crypto/ec/ec_lcl.h

   1 /*
   2  * Copyright 2001-2017 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
   3  * Copyright (c) 2002, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved
   4  *
   5  * Licensed under the OpenSSL license (the "License").  You may not use
   6  * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
   7  * in the file LICENSE in the source distribution or at
   8  * https://www.openssl.org/source/license.html
   9  */
  10
  11 #include <stdlib.h>
  12
  13 #include <openssl/obj_mac.h>
  14 #include <openssl/ec.h>
  15 #include <openssl/bn.h>
  16 #include "internal/refcount.h"
  17
  18 #if defined(__SUNPRO_C)
  19 # if __SUNPRO_C >= 0x520
  20 #  pragma error_messages (off,E_ARRAY_OF_INCOMPLETE_NONAME,E_ARRAY_OF_INCOMPLETE)
  21 # endif
  22 #endif
  23
  24 /* Use default functions for poin2oct, oct2point and compressed coordinates */
  25 #define EC_FLAGS_DEFAULT_OCT    0x1
  26
  27 /* Use custom formats for EC_GROUP, EC_POINT and EC_KEY */
  28 #define EC_FLAGS_CUSTOM_CURVE   0x2
  29
  30 /* Curve does not support signing operations */
  31 #define EC_FLAGS_NO_SIGN        0x4
  32
  33 /*
  34  * Structure details are not part of the exported interface, so all this may
  35  * change in future versions.
  36  */
  37
  38 struct ec_method_st {
  39     /* Various method flags */
  40     int flags;
  41     /* used by EC_METHOD_get_field_type: */
  42     int field_type;             /* a NID */
  43     /*
  44      * used by EC_GROUP_new, EC_GROUP_free, EC_GROUP_clear_free,
  45      * EC_GROUP_copy:
  46      */
  47     int (*group_init) (EC_GROUP *);
  48     void (*group_finish) (EC_GROUP *);
  49     void (*group_clear_finish) (EC_GROUP *);
  50     int (*group_copy) (EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
  51     /* used by EC_GROUP_set_curve_GFp, EC_GROUP_get_curve_GFp, */
  52     /* EC_GROUP_set_curve_GF2m, and EC_GROUP_get_curve_GF2m: */
  53     int (*group_set_curve) (EC_GROUP *, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
  54                             const BIGNUM *b, BN_CTX *);
  55     int (*group_get_curve) (const EC_GROUP *, BIGNUM *p, BIGNUM *a, BIGNUM *b,
  56                             BN_CTX *);
  57     /* used by EC_GROUP_get_degree: */
  58     int (*group_get_degree) (const EC_GROUP *);
  59     int (*group_order_bits) (const EC_GROUP *);
  60     /* used by EC_GROUP_check: */
  61     int (*group_check_discriminant) (const EC_GROUP *, BN_CTX *);
  62     /*
  63      * used by EC_POINT_new, EC_POINT_free, EC_POINT_clear_free,
  64      * EC_POINT_copy:
  65      */
  66     int (*point_init) (EC_POINT *);
  67     void (*point_finish) (EC_POINT *);
  68     void (*point_clear_finish) (EC_POINT *);
  69     int (*point_copy) (EC_POINT *, const EC_POINT *);
  70     /*-
  71      * used by EC_POINT_set_to_infinity,
  72      * EC_POINT_set_Jprojective_coordinates_GFp,
  73      * EC_POINT_get_Jprojective_coordinates_GFp,
  74      * EC_POINT_set_affine_coordinates_GFp,     ..._GF2m,
  75      * EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp,     ..._GF2m,
  76      * EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp, ..._GF2m:
  77      */
  78     int (*point_set_to_infinity) (const EC_GROUP *, EC_POINT *);
  79     int (*point_set_Jprojective_coordinates_GFp) (const EC_GROUP *,
  80                                                   EC_POINT *, const BIGNUM *x,
  81                                                   const BIGNUM *y,
  82                                                   const BIGNUM *z, BN_CTX *);
  83     int (*point_get_Jprojective_coordinates_GFp) (const EC_GROUP *,
  84                                                   const EC_POINT *, BIGNUM *x,
  85                                                   BIGNUM *y, BIGNUM *z,
  86                                                   BN_CTX *);
  87     int (*point_set_affine_coordinates) (const EC_GROUP *, EC_POINT *,
  88                                          const BIGNUM *x, const BIGNUM *y,
  89                                          BN_CTX *);
  90     int (*point_get_affine_coordinates) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
  91                                          BIGNUM *x, BIGNUM *y, BN_CTX *);
  92     int (*point_set_compressed_coordinates) (const EC_GROUP *, EC_POINT *,
  93                                              const BIGNUM *x, int y_bit,
  94                                              BN_CTX *);
  95     /* used by EC_POINT_point2oct, EC_POINT_oct2point: */
  96     size_t (*point2oct) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
  97                          point_conversion_form_t form, unsigned char *buf,
  98                          size_t len, BN_CTX *);
