crypto/ec/ec_lcl.h

   1 /*
   2  * Originally written by Bodo Moeller for the OpenSSL project.
   3  */
   4 /* ====================================================================
   5  * Copyright (c) 1998-2010 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  *
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  *
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  16  *    the documentation and/or other materials provided with the
  17  *    distribution.
  18  *
  19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
  20  *    software must display the following acknowledgment:
  21  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  22  *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.openssl.org/)"
  23  *
  24  * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
  25  *    endorse or promote products derived from this software without
  26  *    prior written permission. For written permission, please contact
  27  *    openssl-core@openssl.org.
  28  *
  29  * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
  30  *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
  31  *    permission of the OpenSSL Project.
  32  *
  33  * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
  34  *    acknowledgment:
  35  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  36  *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.openssl.org/)"
  37  *
  38  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
  39  * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  40  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  41  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
  42  * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  43  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  44  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  45  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  46  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
  47  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
  48  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
  49  * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  50  * ====================================================================
  51  *
  52  * This product includes cryptographic software written by Eric Young
  53  * (eay@cryptsoft.com).  This product includes software written by Tim
  54  * Hudson (tjh@cryptsoft.com).
  55  *
  56  */
  57 /* ====================================================================
  58  * Copyright 2002 Sun Microsystems, Inc. ALL RIGHTS RESERVED.
  59  *
  60  * Portions of the attached software ("Contribution") are developed by
  61  * SUN MICROSYSTEMS, INC., and are contributed to the OpenSSL project.
  62  *
  63  * The Contribution is licensed pursuant to the OpenSSL open source
  64  * license provided above.
  65  *
  66  * The elliptic curve binary polynomial software is originally written by
  67  * Sheueling Chang Shantz and Douglas Stebila of Sun Microsystems Laboratories.
  68  *
  69  */
  70
  71 #include <stdlib.h>
  72
  73 #include <openssl/obj_mac.h>
  74 #include <openssl/ec.h>
  75 #include <openssl/bn.h>
  76
  77 #if defined(__SUNPRO_C)
  78 # if __SUNPRO_C >= 0x520
  79 #  pragma error_messages (off,E_ARRAY_OF_INCOMPLETE_NONAME,E_ARRAY_OF_INCOMPLETE)
  80 # endif
  81 #endif
  82
  83 /* Use default functions for poin2oct, oct2point and compressed coordinates */
  84 #define EC_FLAGS_DEFAULT_OCT    0x1
  85
  86 /* Use custom formats for EC_GROUP, EC_POINT and EC_KEY */
  87 #define EC_FLAGS_CUSTOM_CURVE   0x2
  88
  89 /*
  90  * Structure details are not part of the exported interface, so all this may
  91  * change in future versions.
  92  */
  93
  94 struct ec_method_st {
  95     /* Various method flags */
  96     int flags;
  97     /* used by EC_METHOD_get_field_type: */
  98     int field_type;             /* a NID */
  99     /*
 100      * used by EC_GROUP_new, EC_GROUP_free, EC_GROUP_clear_free,
 101      * EC_GROUP_copy:
 102      */
 103     int (*group_init) (EC_GROUP *);
 104     void (*group_finish) (EC_GROUP *);
 105     void (*group_clear_finish) (EC_GROUP *);
 106     int (*group_copy) (EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
 107     /* used by EC_GROUP_set_curve_GFp, EC_GROUP_get_curve_GFp, */
 108     /* EC_GROUP_set_curve_GF2m, and EC_GROUP_get_curve_GF2m: */
 109     int (*group_set_curve) (EC_GROUP *, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
 110                             const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 111     int (*group_get_curve) (const EC_GROUP *, BIGNUM *p, BIGNUM *a, BIGNUM *b,
 112                             BN_CTX *);
 113     /* used by EC_GROUP_get_degree: */
 114     int (*group_get_degree) (const EC_GROUP *);
 115     /* used by EC_GROUP_check: */
 116     int (*group_check_discriminant) (const EC_GROUP *, BN_CTX *);
 117     /*
 118      * used by EC_POINT_new, EC_POINT_free, EC_POINT_clear_free,
 119      * EC_POINT_copy:
 120      */
 121     int (*point_init) (EC_POINT *);
 122     void (*point_finish) (EC_POINT *);
 123     void (*point_clear_finish) (EC_POINT *);
 124     int (*point_copy) (EC_POINT *, const EC_POINT *);
 125     /*-
 126      * used by EC_POINT_set_to_infinity,
 127      * EC_POINT_set_Jprojective_coordinates_GFp,
 128      * EC_POINT_get_Jprojective_coordinates_GFp,
 129      * EC_POINT_set_affine_coordinates_GFp,     ..._GF2m,
 130      * EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp,     ..._GF2m,
