crypto/ec/ec_lcl.h

   1 /*
   2  * Copyright 2001-2018 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 #include "curve448/curve448_lcl.h"
  18
  19 #if defined(__SUNPRO_C)
  20 # if __SUNPRO_C >= 0x520
  21 #  pragma error_messages (off,E_ARRAY_OF_INCOMPLETE_NONAME,E_ARRAY_OF_INCOMPLETE)
  22 # endif
  23 #endif
  24
  25 /* Use default functions for poin2oct, oct2point and compressed coordinates */
  26 #define EC_FLAGS_DEFAULT_OCT    0x1
  27
  28 /* Use custom formats for EC_GROUP, EC_POINT and EC_KEY */
  29 #define EC_FLAGS_CUSTOM_CURVE   0x2
  30
  31 /* Curve does not support signing operations */
  32 #define EC_FLAGS_NO_SIGN        0x4
  33
  34 /*
  35  * Structure details are not part of the exported interface, so all this may
  36  * change in future versions.
  37  */
  38
  39 struct ec_method_st {
  40     /* Various method flags */
  41     int flags;
  42     /* used by EC_METHOD_get_field_type: */
  43     int field_type;             /* a NID */
  44     /*
  45      * used by EC_GROUP_new, EC_GROUP_free, EC_GROUP_clear_free,
  46      * EC_GROUP_copy:
  47      */
  48     int (*group_init) (EC_GROUP *);
  49     void (*group_finish) (EC_GROUP *);
  50     void (*group_clear_finish) (EC_GROUP *);
  51     int (*group_copy) (EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
  52     /* used by EC_GROUP_set_curve_GFp, EC_GROUP_get_curve_GFp, */
  53     /* EC_GROUP_set_curve_GF2m, and EC_GROUP_get_curve_GF2m: */
  54     int (*group_set_curve) (EC_GROUP *, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
  55                             const BIGNUM *b, BN_CTX *);
  56     int (*group_get_curve) (const EC_GROUP *, BIGNUM *p, BIGNUM *a, BIGNUM *b,
  57                             BN_CTX *);
  58     /* used by EC_GROUP_get_degree: */
  59     int (*group_get_degree) (const EC_GROUP *);
  60     int (*group_order_bits) (const EC_GROUP *);
  61     /* used by EC_GROUP_check: */
  62     int (*group_check_discriminant) (const EC_GROUP *, BN_CTX *);
  63     /*
  64      * used by EC_POINT_new, EC_POINT_free, EC_POINT_clear_free,
  65      * EC_POINT_copy:
  66      */
  67     int (*point_init) (EC_POINT *);
  68     void (*point_finish) (EC_POINT *);
  69     void (*point_clear_finish) (EC_POINT *);
  70     int (*point_copy) (EC_POINT *, const EC_POINT *);
  71     /*-
  72      * used by EC_POINT_set_to_infinity,
  73      * EC_POINT_set_Jprojective_coordinates_GFp,
  74      * EC_POINT_get_Jprojective_coordinates_GFp,
  75      * EC_POINT_set_affine_coordinates_GFp,     ..._GF2m,
  76      * EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp,     ..._GF2m,
  77      * EC_POINT_set_compressed_coordinates_GFp, ..._GF2m:
  78      */
  79     int (*point_set_to_infinity) (const EC_GROUP *, EC_POINT *);
  80     int (*point_set_Jprojective_coordinates_GFp) (const EC_GROUP *,
  81                                                   EC_POINT *, const BIGNUM *x,
  82                                                   const BIGNUM *y,
  83                                                   const BIGNUM *z, BN_CTX *);
  84     int (*point_get_Jprojective_coordinates_GFp) (const EC_GROUP *,
  85                                                   const EC_POINT *, BIGNUM *x,
  86                                                   BIGNUM *y, BIGNUM *z,
  87                                                   BN_CTX *);
  88     int (*point_set_affine_coordinates) (const EC_GROUP *, EC_POINT *,
  89                                          const BIGNUM *x, const BIGNUM *y,
  90                                          BN_CTX *);
  91     int (*point_get_affine_coordinates) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
  92                                          BIGNUM *x, BIGNUM *y, BN_CTX *);
  93     int (*point_set_compressed_coordinates) (const EC_GROUP *, EC_POINT *,
  94                                              const BIGNUM *x, int y_bit,
  95                                              BN_CTX *);
  96     /* used by EC_POINT_point2oct, EC_POINT_oct2point: */
  97     size_t (*point2oct) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
  98                          point_conversion_form_t form, unsigned char *buf,
  99                          size_t len, BN_CTX *);
 100     int (*oct2point) (const EC_GROUP *, EC_POINT *, const unsigned char *buf,
 101                       size_t len, BN_CTX *);
 102     /* used by EC_POINT_add, EC_POINT_dbl, ECP_POINT_invert: */
