crypto/rand/md_rand.c

   1 /* crypto/rand/md_rand.c */
   2 /* Copyright (C) 1995-1998 Eric Young (eay@cryptsoft.com)
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * This package is an SSL implementation written
   6  * by Eric Young (eay@cryptsoft.com).
   7  * The implementation was written so as to conform with Netscapes SSL.
   8  *
   9  * This library is free for commercial and non-commercial use as long as
  10  * the following conditions are aheared to.  The following conditions
  11  * apply to all code found in this distribution, be it the RC4, RSA,
  12  * lhash, DES, etc., code; not just the SSL code.  The SSL documentation
  13  * included with this distribution is covered by the same copyright terms
  14  * except that the holder is Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com).
  15  *
  16  * Copyright remains Eric Young's, and as such any Copyright notices in
  17  * the code are not to be removed.
  18  * If this package is used in a product, Eric Young should be given attribution
  19  * as the author of the parts of the library used.
  20  * This can be in the form of a textual message at program startup or
  21  * in documentation (online or textual) provided with the package.
  22  *
  23  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  24  * modification, are permitted provided that the following conditions
  25  * are met:
  26  * 1. Redistributions of source code must retain the copyright
  27  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  28  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  29  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  30  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  31  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  32  *    must display the following acknowledgement:
  33  *    "This product includes cryptographic software written by
  34  *     Eric Young (eay@cryptsoft.com)"
  35  *    The word 'cryptographic' can be left out if the rouines from the library
  36  *    being used are not cryptographic related :-).
  37  * 4. If you include any Windows specific code (or a derivative thereof) from
  38  *    the apps directory (application code) you must include an acknowledgement:
  39  *    "This product includes software written by Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com)"
  40  *
  41  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY ERIC YOUNG ``AS IS'' AND
  42  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  43  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  44  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  45  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  46  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  47  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  48  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  49  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  50  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  51  * SUCH DAMAGE.
  52  *
  53  * The licence and distribution terms for any publically available version or
  54  * derivative of this code cannot be changed.  i.e. this code cannot simply be
  55  * copied and put under another distribution licence
  56  * [including the GNU Public Licence.]
  57  */
  58
  59 #include <stdio.h>
  60 #include "cryptlib.h"
  61 #include <sys/types.h>
  62 #include <time.h>
  63
  64 #if !defined(USE_MD5_RAND) && !defined(USE_SHA1_RAND) && !defined(USE_MDC2_RAND) && !defined(USE_MD2_RAND)
  65 #ifndef NO_MD5
  66 #define USE_MD5_RAND
  67 #elif !defined(NO_SHA1)
  68 #define USE_SHA1_RAND
  69 #elif !defined(NO_MDC2)
  70 #define USE_MDC2_RAND
  71 #elif !defined(NO_MD2)
  72 #define USE_MD2_RAND
  73 #else
  74 We need a message digest of some type
  75 #endif
  76 #endif
  77
  78 /* Changed how the state buffer used.  I now attempt to 'wrap' such
  79  * that I don't run over the same locations the next time  go through
  80  * the 1023 bytes - many thanks to
  81  * Robert J. LeBlanc <rjl@renaissoft.com> for his comments
  82  */
  83
  84 #if defined(USE_MD5_RAND)
  85 #include "md5.h"
  86 #define MD_DIGEST_LENGTH        MD5_DIGEST_LENGTH
  87 #define MD_CTX                  MD5_CTX
  88 #define MD_Init(a)              MD5_Init(a)
  89 #define MD_Update(a,b,c)        MD5_Update(a,b,c)
  90 #define MD_Final(a,b)           MD5_Final(a,b)
  91 #elif defined(USE_SHA1_RAND)
  92 #include "sha.h"
  93 #define MD_DIGEST_LENGTH        SHA_DIGEST_LENGTH
  94 #define MD_CTX                  SHA_CTX
  95 #define MD_Init(a)              SHA1_Init(a)
  96 #define MD_Update(a,b,c)        SHA1_Update(a,b,c)
  97 #define MD_Final(a,b)           SHA1_Final(a,b)