 131      * EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp, ..._GF2m:
 132      */
 133     int (*point_set_to_infinity) (const EC_GROUP *, EC_POINT *);
 134     int (*point_set_Jprojective_coordinates_GFp) (const EC_GROUP *,
 135                                                   EC_POINT *, const BIGNUM *x,
 136                                                   const BIGNUM *y,
 137                                                   const BIGNUM *z, BN_CTX *);
 138     int (*point_get_Jprojective_coordinates_GFp) (const EC_GROUP *,
 139                                                   const EC_POINT *, BIGNUM *x,
 140                                                   BIGNUM *y, BIGNUM *z,
 141                                                   BN_CTX *);
 142     int (*point_set_affine_coordinates) (const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 143                                          const BIGNUM *x, const BIGNUM *y,
 144                                          BN_CTX *);
 145     int (*point_get_affine_coordinates) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
 146                                          BIGNUM *x, BIGNUM *y, BN_CTX *);
 147     int (*point_set_compressed_coordinates) (const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 148                                              const BIGNUM *x, int y_bit,
 149                                              BN_CTX *);
 150     /* used by EC_POINT_point2oct, EC_POINT_oct2point: */
 151     size_t (*point2oct) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
 152                          point_conversion_form_t form, unsigned char *buf,
 153                          size_t len, BN_CTX *);
 154     int (*oct2point) (const EC_GROUP *, EC_POINT *, const unsigned char *buf,
 155                       size_t len, BN_CTX *);
 156     /* used by EC_POINT_add, EC_POINT_dbl, ECP_POINT_invert: */
 157     int (*add) (const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 158                 const EC_POINT *b, BN_CTX *);
 159     int (*dbl) (const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a, BN_CTX *);
 160     int (*invert) (const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 161     /*
 162      * used by EC_POINT_is_at_infinity, EC_POINT_is_on_curve, EC_POINT_cmp:
 163      */
 164     int (*is_at_infinity) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *);
 165     int (*is_on_curve) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *, BN_CTX *);
 166     int (*point_cmp) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *a, const EC_POINT *b,
 167                       BN_CTX *);
 168     /* used by EC_POINT_make_affine, EC_POINTs_make_affine: */
 169     int (*make_affine) (const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 170     int (*points_make_affine) (const EC_GROUP *, size_t num, EC_POINT *[],
 171                                BN_CTX *);
 172     /*
 173      * used by EC_POINTs_mul, EC_POINT_mul, EC_POINT_precompute_mult,
 174      * EC_POINT_have_precompute_mult (default implementations are used if the
 175      * 'mul' pointer is 0):
 176      */
 177     int (*mul) (const EC_GROUP *group, EC_POINT *r, const BIGNUM *scalar,
 178                 size_t num, const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 179                 BN_CTX *);
 180     int (*precompute_mult) (EC_GROUP *group, BN_CTX *);
 181     int (*have_precompute_mult) (const EC_GROUP *group);
 182     /* internal functions */
 183     /*
 184      * 'field_mul', 'field_sqr', and 'field_div' can be used by 'add' and
 185      * 'dbl' so that the same implementations of point operations can be used
 186      * with different optimized implementations of expensive field
 187      * operations:
 188      */
 189     int (*field_mul) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 190                       const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 191     int (*field_sqr) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a, BN_CTX *);
 192     int (*field_div) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 193                       const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 194     /* e.g. to Montgomery */
 195     int (*field_encode) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 196                          BN_CTX *);
 197     /* e.g. from Montgomery */
 198     int (*field_decode) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 199                          BN_CTX *);
 200     int (*field_set_to_one) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, BN_CTX *);
 201     /* private key operations */
 202     size_t (*priv2oct)(const EC_KEY *eckey, unsigned char *buf, size_t len);
 203     int (*oct2priv)(EC_KEY *eckey, unsigned char *buf, size_t len);
 204     int (*set_private)(EC_KEY *eckey, const BIGNUM *priv_key);
 205     int (*keygen)(EC_KEY *eckey);
 206     int (*keycheck)(const EC_KEY *eckey);
 207     int (*keygenpub)(EC_KEY *eckey);
 208     int (*keycopy)(EC_KEY *dst, const EC_KEY *src);
 209     void (*keyfinish)(EC_KEY *eckey);
 210     /* custom ECDH operation */
 211     int (*ecdh_compute_key)(void *out, size_t outlen, const EC_POINT *pub_key,
 212                             const EC_KEY *ecdh,
 213                             void *(*KDF) (const void *in, size_t inlen,
 214                                           void *out, size_t *outlen));
 215 } /* EC_METHOD */ ;
 216
 217 /*
 218  * Types and functions to manipulate pre-computed values.