 103     int (*add) (const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 104                 const EC_POINT *b, BN_CTX *);
 105     int (*dbl) (const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a, BN_CTX *);
 106     int (*invert) (const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 107     /*
 108      * used by EC_POINT_is_at_infinity, EC_POINT_is_on_curve, EC_POINT_cmp:
 109      */
 110     int (*is_at_infinity) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *);
 111     int (*is_on_curve) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *, BN_CTX *);
 112     int (*point_cmp) (const EC_GROUP *, const EC_POINT *a, const EC_POINT *b,
 113                       BN_CTX *);
 114     /* used by EC_POINT_make_affine, EC_POINTs_make_affine: */
 115     int (*make_affine) (const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 116     int (*points_make_affine) (const EC_GROUP *, size_t num, EC_POINT *[],
 117                                BN_CTX *);
 118     /*
 119      * used by EC_POINTs_mul, EC_POINT_mul, EC_POINT_precompute_mult,
 120      * EC_POINT_have_precompute_mult (default implementations are used if the
 121      * 'mul' pointer is 0):
 122      */
 123     /*-
 124      * mul() calculates the value
 125      *
 126      *   r := generator * scalar
 127      *        + points[0] * scalars[0]
 128      *        + ...
 129      *        + points[num-1] * scalars[num-1].
 130      *
 131      * For a fixed point multiplication (scalar != NULL, num == 0)
 132      * or a variable point multiplication (scalar == NULL, num == 1),
 133      * mul() must use a constant time algorithm: in both cases callers
 134      * should provide an input scalar (either scalar or scalars[0])
 135      * in the range [0, ec_group_order); for robustness, implementers
 136      * should handle the case when the scalar has not been reduced, but
 137      * may treat it as an unusual input, without any constant-timeness
 138      * guarantee.
 139      */
 140     int (*mul) (const EC_GROUP *group, EC_POINT *r, const BIGNUM *scalar,
 141                 size_t num, const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 142                 BN_CTX *);
 143     int (*precompute_mult) (EC_GROUP *group, BN_CTX *);
 144     int (*have_precompute_mult) (const EC_GROUP *group);
 145     /* internal functions */
 146     /*
 147      * 'field_mul', 'field_sqr', and 'field_div' can be used by 'add' and
 148      * 'dbl' so that the same implementations of point operations can be used
 149      * with different optimized implementations of expensive field
 150      * operations:
 151      */
 152     int (*field_mul) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 153                       const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 154     int (*field_sqr) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a, BN_CTX *);
 155     int (*field_div) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 156                       const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 157     /* e.g. to Montgomery */
 158     int (*field_encode) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 159                          BN_CTX *);
 160     /* e.g. from Montgomery */
 161     int (*field_decode) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 162                          BN_CTX *);
 163     int (*field_set_to_one) (const EC_GROUP *, BIGNUM *r, BN_CTX *);
 164     /* private key operations */
 165     size_t (*priv2oct)(const EC_KEY *eckey, unsigned char *buf, size_t len);
 166     int (*oct2priv)(EC_KEY *eckey, const unsigned char *buf, size_t len);
 167     int (*set_private)(EC_KEY *eckey, const BIGNUM *priv_key);
 168     int (*keygen)(EC_KEY *eckey);
 169     int (*keycheck)(const EC_KEY *eckey);
 170     int (*keygenpub)(EC_KEY *eckey);
 171     int (*keycopy)(EC_KEY *dst, const EC_KEY *src);
 172     void (*keyfinish)(EC_KEY *eckey);
 173     /* custom ECDH operation */
 174     int (*ecdh_compute_key)(unsigned char **pout, size_t *poutlen,
 175                             const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *ecdh);
 176     /* Inverse modulo order */
 177     int (*field_inverse_mod_ord)(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, BIGNUM *x,
 178                                  BN_CTX *ctx);
 179 };
 180
 181 /*
 182  * Types and functions to manipulate pre-computed values.