  99     int (*oct2point) (const EC_GROUP *, EC_POINT *, const unsigned char *buf,
 100                       size_t len, BN_CTX *);
 101     /* used by EC_POINT_add, EC_POINT_dbl, ECP_POINT_invert: */
 102     int (*add) (const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 103                 const EC_POINT *b, BN_CTX *);
 104     int (*dbl) (const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a, BN_CTX *);
 105     int (*invert) (const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 106     /*
 107      * used by EC_POINT_is_at_infinity, EC_POINT_is_on_curve, EC_POINT_cmp:
 108      */
 109     int (*is_at_infinity) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *);
 110     int (*is_on_curve) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *, BN_CTX *);
 111     int (*point_cmp) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *a, const EC_POINT *b,
 112                       BN_CTX *);
 113     /* used by EC_POINT_make_affine, EC_POINTs_make_affine: */
 114     int (*make_affine) (const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 115     int (*points_make_affine) (const EC_GROUP *, size_t num, EC_POINT *[],
 116                                BN_CTX *);
 117     /*
 118      * used by EC_POINTs_mul, EC_POINT_mul, EC_POINT_precompute_mult,
 119      * EC_POINT_have_precompute_mult (default implementations are used if the
 120      * 'mul' pointer is 0):
 121      */
 122     int (*mul) (const EC_GROUP *group, EC_POINT *r, const BIGNUM *scalar,
 123                 size_t num, const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 124                 BN_CTX *);
 125     int (*precompute_mult) (EC_GROUP *group, BN_CTX *);
 126     int (*have_precompute_mult) (const EC_GROUP *group);
 127     /* internal functions */
 128     /*
 129      * 'field_mul', 'field_sqr', and 'field_div' can be used by 'add' and
 130      * 'dbl' so that the same implementations of point operations can be used
 131      * with different optimized implementations of expensive field
 132      * operations:
 133      */
 134     int (*field_mul) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 135                       const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 136     int (*field_sqr) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a, BN_CTX *);
 137     int (*field_div) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 138                       const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 139     /* e.g. to Montgomery */
 140     int (*field_encode) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 141                          BN_CTX *);
 142     /* e.g. from Montgomery */
 143     int (*field_decode) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 144                          BN_CTX *);
 145     int (*field_set_to_one) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, BN_CTX *);
 146     /* private key operations */
 147     size_t (*priv2oct)(const EC_KEY *eckey, unsigned char *buf, size_t len);
 148     int (*oct2priv)(EC_KEY *eckey, const unsigned char *buf, size_t len);
 149     int (*set_private)(EC_KEY *eckey, const BIGNUM *priv_key);
 150     int (*keygen)(EC_KEY *eckey);
 151     int (*keycheck)(const EC_KEY *eckey);
 152     int (*keygenpub)(EC_KEY *eckey);
 153     int (*keycopy)(EC_KEY *dst, const EC_KEY *src);
 154     void (*keyfinish)(EC_KEY *eckey);
 155     /* custom ECDH operation */
 156     int (*ecdh_compute_key)(unsigned char **pout, size_t *poutlen,
 157                             const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *ecdh);
 158 };
 159
 160 /*
 161  * Types and functions to manipulate pre-computed values.
 162  */
 163 typedef struct nistp224_pre_comp_st NISTP224_PRE_COMP;
 164 typedef struct nistp256_pre_comp_st NISTP256_PRE_COMP;
 165 typedef struct nistp521_pre_comp_st NISTP521_PRE_COMP;
 166 typedef struct nistz256_pre_comp_st NISTZ256_PRE_COMP;
 167 typedef struct ec_pre_comp_st EC_PRE_COMP;
 168
 169 struct ec_group_st {
 170     const EC_METHOD *meth;
 171     EC_POINT *generator;        /* optional */
 172     BIGNUM *order, *cofactor;
 173     int curve_name;             /* optional NID for named curve */
 174     int asn1_flag;              /* flag to control the asn1 encoding */
 175     point_conversion_form_t asn1_form;
 176     unsigned char *seed;        /* optional seed for parameters (appears in
 177                                  * ASN1) */
 178     size_t seed_len;
 179     /*
 180      * The following members are handled by the method functions, even if
 181      * they appear generic
 182      */
 183     /*
 184      * Field specification. For curves over GF(p), this is the modulus; for
 185      * curves over GF(2^m), this is the irreducible polynomial defining the
 186      * field.
