitmap */
-  HBITMAP      hOldBitmap;     /* handle for previous bitmap */
-  BITMAP       bm;             /* bitmap properties */
-  unsigned int size;           /* size of bitmap */
-  char         *bmbits;        /* contents of bitmap */
-  int          w;              /* screen width */
-  int          h;              /* screen height */
-  int          y;              /* y-coordinate of screen lines to grab */
-  int          n = 16;         /* number of screen lines to grab at a time */
-
-  /* Create a screen DC and a memory DC compatible to screen DC */
-  hScrDC = CreateDC("DISPLAY", NULL, NULL, NULL);
-  hMemDC = CreateCompatibleDC(hScrDC);
-
-  /* Get screen resolution */
-  w = GetDeviceCaps(hScrDC, HORZRES);
-  h = GetDeviceCaps(hScrDC, VERTRES);
-
-  /* Create a bitmap compatible with the screen DC */
-  hBitmap = CreateCompatibleBitmap(hScrDC, w, n);
-
-  /* Select new bitmap into memory DC */
-  hOldBitmap = SelectObject(hMemDC, hBitmap);
-
-  /* Get bitmap properties */
-  GetObject(hBitmap, sizeof(BITMAP), (LPSTR)&bm);
-  size = (unsigned int)bm.bmWidthBytes * bm.bmHeight * bm.bmPlanes;
-
-  bmbits = Malloc(size);
-  if (bmbits) {
-    /* Now go through the whole screen, repeatedly grabbing n lines */
-    for (y = 0; y < h-n; y += n)
-       {
-       unsigned char md[MD_DIGEST_LENGTH];
-
-       /* Bitblt screen DC to memory DC */
-       BitBlt(hMemDC, 0, 0, w, n, hScrDC, 0, y, SRCCOPY);
-
-       /* Copy bitmap bits from memory DC to bmbits */
-       GetBitmapBits(hBitmap, size, bmbits);
-
-       /* Get the MD5 of the bitmap */
-       MD(bmbits,size,md);
-
-       /* Seed the random generator with the MD5 digest */
-       RAND_seed(md, MD_DIGEST_LENGTH);
-       }
-
-    Free(bmbits);
-  }
-
-  /* Select old bitmap back into memory DC */
-  hBitmap = SelectObject(hMemDC, hOldBitmap);
-
-  /* Clean up */
-  DeleteObject(hBitmap);
-  DeleteDC(hMemDC);
-  DeleteDC(hScrDC);
+    int i;
+    if (!(OPENSSL_ia32cap_P[1] & (1 << (62 - 32))))
+        return;
+    for (i = 0; i < RDRAND_CALLS; i++) {
+        size_t rnd;
+        rnd = OPENSSL_ia32_rdrand();
+        if (rnd == 0)
+            return;
+        MD_Update(ctx, (unsigned char *)&rnd, sizeof(size_t));
+    }
 }
+
+/* XOR an existing buffer with random data */
+
+void rand_hw_xor(unsigned char *buf, size_t num)
+{
+    size_t rnd;
+    if (!(OPENSSL_ia32cap_P[1] & (1 << (62 - 32))))
+        return;
+    while (num >= sizeof(size_t)) {
+        rnd = OPENSSL_ia32_rdrand();
+        if (rnd == 0)
+            return;
+        *((size_t *)buf) ^= rnd;
+        buf += sizeof(size_t);
+        num -= sizeof(size_t);
+    }
+    if (num) {
+        rnd = OPENSSL_ia32_rdrand();
+        if (rnd == 0)
+            return;
+        while (num) {
+            *buf ^= rnd & 0xff;
+            rnd >>= 8;
+            buf++;
+            num--;
+        }
+    }
+}
+
+#else
+
+static void rand_hw_seed(EVP_MD_CTX *ctx)
+{
+    return;
+}
+
+void rand_hw_xor(unsigned char *buf, size_t num)
+{
+    return;
+}
+
 #endif