 183  */
 184 typedef struct nistp224_pre_comp_st NISTP224_PRE_COMP;
 185 typedef struct nistp256_pre_comp_st NISTP256_PRE_COMP;
 186 typedef struct nistp521_pre_comp_st NISTP521_PRE_COMP;
 187 typedef struct nistz256_pre_comp_st NISTZ256_PRE_COMP;
 188 typedef struct ec_pre_comp_st EC_PRE_COMP;
 189
 190 struct ec_group_st {
 191     const EC_METHOD *meth;
 192     EC_POINT *generator;        /* optional */
 193     BIGNUM *order, *cofactor;
 194     int curve_name;             /* optional NID for named curve */
 195     int asn1_flag;              /* flag to control the asn1 encoding */
 196     point_conversion_form_t asn1_form;
 197     unsigned char *seed;        /* optional seed for parameters (appears in
 198                                  * ASN1) */
 199     size_t seed_len;
 200     /*
 201      * The following members are handled by the method functions, even if
 202      * they appear generic
 203      */
 204     /*
 205      * Field specification. For curves over GF(p), this is the modulus; for
 206      * curves over GF(2^m), this is the irreducible polynomial defining the
 207      * field.
 208      */
 209     BIGNUM *field;
 210     /*
 211      * Field specification for curves over GF(2^m). The irreducible f(t) is
 212      * then of the form: t^poly[0] + t^poly[1] + ... + t^poly[k] where m =
 213      * poly[0] > poly[1] > ... > poly[k] = 0. The array is terminated with
 214      * poly[k+1]=-1. All elliptic curve irreducibles have at most 5 non-zero
 215      * terms.
 216      */
 217     int poly[6];
 218     /*
 219      * Curve coefficients. (Here the assumption is that BIGNUMs can be used
 220      * or abused for all kinds of fields, not just GF(p).) For characteristic
 221      * > 3, the curve is defined by a Weierstrass equation of the form y^2 =
 222      * x^3 + a*x + b. For characteristic 2, the curve is defined by an
 223      * equation of the form y^2 + x*y = x^3 + a*x^2 + b.
 224      */
 225     BIGNUM *a, *b;
 226     /* enable optimized point arithmetics for special case */
 227     int a_is_minus3;
 228     /* method-specific (e.g., Montgomery structure) */
 229     void *field_data1;
 230     /* method-specific */
 231     void *field_data2;
 232     /* method-specific */
 233     int (*field_mod_func) (BIGNUM *, const BIGNUM *, const BIGNUM *,
 234                            BN_CTX *);
 235     /* data for ECDSA inverse */
 236     BN_MONT_CTX *mont_data;
 237
 238     /*
 239      * Precomputed values for speed. The PCT_xxx names match the
 240      * pre_comp.xxx union names; see the SETPRECOMP and HAVEPRECOMP
 241      * macros, below.