 219  */
 220 typedef struct nistp224_pre_comp_st NISTP224_PRE_COMP;
 221 typedef struct nistp256_pre_comp_st NISTP256_PRE_COMP;
 222 typedef struct nistp521_pre_comp_st NISTP521_PRE_COMP;
 223 typedef struct nistz256_pre_comp_st NISTZ256_PRE_COMP;
 224 typedef struct ec_pre_comp_st EC_PRE_COMP;
 225
 226 struct ec_group_st {
 227     const EC_METHOD *meth;
 228     EC_POINT *generator;        /* optional */
 229     BIGNUM *order, *cofactor;
 230     int curve_name;             /* optional NID for named curve */
 231     int asn1_flag;              /* flag to control the asn1 encoding */
 232     point_conversion_form_t asn1_form;
 233     unsigned char *seed;        /* optional seed for parameters (appears in
 234                                  * ASN1) */
 235     size_t seed_len;
 236     /*
 237      * The following members are handled by the method functions, even if
 238      * they appear generic
 239      */
 240     /*
 241      * Field specification. For curves over GF(p), this is the modulus; for
 242      * curves over GF(2^m), this is the irreducible polynomial defining the
 243      * field.
 244      */
 245     BIGNUM *field;
 246     /*
 247      * Field specification for curves over GF(2^m). The irreducible f(t) is
 248      * then of the form: t^poly[0] + t^poly[1] + ... + t^poly[k] where m =
 249      * poly[0] > poly[1] > ... > poly[k] = 0. The array is terminated with
 250      * poly[k+1]=-1. All elliptic curve irreducibles have at most 5 non-zero
 251      * terms.
 252      */
 253     int poly[6];
 254     /*
 255      * Curve coefficients. (Here the assumption is that BIGNUMs can be used
 256      * or abused for all kinds of fields, not just GF(p).) For characteristic
 257      * > 3, the curve is defined by a Weierstrass equation of the form y^2 =
 258      * x^3 + a*x + b. For characteristic 2, the curve is defined by an
 259      * equation of the form y^2 + x*y = x^3 + a*x^2 + b.
 260      */
 261     BIGNUM *a, *b;
 262     /* enable optimized point arithmetics for special case */
 263     int a_is_minus3;
 264     /* method-specific (e.g., Montgomery structure) */
 265     void *field_data1;
 266     /* method-specific */
 267     void *field_data2;
 268     /* method-specific */
 269     int (*field_mod_func) (BIGNUM *, const BIGNUM *, const BIGNUM *,
 270                            BN_CTX *);
 271     /* data for ECDSA inverse */
 272     BN_MONT_CTX *mont_data;
 273
 274     /* precomputed values for speed. */
 275     enum {
 276         pct_none,
 277         pct_nistp224, pct_nistp256, pct_nistp521, pct_nistz256,
 278         pct_ec } pre_comp_type;
 279     union {
 280         NISTP224_PRE_COMP *nistp224;
 281         NISTP256_PRE_COMP *nistp256;
 282         NISTP521_PRE_COMP *nistp521;
 283         NISTZ256_PRE_COMP *nistz256;
 284         EC_PRE_COMP *ec;
 285     } pre_comp;
 286 } /* EC_GROUP */ ;
 287
 288 #define SETPRECOMP(g, type, pre) \
 289     g->pre_comp_type = pct_##type, g->pre_comp.type = pre
 290 #define HAVEPRECOMP(g, type) \
 291     g->pre_comp_type == pct_##type && g->pre_comp.type != NULL
 292
 293 struct ec_key_st {
 294     const EC_KEY_METHOD *meth;
 295     ENGINE *engine;
 296     int version;
 297     EC_GROUP *group;
 298     EC_POINT *pub_key;
 299     BIGNUM *priv_key;
 300     unsigned int enc_flag;
 301     point_conversion_form_t conv_form;
 302     int references;
 303     int flags;
 304     CRYPTO_EX_DATA ex_data;
 305 } /* EC_KEY */ ;
 306
 307 struct ec_point_st {
 308     const EC_METHOD *meth;
 309     /*
 310      * All members except 'meth' are handled by the method functions, even if
 311      * they appear generic
 312      */
 313     BIGNUM *X;
 314     BIGNUM *Y;
 315     BIGNUM *Z;                  /* Jacobian projective coordinates: * (X, Y,
 316                                  * Z) represents (X/Z^2, Y/Z^3) if Z != 0 */
 317     int Z_is_one;               /* enable optimized point arithmetics for
 318                                  * special case */
 319 } /* EC_POINT */ ;
 320
 321 NISTP224_PRE_COMP *EC_nistp224_pre_comp_dup(NISTP224_PRE_COMP *);
 322 NISTP256_PRE_COMP *EC_nistp256_pre_comp_dup(NISTP256_PRE_COMP *);
 323 NISTP521_PRE_COMP *EC_nistp521_pre_comp_dup(NISTP521_PRE_COMP *);
 324 NISTZ256_PRE_COMP *EC_nistz256_pre_comp_dup(NISTZ256_PRE_COMP *);
 325 NISTP256_PRE_COMP *EC_nistp256_pre_comp_dup(NISTP256_PRE_COMP *);
 326 EC_PRE_COMP *EC_ec_pre_comp_dup(EC_PRE_COMP *);
 327
 328 void EC_pre_comp_free(EC_GROUP *group);
 329 void EC_nistp224_pre_comp_free(NISTP224_PRE_COMP *);
 330 void EC_nistp256_pre_comp_free(NISTP256_PRE_COMP *);
 331 void EC_nistp521_pre_comp_free(NISTP521_PRE_COMP *);
 332 void EC_nistz256_pre_comp_free(NISTZ256_PRE_COMP *);
 333 void EC_ec_pre_comp_free(EC_PRE_COMP *);
 334
 335 /*
 336  * method functions in ec_mult.c (ec_lib.c uses these as defaults if
 337  * group->method->mul is 0)
 338  */
 339 int ec_wNAF_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r, const BIGNUM *scalar,
 340                 size_t num, const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 341                 BN_CTX *);
 342 int ec_wNAF_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *);
 343 int ec_wNAF_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 344
 345 /* method functions in ecp_smpl.c */
 346 int ec_GFp_simple_group_init(EC_GROUP *);