  98 #elif defined(USE_MDC2_RAND)
  99 #include "mdc2.h"
 100 #define MD_DIGEST_LENGTH        MDC2_DIGEST_LENGTH
 101 #define MD_CTX                  MDC2_CTX
 102 #define MD_Init(a)              MDC2_Init(a)
 103 #define MD_Update(a,b,c)        MDC2_Update(a,b,c)
 104 #define MD_Final(a,b)           MDC2_Final(a,b)
 105 #elif defined(USE_MD2_RAND)
 106 #include "md2.h"
 107 #define MD_DIGEST_LENGTH        MD2_DIGEST_LENGTH
 108 #define MD_CTX                  MD2_CTX
 109 #define MD_Init(a)              MD2_Init(a)
 110 #define MD_Update(a,b,c)        MD2_Update(a,b,c)
 111 #define MD_Final(a,b)           MD2_Final(a,b)
 112 #endif
 113
 114 #include "rand.h"
 115
 116 /*#define NORAND        1 */
 117 /*#define PREDICT       1 */
 118
 119 #define STATE_SIZE      1023
 120 static int state_num=0,state_index=0;
 121 static unsigned char state[STATE_SIZE+MD_DIGEST_LENGTH];
 122 static unsigned char md[MD_DIGEST_LENGTH];
 123 static int md_count=0;
 124
 125 char *RAND_version="RAND part of SSLeay 0.9.0b 29-Jun-1998";
 126
 127 void RAND_cleanup()
 128         {
 129         memset(state,0,sizeof(state));
 130         state_num=0;
 131         state_index=0;
 132         memset(md,0,MD_DIGEST_LENGTH);
 133         md_count=0;
 134         }
 135
 136 void RAND_seed(buf,num)
 137 unsigned char *buf;
 138 int num;
 139         {
 140         int i,j,k,st_idx,st_num;
 141         MD_CTX m;
 142
 143 #ifdef NORAND
 144         return;
 145 #endif
 146
 147         CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 148         st_idx=state_index;
 149         st_num=state_num;
 150
 151         state_index=(state_index+num);
 152         if (state_index >= STATE_SIZE)
 153                 {
 154                 state_index%=STATE_SIZE;
 155                 state_num=STATE_SIZE;
 156                 }
 157         else if (state_num < STATE_SIZE)
 158                 {
 159                 if (state_index > state_num)
 160                         state_num=state_index;
 161                 }
 162         CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 163
 164         for (i=0; i<num; i+=MD_DIGEST_LENGTH)
 165                 {
 166                 j=(num-i);
 167                 j=(j > MD_DIGEST_LENGTH)?MD_DIGEST_LENGTH:j;
 168
 169                 MD_Init(&m);
 170                 MD_Update(&m,md,MD_DIGEST_LENGTH);
 171                 k=(st_idx+j)-STATE_SIZE;
 172                 if (k > 0)
 173                         {
 174                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j-k);
 175                         MD_Update(&m,&(state[0]),k);
 176                         }
 177                 else
 178                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j);
 179
 180                 MD_Update(&m,buf,j);
 181                 MD_Final(md,&m);
 182
 183                 buf+=j;
 184
 185                 for (k=0; k<j; k++)
 186                         {
 187                         state[st_idx++]^=md[k];
 188                         if (st_idx >= STATE_SIZE)
 189                                 {
 190                                 st_idx=0;
 191                                 st_num=STATE_SIZE;
 192                                 }
 193                         }
 194                 }
 195         memset((char *)&m,0,sizeof(m));
 196         }
 197
 198 void RAND_bytes(buf,num)
 199 unsigned char *buf;
 200 int num;
 201         {
 202         int i,j,k,st_num,st_idx;
 203         MD_CTX m;
 204         static int init=1;
 205         unsigned long l;
 206 #ifdef DEVRANDOM
 207         FILE *fh;
 208 #endif
 209
 210 #ifdef PREDICT
 211         {
 212         static unsigned char val=0;
 213
 214         for (i=0; i<num; i++)
 215                 buf[i]=val++;
 216         return;
 217         }
 218 #endif
 219
 220         CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 221
 222         if (init)
 223                 {
 224                 init=0;
 225                 CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 226                 /* put in some default random data, we need more than
 227                  * just this */
 228                 RAND_seed((unsigned char *)&m,sizeof(m));
 229 #ifndef MSDOS
 230                 l=getpid();
 231                 RAND_seed((unsigned char *)&l,sizeof(l));
 232                 l=getuid();
 233                 RAND_seed((unsigned char *)&l,sizeof(l));
 234 #endif
 235                 l=time(NULL);
 236                 RAND_seed((unsigned char *)&l,sizeof(l));
 237
 238 /* #ifdef DEVRANDOM */
 239                 /*
 240                  * Use a random entropy pool device.