 242      */
 243     enum {
 244         PCT_none,
 245         PCT_nistp224, PCT_nistp256, PCT_nistp521, PCT_nistz256,
 246         PCT_ec
 247     } pre_comp_type;
 248     union {
 249         NISTP224_PRE_COMP *nistp224;
 250         NISTP256_PRE_COMP *nistp256;
 251         NISTP521_PRE_COMP *nistp521;
 252         NISTZ256_PRE_COMP *nistz256;
 253         EC_PRE_COMP *ec;
 254     } pre_comp;
 255 };
 256
 257 #define SETPRECOMP(g, type, pre) \
 258     g->pre_comp_type = PCT_##type, g->pre_comp.type = pre
 259 #define HAVEPRECOMP(g, type) \
 260     g->pre_comp_type == PCT_##type && g->pre_comp.type != NULL
 261
 262 struct ec_key_st {
 263     const EC_KEY_METHOD *meth;
 264     ENGINE *engine;
 265     int version;
 266     EC_GROUP *group;
 267     EC_POINT *pub_key;
 268     BIGNUM *priv_key;
 269     unsigned int enc_flag;
 270     point_conversion_form_t conv_form;
 271     CRYPTO_REF_COUNT references;
 272     int flags;
 273     CRYPTO_EX_DATA ex_data;
 274     CRYPTO_RWLOCK *lock;
 275 };
 276
 277 struct ec_point_st {
 278     const EC_METHOD *meth;
 279     /* NID for the curve if known */
 280     int curve_name;
 281     /*
 282      * All members except 'meth' are handled by the method functions, even if
 283      * they appear generic
 284      */
 285     BIGNUM *X;
 286     BIGNUM *Y;
 287     BIGNUM *Z;                  /* Jacobian projective coordinates: * (X, Y,
 288                                  * Z) represents (X/Z^2, Y/Z^3) if Z != 0 */
 289     int Z_is_one;               /* enable optimized point arithmetics for
 290                                  * special case */
 291 };
 292
 293
 294 static ossl_inline int ec_point_is_compat(const EC_POINT *point,
 295                                           const EC_GROUP *group)
 296 {
 297     if (group->meth != point->meth
 298         || (group->curve_name != 0
 299             && point->curve_name != 0
 300             && group->curve_name != point->curve_name))
 301         return 0;
 302
 303     return 1;
 304 }
 305
 306
 307 NISTP224_PRE_COMP *EC_nistp224_pre_comp_dup(NISTP224_PRE_COMP *);
 308 NISTP256_PRE_COMP *EC_nistp256_pre_comp_dup(NISTP256_PRE_COMP *);
 309 NISTP521_PRE_COMP *EC_nistp521_pre_comp_dup(NISTP521_PRE_COMP *);
 310 NISTZ256_PRE_COMP *EC_nistz256_pre_comp_dup(NISTZ256_PRE_COMP *);
 311 NISTP256_PRE_COMP *EC_nistp256_pre_comp_dup(NISTP256_PRE_COMP *);
 312 EC_PRE_COMP *EC_ec_pre_comp_dup(EC_PRE_COMP *);
 313
 314 void EC_pre_comp_free(EC_GROUP *group);
 315 void EC_nistp224_pre_comp_free(NISTP224_PRE_COMP *);
 316 void EC_nistp256_pre_comp_free(NISTP256_PRE_COMP *);
 317 void EC_nistp521_pre_comp_free(NISTP521_PRE_COMP *);
 318 void EC_nistz256_pre_comp_free(NISTZ256_PRE_COMP *);
 319 void EC_ec_pre_comp_free(EC_PRE_COMP *);
 320
 321 /*
 322  * method functions in ec_mult.c (ec_lib.c uses these as defaults if
 323  * group->method->mul is 0)
 324  */
 325 int ec_wNAF_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r, const BIGNUM *scalar,
 326                 size_t num, const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 327                 BN_CTX *);
 328 int ec_wNAF_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *);
 329 int ec_wNAF_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 330
 331 /* method functions in ecp_smpl.c */
 332 int ec_GFp_simple_group_init(EC_GROUP *);
 333 void ec_GFp_simple_group_finish(EC_GROUP *);
 334 void ec_GFp_simple_group_clear_finish(EC_GROUP *);
 335 int ec_GFp_simple_group_copy(EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
 336 int ec_GFp_simple_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p,
 337                                   const BIGNUM *a, const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 338 int ec_GFp_simple_group_get_curve(const EC_GROUP *, BIGNUM *p, BIGNUM *a,
 339                                   BIGNUM *b, BN_CTX *);
 340 int ec_GFp_simple_group_get_degree(const EC_GROUP *);
 341 int ec_GFp_simple_group_check_discriminant(const EC_GROUP *, BN_CTX *);
 342 int ec_GFp_simple_point_init(EC_POINT *);
 343 void ec_GFp_simple_point_finish(EC_POINT *);
 344 void ec_GFp_simple_point_clear_finish(EC_POINT *);
 345 int ec_GFp_simple_point_copy(EC_POINT *, const EC_POINT *);
 346 int ec_GFp_simple_point_set_to_infinity(const EC_GROUP *, EC_POINT *);
 347 int ec_GFp_simple_set_Jprojective_coordinates_GFp(const EC_GROUP *,
 348                                                   EC_POINT *, const BIGNUM *x,
 349                                                   const BIGNUM *y,
 350                                                   const BIGNUM *z, BN_CTX *);
 351 int ec_GFp_simple_get_Jprojective_coordinates_GFp(const EC_GROUP *,