 347 void ec_GFp_simple_group_finish(EC_GROUP *);
 348 void ec_GFp_simple_group_clear_finish(EC_GROUP *);
 349 int ec_GFp_simple_group_copy(EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
 350 int ec_GFp_simple_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p,
 351                                   const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 352 int ec_GFp_simple_group_get_curve(const EC_GROUP *, BIGNUM *p, BIGNUM *a,
 353                                   BIGNUM *b, BN_CTX *);
 354 int ec_GFp_simple_group_get_degree(const EC_GROUP *);
 355 int ec_GFp_simple_group_check_discriminant(const EC_GROUP *, BN_CTX *);
 356 int ec_GFp_simple_point_init(EC_POINT *);
 357 void ec_GFp_simple_point_finish(EC_POINT *);
 358 void ec_GFp_simple_point_clear_finish(EC_POINT *);
 359 int ec_GFp_simple_point_copy(EC_POINT *, const EC_POINT *);
 360 int ec_GFp_simple_point_set_to_infinity(const EC_GROUP *, EC_POINT *);
 361 int ec_GFp_simple_set_Jprojective_coordinates_GFp(const EC_GROUP *,
 362                                                   EC_POINT *, const BIGNUM *x,
 363                                                   const BIGNUM *y,
 364                                                   const BIGNUM *z, BN_CTX *);
 365 int ec_GFp_simple_get_Jprojective_coordinates_GFp(const EC_GROUP *,
 366                                                   const EC_POINT *, BIGNUM *x,
 367                                                   BIGNUM *y, BIGNUM *z,
 368                                                   BN_CTX *);
 369 int ec_GFp_simple_point_set_affine_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 370                                                const BIGNUM *x,
 371                                                const BIGNUM *y, BN_CTX *);
 372 int ec_GFp_simple_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *,
 373                                                const EC_POINT *, BIGNUM *x,
 374                                                BIGNUM *y, BN_CTX *);
 375 int ec_GFp_simple_set_compressed_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 376                                              const BIGNUM *x, int y_bit,
 377                                              BN_CTX *);
 378 size_t ec_GFp_simple_point2oct(const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
 379                                point_conversion_form_t form,
 380                                unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
 381 int ec_GFp_simple_oct2point(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 382                             const unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
 383 int ec_GFp_simple_add(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 384                       const EC_POINT *b, BN_CTX *);
 385 int ec_GFp_simple_dbl(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 386                       BN_CTX *);
 387 int ec_GFp_simple_invert(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 388 int ec_GFp_simple_is_at_infinity(const EC_GROUP *, const EC_POINT *);
 389 int ec_GFp_simple_is_on_curve(const EC_GROUP *, const EC_POINT *, BN_CTX *);
 390 int ec_GFp_simple_cmp(const EC_GROUP *, const EC_POINT *a, const EC_POINT *b,
 391                       BN_CTX *);
 392 int ec_GFp_simple_make_affine(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 393 int ec_GFp_simple_points_make_affine(const EC_GROUP *, size_t num,
 394                                      EC_POINT *[], BN_CTX *);
 395 int ec_GFp_simple_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 396                             const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 397 int ec_GFp_simple_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 398                             BN_CTX *);
 399
 400 /* method functions in ecp_mont.c */
 401 int ec_GFp_mont_group_init(EC_GROUP *);
 402 int ec_GFp_mont_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
 403                                 const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 404 void ec_GFp_mont_group_finish(EC_GROUP *);
 405 void ec_GFp_mont_group_clear_finish(EC_GROUP *);
 406 int ec_GFp_mont_group_copy(EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
 407 int ec_GFp_mont_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 408                           const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 409 int ec_GFp_mont_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 410                           BN_CTX *);
 411 int ec_GFp_mont_field_encode(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 412                              BN_CTX *);
 413 int ec_GFp_mont_field_decode(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 414                              BN_CTX *);
 415 int ec_GFp_mont_field_set_to_one(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, BN_CTX *);
 416
 417 /* method functions in ecp_nist.c */
 418 int ec_GFp_nist_group_copy(EC_GROUP *dest, const EC_GROUP *src);
 419 int ec_GFp_nist_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
 420                                 const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 421 int ec_GFp_nist_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 422                           const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 423 int ec_GFp_nist_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 424                           BN_CTX *);