 241                  * Linux 1.3.x and FreeBSD-Current has
 242                  * this. Use /dev/urandom if you can
 243                  * as /dev/random will block if it runs out
 244                  * of random entries.
 245                  */
 246                 if ((fh = fopen(DEVRANDOM, "r")) != NULL)
 247                         {
 248                         unsigned char tmpbuf[32];
 249
 250                         fread((unsigned char *)tmpbuf,1,32,fh);
 251                         /* we don't care how many bytes we read,
 252                          * we will just copy the 'stack' if there is
 253                          * nothing else :-) */
 254                         fclose(fh);
 255                         RAND_seed(tmpbuf,32);
 256                         memset(tmpbuf,0,32);
 257                         }
 258 /* #endif */
 259 #ifdef PURIFY
 260                 memset(state,0,STATE_SIZE);
 261                 memset(md,0,MD_DIGEST_LENGTH);
 262 #endif
 263                 CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 264                 }
 265
 266         st_idx=state_index;
 267         st_num=state_num;
 268         state_index+=num;
 269         if (state_index > state_num)
 270                 state_index=(state_index%state_num);
 271
 272         CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 273
 274         while (num > 0)
 275                 {
 276                 j=(num >= MD_DIGEST_LENGTH/2)?MD_DIGEST_LENGTH/2:num;
 277                 num-=j;
 278                 MD_Init(&m);
 279                 MD_Update(&m,&(md[MD_DIGEST_LENGTH/2]),MD_DIGEST_LENGTH/2);
 280 #ifndef PURIFY
 281                 MD_Update(&m,buf,j); /* purify complains */
 282 #endif
 283                 k=(st_idx+j)-st_num;
 284                 if (k > 0)
 285                         {
 286                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j-k);
 287                         MD_Update(&m,&(state[0]),k);
 288                         }
 289                 else
 290                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j);
 291                 MD_Final(md,&m);
 292
 293                 for (i=0; i<j; i++)
 294                         {
 295                         if (st_idx >= st_num)
 296                                 st_idx=0;
 297                         state[st_idx++]^=md[i];
 298                         *(buf++)=md[i+MD_DIGEST_LENGTH/2];
 299                         }
 300                 }
 301
 302         MD_Init(&m);
 303         MD_Update(&m,(unsigned char *)&md_count,sizeof(md_count)); md_count++;
 304         MD_Update(&m,md,MD_DIGEST_LENGTH);
 305         MD_Final(md,&m);
 306         memset(&m,0,sizeof(m));
 307         }
 308
 309 #ifdef WINDOWS
 310 #include <windows.h>
 311 #include <rand.h>
 312
 313 /*****************************************************************************
 314  * Initialisation function for the SSL random generator.  Takes the contents
 315  * of the screen as random seed.
 316  *
 317  * Created 960901 by Gertjan van Oosten, gertjan@West.NL, West Consulting B.V.
 318  *
 319  * Code adapted from
 320  * <URL:http://www.microsoft.com/kb/developr/win_dk/q97193.htm>;
 321  * the original copyright message is:
 322  *
 323 //   (C) Copyright Microsoft Corp. 1993.  All rights reserved.