 352                                                   const EC_POINT *, BIGNUM *x,
 353                                                   BIGNUM *y, BIGNUM *z,
 354                                                   BN_CTX *);
 355 int ec_GFp_simple_point_set_affine_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 356                                                const BIGNUM *x,
 357                                                const BIGNUM *y, BN_CTX *);
 358 int ec_GFp_simple_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *,
 359                                                const EC_POINT *, BIGNUM *x,
 360                                                BIGNUM *y, BN_CTX *);
 361 int ec_GFp_simple_set_compressed_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 362                                              const BIGNUM *x, int y_bit,
 363                                              BN_CTX *);
 364 size_t ec_GFp_simple_point2oct(const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
 365                                point_conversion_form_t form,
 366                                unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
 367 int ec_GFp_simple_oct2point(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 368                             const unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
 369 int ec_GFp_simple_add(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 370                       const EC_POINT *b, BN_CTX *);
 371 int ec_GFp_simple_dbl(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 372                       BN_CTX *);
 373 int ec_GFp_simple_invert(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 374 int ec_GFp_simple_is_at_infinity(const EC_GROUP *, const EC_POINT *);
 375 int ec_GFp_simple_is_on_curve(const EC_GROUP *, const EC_POINT *, BN_CTX *);
 376 int ec_GFp_simple_cmp(const EC_GROUP *, const EC_POINT *a, const EC_POINT *b,
 377                       BN_CTX *);
 378 int ec_GFp_simple_make_affine(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 379 int ec_GFp_simple_points_make_affine(const EC_GROUP *, size_t num,
 380                                      EC_POINT *[], BN_CTX *);
 381 int ec_GFp_simple_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 382                             const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 383 int ec_GFp_simple_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 384                             BN_CTX *);
 385
 386 /* method functions in ecp_mont.c */
 387 int ec_GFp_mont_group_init(EC_GROUP *);
 388 int ec_GFp_mont_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
 389                                 const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 390 void ec_GFp_mont_group_finish(EC_GROUP *);
 391 void ec_GFp_mont_group_clear_finish(EC_GROUP *);
 392 int ec_GFp_mont_group_copy(EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
 393 int ec_GFp_mont_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 394                           const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 395 int ec_GFp_mont_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 396                           BN_CTX *);
 397 int ec_GFp_mont_field_encode(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 398                              BN_CTX *);
 399 int ec_GFp_mont_field_decode(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 400                              BN_CTX *);
 401 int ec_GFp_mont_field_set_to_one(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, BN_CTX *);
 402
 403 /* method functions in ecp_nist.c */
 404 int ec_GFp_nist_group_copy(EC_GROUP *dest, const EC_GROUP *src);
 405 int ec_GFp_nist_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p, const BIGNUM *a,
 406                                 const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 407 int ec_GFp_nist_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 408                           const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 409 int ec_GFp_nist_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 410                           BN_CTX *);
 411
 412 /* method functions in ec2_smpl.c */
 413 int ec_GF2m_simple_group_init(EC_GROUP *);
 414 void ec_GF2m_simple_group_finish(EC_GROUP *);
 415 void ec_GF2m_simple_group_clear_finish(EC_GROUP *);
 416 int ec_GF2m_simple_group_copy(EC_GROUP *, const EC_GROUP *);
 417 int ec_GF2m_simple_group_set_curve(EC_GROUP *, const BIGNUM *p,
 418                                    const BIGNUM *a, const BIGNUM *b,
 419                                    BN_CTX *);
 420 int ec_GF2m_simple_group_get_curve(const EC_GROUP *, BIGNUM *p, BIGNUM *a,