 187      */
 188     BIGNUM *field;
 189     /*
 190      * Field specification for curves over GF(2^m). The irreducible f(t) is
 191      * then of the form: t^poly[0] + t^poly[1] + ... + t^poly[k] where m =
 192      * poly[0] > poly[1] > ... > poly[k] = 0. The array is terminated with
 193      * poly[k+1]=-1. All elliptic curve irreducibles have at most 5 non-zero
 194      * terms.
 195      */
 196     int poly[6];
 197     /*
 198      * Curve coefficients. (Here the assumption is that BIGNUMs can be used
 199      * or abused for all kinds of fields, not just GF(p).) For characteristic
 200      * > 3, the curve is defined by a Weierstrass equation of the form y^2 =
 201      * x^3 + a*x + b. For characteristic 2, the curve is defined by an
 202      * equation of the form y^2 + x*y = x^3 + a*x^2 + b.
 203      */
 204     BIGNUM *a, *b;
 205     /* enable optimized point arithmetics for special case */
 206     int a_is_minus3;
 207     /* method-specific (e.g., Montgomery structure) */
 208     void *field_data1;
 209     /* method-specific */
 210     void *field_data2;
 211     /* method-specific */
 212     int (*field_mod_func) (BIGNUM *, const BIGNUM *, const BIGNUM *,
 213                            BN_CTX *);
 214     /* data for ECDSA inverse */
 215     BN_MONT_CTX *mont_data;
 216
 217     /*
 218      * Precomputed values for speed. The PCT_xxx names match the
 219      * pre_comp.xxx union names; see the SETPRECOMP and HAVEPRECOMP
 220      * macros, below.
 221      */
 222     enum {
 223         PCT_none,
 224         PCT_nistp224, PCT_nistp256, PCT_nistp521, PCT_nistz256,
 225         PCT_ec
 226     } pre_comp_type;
 227     union {
 228         NISTP224_PRE_COMP *nistp224;
 229         NISTP256_PRE_COMP *nistp256;
 230         NISTP521_PRE_COMP *nistp521;
 231         NISTZ256_PRE_COMP *nistz256;
 232         EC_PRE_COMP *ec;
 233     } pre_comp;
 234 };
 235
 236 #define SETPRECOMP(g, type, pre) \
 237     g->pre_comp_type = PCT_##type, g->pre_comp.type = pre
 238 #define HAVEPRECOMP(g, type) \
 239     g->pre_comp_type == PCT_##type && g->pre_comp.type != NULL
 240
 241 struct ec_key_st {
 242     const EC_KEY_METHOD *meth;
 243     ENGINE *engine;
 244     int version;
 245     EC_GROUP *group;
 246     EC_POINT *pub_key;
 247     BIGNUM *priv_key;
 248     unsigned int enc_flag;
 249     point_conversion_form_t conv_form;
 250     CRYPTO_REF_COUNT references;
 251     int flags;
 252     CRYPTO_EX_DATA ex_data;
 253     CRYPTO_RWLOCK *lock;
 254 };
 255
 256 struct ec_point_st {
 257     const EC_METHOD *meth;
 258     /*
 259      * All members except 'meth' are handled by the method functions, even if
 260      * they appear generic
 261      */
 262     BIGNUM *X;
 263     BIGNUM *Y;
 264     BIGNUM *Z;                  /* Jacobian projective coordinates: * (X, Y,
 265                                  * Z) represents (X/Z^2, Y/Z^3) if Z != 0 */
 266     int Z_is_one;               /* enable optimized point arithmetics for
 267                                  * special case */
 268 };
 269
 270 NISTP224_PRE_COMP *EC_nistp224_pre_comp_dup(NISTP224_PRE_COMP *);
 271 NISTP256_PRE_COMP *EC_nistp256_pre_comp_dup(NISTP256_PRE_COMP *);
 272 NISTP521_PRE_COMP *EC_nistp521_pre_comp_dup(NISTP521_PRE_COMP *);
 273 NISTZ256_PRE_COMP *EC_nistz256_pre_comp_dup(NISTZ256_PRE_COMP *);
 274 NISTP256_PRE_COMP *EC_nistp256_pre_comp_dup(NISTP256_PRE_COMP *);
 275 EC_PRE_COMP *EC_ec_pre_comp_dup(EC_PRE_COMP *);
 276
 277 void EC_pre_comp_free(EC_GROUP *group);
 278 void EC_nistp224_pre_comp_free(NISTP224_PRE_COMP *);
 279 void EC_nistp256_pre_comp_free(NISTP256_PRE_COMP *);
 280 void EC_nistp521_pre_comp_free(NISTP521_PRE_COMP *);
 281 void EC_nistz256_pre_comp_free(NISTZ256_PRE_COMP *);
 282 void EC_ec_pre_comp_free(EC_PRE_COMP *);
 283
 284 /*
 285  * method functions in ec_mult.c (ec_lib.c uses these as defaults if
 286  * group->method->mul is 0)
 287  */
 288 int ec_wNAF_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r, const BIGNUM *scalar,
 289                 size_t num, const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 290                 BN_CTX *);
 291 int ec_wNAF_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *);
 292 int ec_wNAF_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 293
 294 /* method functions in ecp_smpl.c */
 295 int ec_GFp_simple_group_init(EC_GROUP *);
 296 void ec_GFp_simple_group_finish(EC_GROUP *);
 297 void ec_GFp_simple_group_clear_finish(EC_GROUP *);
 298 int ec_GFp_simple_group_copy(EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
 299 int ec_GFp_simple_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p,
 300                                   const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 301 int ec_GFp_simple_group_get_curve(const EC_GROUP *, BIGNUM *p, BIGNUM *a,
 302                                   BIGNUM *b, BN_CTX *);
 303 int ec_GFp_simple_group_get_degree(const EC_GROUP *);
 304 int ec_GFp_simple_group_check_discriminant(const EC_GROUP *, BN_CTX *);
 305 int ec_GFp_simple_point_init(EC_POINT *);
 306 void ec_GFp_simple_point_finish(EC_POINT *);