 425
 426 /* method functions in ec2_smpl.c */
 427 int ec_GF2m_simple_group_init(EC_GROUP *);
 428 void ec_GF2m_simple_group_finish(EC_GROUP *);
 429 void ec_GF2m_simple_group_clear_finish(EC_GROUP *);
 430 int ec_GF2m_simple_group_copy(EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
 431 int ec_GF2m_simple_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p,
 432                                    const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
 433                                    BN_CTX *);
 434 int ec_GF2m_simple_group_get_curve(const EC_GROUP *, BIGNUM *p, BIGNUM *a,
 435                                    BIGNUM *b, BN_CTX *);
 436 int ec_GF2m_simple_group_get_degree(const EC_GROUP *);
 437 int ec_GF2m_simple_group_check_discriminant(const EC_GROUP *, BN_CTX *);
 438 int ec_GF2m_simple_point_init(EC_POINT *);
 439 void ec_GF2m_simple_point_finish(EC_POINT *);
 440 void ec_GF2m_simple_point_clear_finish(EC_POINT *);
 441 int ec_GF2m_simple_point_copy(EC_POINT *, const EC_POINT *);
 442 int ec_GF2m_simple_point_set_to_infinity(const EC_GROUP *, EC_POINT *);
 443 int ec_GF2m_simple_point_set_affine_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 444                                                 const BIGNUM *x,
 445                                                 const BIGNUM *y, BN_CTX *);
 446 int ec_GF2m_simple_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *,
 447                                                 const EC_POINT *, BIGNUM *x,
 448                                                 BIGNUM *y, BN_CTX *);
 449 int ec_GF2m_simple_set_compressed_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 450                                               const BIGNUM *x, int y_bit,
 451                                               BN_CTX *);
 452 size_t ec_GF2m_simple_point2oct(const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
 453                                 point_conversion_form_t form,
 454                                 unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
 455 int ec_GF2m_simple_oct2point(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 456                              const unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
 457 int ec_GF2m_simple_add(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 458                        const EC_POINT *b, BN_CTX *);
 459 int ec_GF2m_simple_dbl(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 460                        BN_CTX *);
 461 int ec_GF2m_simple_invert(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 462 int ec_GF2m_simple_is_at_infinity(const EC_GROUP *, const EC_POINT *);
 463 int ec_GF2m_simple_is_on_curve(const EC_GROUP *, const EC_POINT *, BN_CTX *);
 464 int ec_GF2m_simple_cmp(const EC_GROUP *, const EC_POINT *a, const EC_POINT *b,
 465                        BN_CTX *);
 466 int ec_GF2m_simple_make_affine(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 467 int ec_GF2m_simple_points_make_affine(const EC_GROUP *, size_t num,
 468                                       EC_POINT *[], BN_CTX *);
 469 int ec_GF2m_simple_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 470                              const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 471 int ec_GF2m_simple_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 472                              BN_CTX *);
 473 int ec_GF2m_simple_field_div(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 474                              const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 475
 476 /* method functions in ec2_mult.c */
 477 int ec_GF2m_simple_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 478                        const BIGNUM *scalar, size_t num,
 479                        const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 480                        BN_CTX *);
 481 int ec_GF2m_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
 482 int ec_GF2m_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 483
 484 #ifndef OPENSSL_NO_EC_NISTP_64_GCC_128
 485 /* method functions in ecp_nistp224.c */
 486 int ec_GFp_nistp224_group_init(EC_GROUP *group);
 487 int ec_GFp_nistp224_group_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p,
 488                                     const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,
 489                                     BN_CTX *);
 490 int ec_GFp_nistp224_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *group,
 491                                                  const EC_POINT *point,
 492                                                  BIGNUM *x, BIGNUM *y,
 493                                                  BN_CTX *ctx);
 494 int ec_GFp_nistp224_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 495                         const BIGNUM *scalar, size_t num,
 496                         const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 497                         BN_CTX *);
 498 int ec_GFp_nistp224_points_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 499                                const BIGNUM *scalar, size_t num,
 500                                const EC_POINT *points[],