 421                                    BIGNUM *b, BN_CTX *);
 422 int ec_GF2m_simple_group_get_degree(const EC_GROUP *);
 423 int ec_GF2m_simple_group_check_discriminant(const EC_GROUP *, BN_CTX *);
 424 int ec_GF2m_simple_point_init(EC_POINT *);
 425 void ec_GF2m_simple_point_finish(EC_POINT *);
 426 void ec_GF2m_simple_point_clear_finish(EC_POINT *);
 427 int ec_GF2m_simple_point_copy(EC_POINT *, const EC_POINT *);
 428 int ec_GF2m_simple_point_set_to_infinity(const EC_GROUP *, EC_POINT *);
 429 int ec_GF2m_simple_point_set_affine_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 430                                                 const BIGNUM *x,
 431                                                 const BIGNUM *y, BN_CTX *);
 432 int ec_GF2m_simple_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *,
 433                                                 const EC_POINT *, BIGNUM *x,
 434                                                 BIGNUM *y, BN_CTX *);
 435 int ec_GF2m_simple_set_compressed_coordinates(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 436                                               const BIGNUM *x, int y_bit,
 437                                               BN_CTX *);
 438 size_t ec_GF2m_simple_point2oct(const EC_GROUP *, const EC_POINT *,
 439                                 point_conversion_form_t form,
 440                                 unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
 441 int ec_GF2m_simple_oct2point(const EC_GROUP *, EC_POINT *,
 442                              const unsigned char *buf, size_t len, BN_CTX *);
 443 int ec_GF2m_simple_add(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 444                        const EC_POINT *b, BN_CTX *);
 445 int ec_GF2m_simple_dbl(const EC_GROUP *, EC_POINT *r, const EC_POINT *a,
 446                        BN_CTX *);
 447 int ec_GF2m_simple_invert(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 448 int ec_GF2m_simple_is_at_infinity(const EC_GROUP *, const EC_POINT *);
 449 int ec_GF2m_simple_is_on_curve(const EC_GROUP *, const EC_POINT *, BN_CTX *);
 450 int ec_GF2m_simple_cmp(const EC_GROUP *, const EC_POINT *a, const EC_POINT *b,
 451                        BN_CTX *);
 452 int ec_GF2m_simple_make_affine(const EC_GROUP *, EC_POINT *, BN_CTX *);
 453 int ec_GF2m_simple_points_make_affine(const EC_GROUP *, size_t num,
 454                                       EC_POINT *[], BN_CTX *);
 455 int ec_GF2m_simple_field_mul(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 456                              const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 457 int ec_GF2m_simple_field_sqr(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 458                              BN_CTX *);
 459 int ec_GF2m_simple_field_div(const EC_GROUP *, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 460                              const BIGNUM *b, BN_CTX *);
 461
 462 #ifndef OPENSSL_NO_EC_NISTP_64_GCC_128
 463 /* method functions in ecp_nistp224.c */
 464 int ec_GFp_nistp224_group_init(EC_GROUP *group);
 465 int ec_GFp_nistp224_group_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p,
 466                                     const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,
 467                                     BN_CTX *);
 468 int ec_GFp_nistp224_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *group,
 469                                                  const EC_POINT *point,
 470                                                  BIGNUM *x, BIGNUM *y,
 471                                                  BN_CTX *ctx);
 472 int ec_GFp_nistp224_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 473                         const BIGNUM *scalar, size_t num,
 474                         const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 475                         BN_CTX *);
 476 int ec_GFp_nistp224_points_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 477                                const BIGNUM *scalar, size_t num,
 478                                const EC_POINT *points[],
 479                                const BIGNUM *scalars[], BN_CTX *ctx);
 480 int ec_GFp_nistp224_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
 481 int ec_GFp_nistp224_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 482
 483 /* method functions in ecp_nistp256.c */
 484 int ec_GFp_nistp256_group_init(EC_GROUP *group);
 485 int ec_GFp_nistp256_group_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p,
 486                                     const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,
 487                                     BN_CTX *);