 307 void ec_GFp_simple_point_clear_finish(EC_POINT *);
 308 int ec_GFp_simple_point_copy(EC_POINT *, const EC_POINT *);
 309 int ec_GFp_simple_point_set_to_infinity(const EC_GROUP *, EC_POINT *);
 310 int ec_GFp_simple_set_Jprojective_coordinates_GFp(const EC_GROUP *,
 311                                                   EC_POINT *, const BIGNUM *x,
 312                                                   const BIGNUM *y,
 313                                                   const BIGNUM *z, BN_CTX *);
 314 int ec_GFp_simple_get_Jprojective_coordinates_GFp(const EC_GROUP *,
 315                                                   const EC_POINT *, BIGNUM *x,
 316                                                   BIGNUM *y, BIGNUM *z,
 317                                                   BN_CTX *);
 318 int ec_GFp_simple_point_set_affine_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 319                                                const BIGNUM *x,
 320                                                const BIGNUM *y, BN_CTX *);
 321 int ec_GFp_simple_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *,
 322                                                const EC_POINT *, BIGNUM *x,
 323                                                BIGNUM *y, BN_CTX *);
 324 int ec_GFp_simple_set_compressed_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 325                                              const BIGNUM *x, int y_bit,
 326                                              BN_CTX *);
 327 size_t ec_GFp_simple_point2oct(const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
 328                                point_conversion_form_t form,
 329                                unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
 330 int ec_GFp_simple_oct2point(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 331                             const unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
 332 int ec_GFp_simple_add(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 333                       const EC_POINT *b, BN_CTX *);
 334 int ec_GFp_simple_dbl(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 335                       BN_CTX *);
 336 int ec_GFp_simple_invert(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 337 int ec_GFp_simple_is_at_infinity(const EC_GROUP *, const EC_POINT *);
 338 int ec_GFp_simple_is_on_curve(const EC_GROUP *, const EC_POINT *, BN_CTX *);
 339 int ec_GFp_simple_cmp(const EC_GROUP *, const EC_POINT *a, const EC_POINT *b,
 340                       BN_CTX *);
 341 int ec_GFp_simple_make_affine(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 342 int ec_GFp_simple_points_make_affine(const EC_GROUP *, size_t num,
 343                                      EC_POINT *[], BN_CTX *);
 344 int ec_GFp_simple_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 345                             const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 346 int ec_GFp_simple_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 347                             BN_CTX *);
 348
 349 /* method functions in ecp_mont.c */
 350 int ec_GFp_mont_group_init(EC_GROUP *);
 351 int ec_GFp_mont_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
 352                                 const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 353 void ec_GFp_mont_group_finish(EC_GROUP *);
 354 void ec_GFp_mont_group_clear_finish(EC_GROUP *);
 355 int ec_GFp_mont_group_copy(EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
 356 int ec_GFp_mont_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 357                           const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 358 int ec_GFp_mont_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 359                           BN_CTX *);
 360 int ec_GFp_mont_field_encode(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 361                              BN_CTX *);
 362 int ec_GFp_mont_field_decode(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 363                              BN_CTX *);
 364 int ec_GFp_mont_field_set_to_one(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, BN_CTX *);
 365
 366 /* method functions in ecp_nist.c */
 367 int ec_GFp_nist_group_copy(EC_GROUP *dest, const EC_GROUP *src);
 368 int ec_GFp_nist_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
 369                                 const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 370 int ec_GFp_nist_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 371                           const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 372 int ec_GFp_nist_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 373                           BN_CTX *);
 374
 375 /* method functions in ec2_smpl.c */
 376 int ec_GF2m_simple_group_init(EC_GROUP *);
 377 void ec_GF2m_simple_group_finish(EC_GROUP *);
 378 void ec_GF2m_simple_group_clear_finish(EC_GROUP *);
 379 int ec_GF2m_simple_group_copy(EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
 380 int ec_GF2m_simple_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p,