 501                                const BIGNUM *scalars[], BN_CTX *ctx);
 502 int ec_GFp_nistp224_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
 503 int ec_GFp_nistp224_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 504
 505 /* method functions in ecp_nistp256.c */
 506 int ec_GFp_nistp256_group_init(EC_GROUP *group);
 507 int ec_GFp_nistp256_group_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p,
 508                                     const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,
 509                                     BN_CTX *);
 510 int ec_GFp_nistp256_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *group,
 511                                                  const EC_POINT *point,
 512                                                  BIGNUM *x, BIGNUM *y,
 513                                                  BN_CTX *ctx);
 514 int ec_GFp_nistp256_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 515                         const BIGNUM *scalar, size_t num,
 516                         const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 517                         BN_CTX *);
 518 int ec_GFp_nistp256_points_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 519                                const BIGNUM *scalar, size_t num,
 520                                const EC_POINT *points[],
 521                                const BIGNUM *scalars[], BN_CTX *ctx);
 522 int ec_GFp_nistp256_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
 523 int ec_GFp_nistp256_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 524
 525 /* method functions in ecp_nistp521.c */
 526 int ec_GFp_nistp521_group_init(EC_GROUP *group);
 527 int ec_GFp_nistp521_group_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p,
 528                                     const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,
 529                                     BN_CTX *);
 530 int ec_GFp_nistp521_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *group,
 531                                                  const EC_POINT *point,
 532                                                  BIGNUM *x, BIGNUM *y,
 533                                                  BN_CTX *ctx);
 534 int ec_GFp_nistp521_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 535                         const BIGNUM *scalar, size_t num,
 536                         const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 537                         BN_CTX *);
 538 int ec_GFp_nistp521_points_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 539                                const BIGNUM *scalar, size_t num,
 540                                const EC_POINT *points[],
 541                                const BIGNUM *scalars[], BN_CTX *ctx);
 542 int ec_GFp_nistp521_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
 543 int ec_GFp_nistp521_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 544
 545 /* utility functions in ecp_nistputil.c */
 546 void ec_GFp_nistp_points_make_affine_internal(size_t num, void *point_array,
 547                                               size_t felem_size,
 548                                               void *tmp_felems,
 549                                               void (*felem_one) (void *out),
 550                                               int (*felem_is_zero) (const void
 551                                                                     *in),
 552                                               void (*felem_assign) (void *out,
 553                                                                     const void
 554                                                                     *in),
 555                                               void (*felem_square) (void *out,
 556                                                                     const void
 557                                                                     *in),
 558                                               void (*felem_mul) (void *out,
 559                                                                  const void
 560                                                                  *in1,
 561                                                                  const void
 562                                                                  *in2),
 563                                               void (*felem_inv) (void *out,
 564                                                                  const void
 565                                                                  *in),
 566                                               void (*felem_contract) (void
 567                                                                       *out,
 568                                                                       const
 569                                                                       void
 570                                                                       *in));
 571 void ec_GFp_nistp_recode_scalar_bits(unsigned char *sign,
 572                                      unsigned char *digit, unsigned char in);
 573 #endif
 574 int ec_precompute_mont_data(EC_GROUP *);
 575
 576 #ifdef ECP_NISTZ256_ASM
 577 /** Returns GFp methods using montgomery multiplication, with x86-64 optimized
 578  * P256. See http://eprint.iacr.org/2013/816.