 488 int ec_GFp_nistp256_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *group,
 489                                                  const EC_POINT *point,
 490                                                  BIGNUM *x, BIGNUM *y,
 491                                                  BN_CTX *ctx);
 492 int ec_GFp_nistp256_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 493                         const BIGNUM *scalar, size_t num,
 494                         const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 495                         BN_CTX *);
 496 int ec_GFp_nistp256_points_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 497                                const BIGNUM *scalar, size_t num,
 498                                const EC_POINT *points[],
 499                                const BIGNUM *scalars[], BN_CTX *ctx);
 500 int ec_GFp_nistp256_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
 501 int ec_GFp_nistp256_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 502
 503 /* method functions in ecp_nistp521.c */
 504 int ec_GFp_nistp521_group_init(EC_GROUP *group);
 505 int ec_GFp_nistp521_group_set_curve(EC_GROUP *group, const BIGNUM *p,
 506                                     const BIGNUM *a, const BIGNUM *n,
 507                                     BN_CTX *);
 508 int ec_GFp_nistp521_point_get_affine_coordinates(const EC_GROUP *group,
 509                                                  const EC_POINT *point,
 510                                                  BIGNUM *x, BIGNUM *y,
 511                                                  BN_CTX *ctx);
 512 int ec_GFp_nistp521_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 513                         const BIGNUM *scalar, size_t num,
 514                         const EC_POINT *points[], const BIGNUM *scalars[],
 515                         BN_CTX *);
 516 int ec_GFp_nistp521_points_mul(const EC_GROUP *group, EC_POINT *r,
 517                                const BIGNUM *scalar, size_t num,
 518                                const EC_POINT *points[],
 519                                const BIGNUM *scalars[], BN_CTX *ctx);
 520 int ec_GFp_nistp521_precompute_mult(EC_GROUP *group, BN_CTX *ctx);
 521 int ec_GFp_nistp521_have_precompute_mult(const EC_GROUP *group);
 522
 523 /* utility functions in ecp_nistputil.c */
 524 void ec_GFp_nistp_points_make_affine_internal(size_t num, void *point_array,
 525                                               size_t felem_size,
 526                                               void *tmp_felems,
 527                                               void (*felem_one) (void *out),
 528                                               int (*felem_is_zero) (const void
 529                                                                     *in),
 530                                               void (*felem_assign) (void *out,
 531                                                                     const void
 532                                                                     *in),
 533                                               void (*felem_square) (void *out,
 534                                                                     const void
 535                                                                     *in),
 536                                               void (*felem_mul) (void *out,
 537                                                                  const void
 538                                                                  *in1,
 539                                                                  const void
 540                                                                  *in2),
 541                                               void (*felem_inv) (void *out,
 542                                                                  const void
 543                                                                  *in),
 544                                               void (*felem_contract) (void
 545                                                                       *out,
 546                                                                       const
 547                                                                       void
 548                                                                       *in));
 549 void ec_GFp_nistp_recode_scalar_bits(unsigned char *sign,
 550                                      unsigned char *digit, unsigned char in);
 551 #endif
 552 int ec_group_simple_order_bits(const EC_GROUP *group);
 553
 554 #ifdef ECP_NISTZ256_ASM
 555 /** Returns GFp methods using montgomery multiplication, with x86-64 optimized
 556  * P256. See http://eprint.iacr.org/2013/816.