 324 //
 325 //   You have a royalty-free right to use, modify, reproduce and
 326 //   distribute the Sample Files (and/or any modified version) in
 327 //   any way you find useful, provided that you agree that
 328 //   Microsoft has no warranty obligations or liability for any
 329 //   Sample Application Files which are modified.
 330  */
 331 /*
 332  * I have modified the loading of bytes via RAND_seed() mechanism since
 333  * the origional would have been very very CPU intensive since RAND_seed()
 334  * does an MD5 per 16 bytes of input.  The cost to digest 16 bytes is the same
 335  * as that to digest 56 bytes.  So under the old system, a screen of
 336  * 1024*768*256 would have been CPU cost of approximatly 49,000 56 byte MD5
 337  * digests or digesting 2.7 mbytes.  What I have put in place would
 338  * be 48 16k MD5 digests, or efectivly 48*16+48 MD5 bytes or 816 kbytes
 339  * or about 3.5 times as much.
 340  * - eric
 341  */
 342 void RAND_screen(void)
 343 {
 344   HDC           hScrDC;         /* screen DC */
 345   HDC           hMemDC;         /* memory DC */
 346   HBITMAP       hBitmap;        /* handle for our bitmap */
 347   HBITMAP       hOldBitmap;     /* handle for previous bitmap */
 348   BITMAP        bm;             /* bitmap properties */
 349   unsigned int  size;           /* size of bitmap */
 350   char          *bmbits;        /* contents of bitmap */
 351   int           w;              /* screen width */
 352   int           h;              /* screen height */
 353   int           y;              /* y-coordinate of screen lines to grab */
 354   int           n = 16;         /* number of screen lines to grab at a time */
 355
 356   /* Create a screen DC and a memory DC compatible to screen DC */
 357   hScrDC = CreateDC("DISPLAY", NULL, NULL, NULL);
 358   hMemDC = CreateCompatibleDC(hScrDC);
 359
 360   /* Get screen resolution */
 361   w = GetDeviceCaps(hScrDC, HORZRES);
 362   h = GetDeviceCaps(hScrDC, VERTRES);
 363
 364   /* Create a bitmap compatible with the screen DC */
 365   hBitmap = CreateCompatibleBitmap(hScrDC, w, n);
 366
 367   /* Select new bitmap into memory DC */
 368   hOldBitmap = SelectObject(hMemDC, hBitmap);
 369
 370   /* Get bitmap properties */
 371   GetObject(hBitmap, sizeof(BITMAP), (LPSTR)&bm);
 372   size = (unsigned int)bm.bmWidthBytes * bm.bmHeight * bm.bmPlanes;
 373
 374   bmbits = Malloc(size);
 375   if (bmbits) {
 376     /* Now go through the whole screen, repeatedly grabbing n lines */
 377     for (y = 0; y < h-n; y += n)
 378         {
 379         unsigned char md[MD_DIGEST_LENGTH];
 380
 381         /* Bitblt screen DC to memory DC */
 382         BitBlt(hMemDC, 0, 0, w, n, hScrDC, 0, y, SRCCOPY);
 383
 384         /* Copy bitmap bits from memory DC to bmbits */
 385         GetBitmapBits(hBitmap, size, bmbits);
 386
 387         /* Get the MD5 of the bitmap */
 388         MD5(bmbits,size,md);
 389
 390         /* Seed the random generator with the MD5 digest */
 391         RAND_seed(md, MD_DIGEST_LENGTH);
 392         }
 393
 394     Free(bmbits);
 395   }
 396
 397   /* Select old bitmap back into memory DC */
 398   hBitmap = SelectObject(hMemDC, hOldBitmap);
 399
 400   /* Clean up */
 401   DeleteObject(hBitmap);
 402   DeleteDC(hMemDC);
 403   DeleteDC(hScrDC);
 404 }
 405 #endif