 579  *  \return  EC_METHOD object
 580  */
 581 const EC_METHOD *EC_GFp_nistz256_method(void);
 582 #endif
 583
 584 /* EC_METHOD definitions */
 585
 586 struct ec_key_method_st {
 587     const char *name;
 588     int32_t flags;
 589     int (*init)(EC_KEY *key);
 590     void (*finish)(EC_KEY *key);
 591     int (*copy)(EC_KEY *dest, const EC_KEY *src);
 592     int (*set_group)(EC_KEY *key, const EC_GROUP *grp);
 593     int (*set_private)(EC_KEY *key, const BIGNUM *priv_key);
 594     int (*set_public)(EC_KEY *key, const EC_POINT *pub_key);
 595     int (*keygen)(EC_KEY *key);
 596     int (*compute_key)(void *out, size_t outlen, const EC_POINT *pub_key,
 597                        const EC_KEY *ecdh,
 598                        void *(*KDF) (const void *in, size_t inlen,
 599                                      void *out, size_t *outlen));
 600
 601     int (*sign)(int type, const unsigned char *dgst, int dlen, unsigned char
 602                 *sig, unsigned int *siglen, const BIGNUM *kinv,
 603                 const BIGNUM *r, EC_KEY *eckey);
 604     int (*sign_setup)(EC_KEY *eckey, BN_CTX *ctx_in, BIGNUM **kinvp,
 605                       BIGNUM **rp);
 606     ECDSA_SIG *(*sign_sig)(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 607                            const BIGNUM *in_kinv, const BIGNUM *in_r,
 608                            EC_KEY *eckey);
 609
 610     int (*verify)(int type, const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 611                   const unsigned char *sigbuf, int sig_len, EC_KEY *eckey);
 612     int (*verify_sig)(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 613                       const ECDSA_SIG *sig, EC_KEY *eckey);
 614 } /* EC_KEY_METHOD */ ;
 615
 616 #define EC_KEY_METHOD_DYNAMIC   1
 617
 618 int ossl_ec_key_gen(EC_KEY *eckey);
 619 int ossl_ecdh_compute_key(void *out, size_t outlen, const EC_POINT *pub_key,
 620                           const EC_KEY *ecdh,
 621                           void *(*KDF) (const void *in, size_t inlen,
 622                                         void *out, size_t *outlen));
 623
 624 struct ECDSA_SIG_st {
 625     BIGNUM *r;
 626     BIGNUM *s;
 627 };
 628
 629 int ossl_ecdsa_sign_setup(EC_KEY *eckey, BN_CTX *ctx_in, BIGNUM **kinvp,
 630                           BIGNUM **rp);
 631 int ossl_ecdsa_sign(int type, const unsigned char *dgst, int dlen,
 632                     unsigned char *sig, unsigned int *siglen,
 633                     const BIGNUM *kinv, const BIGNUM *r, EC_KEY *eckey);
 634 ECDSA_SIG *ossl_ecdsa_sign_sig(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 635                                const BIGNUM *in_kinv, const BIGNUM *in_r,
 636                                EC_KEY *eckey);
 637 int ossl_ecdsa_verify(int type, const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 638                       const unsigned char *sigbuf, int sig_len, EC_KEY *eckey);
 639 int ossl_ecdsa_verify_sig(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 640                           const ECDSA_SIG *sig, EC_KEY *eckey);