 381                                    const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
 382                                    BN_CTX *);
 383 int ec_GF2m_simple_group_get_curve(const EC_GROUP *, BIGNUM *p, BIGNUM *a,
 384                                    BIGNUM *b, BN_CTX *);
 385 int ec_GF2m_simple_group_get_degree(const EC_GROUP *);
 386 int ec_GF2m_simple_group_check_discriminant(const EC_GROUP *, BN_CTX *);
 387 int ec_GF2m_simple_point_init(EC_POINT *);
 388 void ec_GF2m_simple_point_finish(EC_POINT *);
 389 void ec_GF2m_simple_point_clear_finish(EC_POINT *);
 390 int ec_GF2m_simple_point_copy(EC_POINT *, const EC_POINT *);
 391 int ec_GF2m_simple_point_set_to_infinity(const EC_GROUP *, EC_POINT *);
 392 int ec_GF2m_simple_point_set_affine_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 393                                                 const BIGNUM *x,
 394                                                 const BIGNUM *y, BN_CTX *);
 395 int ec_GF2m_simple_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *,
 396                                                 const EC_POINT *, BIGNUM *x,
 397                                                 BIGNUM *y, BN_CTX *);
 398 int ec_GF2m_simple_set_compressed_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 399                                               const BIGNUM *x, int y_bit,
 400                                               BN_CTX *);
 401 size_t ec_GF2m_simple_point2oct(const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
 402                                 point_conversion_form_t form,
 403                                 unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
 404 int ec_GF2m_simple_oct2point(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 405                              const unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
 406 int ec_GF2m_simple_add(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 407                        const EC_POINT *b, BN_CTX *);
 408 int ec_GF2m_simple_dbl(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 409                        BN_CTX *);
 410 int ec_GF2m_simple_invert(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 411 int ec_GF2m_simple_is_at_infinity(const EC_GROUP *, const EC_POINT *);
 412 int ec_GF2m_simple_is_on_curve(const EC_GROUP *, const EC_POINT *, BN_CTX *);
 413 int ec_GF2m_simple_cmp(const EC_GROUP *, const EC_POINT *a, const EC_POINT *b,
 414                        BN_CTX *);
 415 int ec_GF2m_simple_make_affine(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 416 int ec_GF2m_simple_points_make_affine(const EC_GROUP *, size_t num,
 417                                       EC_POINT *[], BN_CTX *);
 418 int ec_GF2m_simple_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 419                              const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 420 int ec_GF2m_simple_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 421                              BN_CTX *);
 422 int ec_GF2m_simple_field_div(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 423                              const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 424
 425 /* method functions in ec2_mult.c */
 426 int ec_GF2m_simple_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 427                        const BIGNUM *scalar, size_t num,
 428                        const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 429                        BN_CTX *);
 430 int ec_GF2m_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
 431 int ec_GF2m_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 432
 433 #ifndef OPENSSL_NO_EC_NISTP_64_GCC_128
 434 /* method functions in ecp_nistp224.c */
 435 int ec_GFp_nistp224_group_init(EC_GROUP *group);
 436 int ec_GFp_nistp224_group_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p,
 437                                     const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,
 438                                     BN_CTX *);
 439 int ec_GFp_nistp224_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *group,
 440                                                  const EC_POINT *point,
 441                                                  BIGNUM *x, BIGNUM *y,
 442                                                  BN_CTX *ctx);
 443 int ec_GFp_nistp224_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 444                         const BIGNUM *scalar, size_t num,
 445                         const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 446                         BN_CTX *);
 447 int ec_GFp_nistp224_points_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 448                                const BIGNUM *scalar, size_t num,
 449                                const EC_POINT *points[],
 450                                const BIGNUM *scalars[], BN_CTX *ctx);
 451 int ec_GFp_nistp224_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
 452 int ec_GFp_nistp224_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 453
 454 /* method functions in ecp_nistp256.c */
 455 int ec_GFp_nistp256_group_init(EC_GROUP *group);