 557  *  \return  EC_METHOD object
 558  */
 559 const EC_METHOD *EC_GFp_nistz256_method(void);
 560 #endif
 561
 562 size_t ec_key_simple_priv2oct(const EC_KEY *eckey,
 563                               unsigned char *buf, size_t len);
 564 int ec_key_simple_oct2priv(EC_KEY *eckey, const unsigned char *buf, size_t len);
 565 int ec_key_simple_generate_key(EC_KEY *eckey);
 566 int ec_key_simple_generate_public_key(EC_KEY *eckey);
 567 int ec_key_simple_check_key(const EC_KEY *eckey);
 568
 569 /* EC_METHOD definitions */
 570
 571 struct ec_key_method_st {
 572     const char *name;
 573     int32_t flags;
 574     int (*init)(EC_KEY *key);
 575     void (*finish)(EC_KEY *key);
 576     int (*copy)(EC_KEY *dest, const EC_KEY *src);
 577     int (*set_group)(EC_KEY *key, const EC_GROUP *grp);
 578     int (*set_private)(EC_KEY *key, const BIGNUM *priv_key);
 579     int (*set_public)(EC_KEY *key, const EC_POINT *pub_key);
 580     int (*keygen)(EC_KEY *key);
 581     int (*compute_key)(unsigned char **pout, size_t *poutlen,
 582                        const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *ecdh);
 583     int (*sign)(int type, const unsigned char *dgst, int dlen, unsigned char
 584                 *sig, unsigned int *siglen, const BIGNUM *kinv,
 585                 const BIGNUM *r, EC_KEY *eckey);
 586     int (*sign_setup)(EC_KEY *eckey, BN_CTX *ctx_in, BIGNUM **kinvp,
 587                       BIGNUM **rp);
 588     ECDSA_SIG *(*sign_sig)(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 589                            const BIGNUM *in_kinv, const BIGNUM *in_r,
 590                            EC_KEY *eckey);
 591
 592     int (*verify)(int type, const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 593                   const unsigned char *sigbuf, int sig_len, EC_KEY *eckey);
 594     int (*verify_sig)(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 595                       const ECDSA_SIG *sig, EC_KEY *eckey);
 596 };
 597
 598 #define EC_KEY_METHOD_DYNAMIC   1
 599
 600 int ossl_ec_key_gen(EC_KEY *eckey);
 601 int ossl_ecdh_compute_key(unsigned char **pout, size_t *poutlen,
 602                           const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *ecdh);
 603 int ecdh_simple_compute_key(unsigned char **pout, size_t *poutlen,
 604                             const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *ecdh);
 605
 606 struct ECDSA_SIG_st {
 607     BIGNUM *r;
 608     BIGNUM *s;
 609 };
 610
 611 int ossl_ecdsa_sign_setup(EC_KEY *eckey, BN_CTX *ctx_in, BIGNUM **kinvp,
 612                           BIGNUM **rp);
 613 int ossl_ecdsa_sign(int type, const unsigned char *dgst, int dlen,
 614                     unsigned char *sig, unsigned int *siglen,
 615                     const BIGNUM *kinv, const BIGNUM *r, EC_KEY *eckey);
 616 ECDSA_SIG *ossl_ecdsa_sign_sig(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 617                                const BIGNUM *in_kinv, const BIGNUM *in_r,
 618                                EC_KEY *eckey);
 619 int ossl_ecdsa_verify(int type, const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 620                       const unsigned char *sigbuf, int sig_len, EC_KEY *eckey);
 621 int ossl_ecdsa_verify_sig(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 622                           const ECDSA_SIG *sig, EC_KEY *eckey);
 623
 624 int ED25519_sign(uint8_t *out_sig, const uint8_t *message, size_t message_len,
 625                  const uint8_t public_key[32], const uint8_t private_key[32]);
 626 int ED25519_verify(const uint8_t *message, size_t message_len,
 627                    const uint8_t signature[64], const uint8_t public_key[32]);
 628 void ED25519_public_from_private(uint8_t out_public_key[32],
 629                                  const uint8_t private_key[32]);
 630
 631 int X25519(uint8_t out_shared_key[32], const uint8_t private_key[32],
 632            const uint8_t peer_public_value[32]);
 633 void X25519_public_from_private(uint8_t out_public_value[32],
 634                                 const uint8_t private_key[32]);
 635
 636 int EC_GROUP_do_inverse_ord(const EC_GROUP *group, BIGNUM *res,
 637                             BIGNUM *x, BN_CTX *ctx);