 456 int ec_GFp_nistp256_group_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p,
 457                                     const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,
 458                                     BN_CTX *);
 459 int ec_GFp_nistp256_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *group,
 460                                                  const EC_POINT *point,
 461                                                  BIGNUM *x, BIGNUM *y,
 462                                                  BN_CTX *ctx);
 463 int ec_GFp_nistp256_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 464                         const BIGNUM *scalar, size_t num,
 465                         const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 466                         BN_CTX *);
 467 int ec_GFp_nistp256_points_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 468                                const BIGNUM *scalar, size_t num,
 469                                const EC_POINT *points[],
 470                                const BIGNUM *scalars[], BN_CTX *ctx);
 471 int ec_GFp_nistp256_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
 472 int ec_GFp_nistp256_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 473
 474 /* method functions in ecp_nistp521.c */
 475 int ec_GFp_nistp521_group_init(EC_GROUP *group);
 476 int ec_GFp_nistp521_group_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p,
 477                                     const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,
 478                                     BN_CTX *);
 479 int ec_GFp_nistp521_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *group,
 480                                                  const EC_POINT *point,
 481                                                  BIGNUM *x, BIGNUM *y,
 482                                                  BN_CTX *ctx);
 483 int ec_GFp_nistp521_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 484                         const BIGNUM *scalar, size_t num,
 485                         const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 486                         BN_CTX *);
 487 int ec_GFp_nistp521_points_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 488                                const BIGNUM *scalar, size_t num,
 489                                const EC_POINT *points[],
 490                                const BIGNUM *scalars[], BN_CTX *ctx);
 491 int ec_GFp_nistp521_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
 492 int ec_GFp_nistp521_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 493
 494 /* utility functions in ecp_nistputil.c */
 495 void ec_GFp_nistp_points_make_affine_internal(size_t num, void *point_array,
 496                                               size_t felem_size,
 497                                               void *tmp_felems,
 498                                               void (*felem_one) (void *out),
 499                                               int (*felem_is_zero) (const void
 500                                                                     *in),
 501                                               void (*felem_assign) (void *out,
 502                                                                     const void
 503                                                                     *in),
 504                                               void (*felem_square) (void *out,
 505                                                                     const void
 506                                                                     *in),
 507                                               void (*felem_mul) (void *out,
 508                                                                  const void
 509                                                                  *in1,
 510                                                                  const void
 511                                                                  *in2),
 512                                               void (*felem_inv) (void *out,
 513                                                                  const void
 514                                                                  *in),
 515                                               void (*felem_contract) (void
 516                                                                       *out,
 517                                                                       const
 518                                                                       void
 519                                                                       *in));
 520 void ec_GFp_nistp_recode_scalar_bits(unsigned char *sign,
 521                                      unsigned char *digit, unsigned char in);
 522 #endif
 523 int ec_precompute_mont_data(EC_GROUP *);
 524 int ec_group_simple_order_bits(const EC_GROUP *group);
 525
 526 #ifdef ECP_NISTZ256_ASM
 527 /** Returns GFp methods using montgomery multiplication, with x86-64 optimized
 528  * P256. See http://eprint.iacr.org/2013/816.
 529  *  \return  EC_METHOD object
 530  */
 531 const EC_METHOD *EC_GFp_nistz256_method(void);
 532 #endif
 533
 534 size_t ec_key_simple_priv2oct(const EC_KEY *eckey,
 535                               unsigned char *buf, size_t len);
 536 int ec_key_simple_oct2priv(EC_KEY *eckey, const unsigned char *buf, size_t len);
 537 int ec_key_simple_generate_key(EC_KEY *eckey);
 538 int ec_key_simple_generate_public_key(EC_KEY *eckey);
 539 int ec_key_simple_check_key(const EC_KEY *eckey);
 540
 541 /* EC_METHOD definitions */
 542
 543 struct ec_key_method_st {
 544     const char *name;
 545     int32_t flags;
 546     int (*init)(EC_KEY *key);
 547     void (*finish)(EC_KEY *key);
 548     int (*copy)(EC_KEY *dest, const EC_KEY *src);
 549     int (*set_group)(EC_KEY *key, const EC_GROUP *grp);
 550     int (*set_private)(EC_KEY *key, const BIGNUM *priv_key);
 551     int (*set_public)(EC_KEY *key, const EC_POINT *pub_key);
 552     int (*keygen)(EC_KEY *key);
 553     int (*compute_key)(unsigned char **pout, size_t *poutlen,
 554                        const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *ecdh);
 555     int (*sign)(int type, const unsigned char *dgst, int dlen, unsigned char
 556                 *sig, unsigned int *siglen, const BIGNUM *kinv,
 557                 const BIGNUM *r, EC_KEY *eckey);
 558     int (*sign_setup)(EC_KEY *eckey, BN_CTX *ctx_in, BIGNUM **kinvp,
 559                       BIGNUM **rp);
 560     ECDSA_SIG *(*sign_sig)(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 561                            const BIGNUM *in_kinv, const BIGNUM *in_r,
 562                            EC_KEY *eckey);
 563
 564     int (*verify)(int type, const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 565                   const unsigned char *sigbuf, int sig_len, EC_KEY *eckey);
 566     int (*verify_sig)(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 567                       const ECDSA_SIG *sig, EC_KEY *eckey);
 568 };
 569
 570 #define EC_KEY_METHOD_DYNAMIC   1
 571
 572 int ossl_ec_key_gen(EC_KEY *eckey);
 573 int ossl_ecdh_compute_key(unsigned char **pout, size_t *poutlen,
 574                           const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *ecdh);
 575 int ecdh_simple_compute_key(unsigned char **pout, size_t *poutlen,
 576                             const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *ecdh);
 577
 578 struct ECDSA_SIG_st {
 579     BIGNUM *r;
 580     BIGNUM *s;
 581 };
 582
 583 int ossl_ecdsa_sign_setup(EC_KEY *eckey, BN_CTX *ctx_in, BIGNUM **kinvp,
 584                           BIGNUM **rp);
 585 int ossl_ecdsa_sign(int type, const unsigned char *dgst, int dlen,
 586                     unsigned char *sig, unsigned int *siglen,
 587                     const BIGNUM *kinv, const BIGNUM *r, EC_KEY *eckey);
 588 ECDSA_SIG *ossl_ecdsa_sign_sig(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 589                                const BIGNUM *in_kinv, const BIGNUM *in_r,
 590                                EC_KEY *eckey);
 591 int ossl_ecdsa_verify(int type, const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 592                       const unsigned char *sigbuf, int sig_len, EC_KEY *eckey);
 593 int ossl_ecdsa_verify_sig(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 594                           const ECDSA_SIG *sig, EC_KEY *eckey);
 595
 596 int ED25519_sign(uint8_t *out_sig, const uint8_t *message, size_t message_len,
 597                  const uint8_t public_key[32], const uint8_t private_key[32]);
 598 int ED25519_verify(const uint8_t *message, size_t message_len,
 599                    const uint8_t signature[64], const uint8_t public_key[32]);
 600 void ED25519_public_from_private(uint8_t out_public_key[32],
 601                                  const uint8_t private_key[32]);
 602
 603 int X25519(uint8_t out_shared_key[32], const uint8_t private_key[32],
 604            const uint8_t peer_public_value[32]);
 605 void X25519_public_from_private(uint8_t out_public_value[32],
 606                                 const uint8_t private_key[32]);