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 #define MD(a,b,c)               MD5(a,b,c)
  92 #elif defined(USE_SHA1_RAND)
  93 #include "sha.h"
  94 #define MD_DIGEST_LENGTH        SHA_DIGEST_LENGTH
  95 #define MD_CTX                  SHA_CTX
  96 #define MD_Init(a)              SHA1_Init(a)
  97 #define MD_Update(a,b,c)        SHA1_Update(a,b,c)
  98 #define MD_Final(a,b)           SHA1_Final(a,b)
  99 #define MD(a,b,c)               SHA1(a,b,c)
 100 #elif defined(USE_MDC2_RAND)
 101 #include "mdc2.h"
 102 #define MD_DIGEST_LENGTH        MDC2_DIGEST_LENGTH
 103 #define MD_CTX                  MDC2_CTX
 104 #define MD_Init(a)              MDC2_Init(a)
 105 #define MD_Update(a,b,c)        MDC2_Update(a,b,c)
 106 #define MD_Final(a,b)           MDC2_Final(a,b)
 107 #define MD(a,b,c)               MDC2(a,b,c)
 108 #elif defined(USE_MD2_RAND)
 109 #include "md2.h"
 110 #define MD_DIGEST_LENGTH        MD2_DIGEST_LENGTH
 111 #define MD_CTX                  MD2_CTX
 112 #define MD_Init(a)              MD2_Init(a)
 113 #define MD_Update(a,b,c)        MD2_Update(a,b,c)
 114 #define MD_Final(a,b)           MD2_Final(a,b)
 115 #define MD(a,b,c)               MD2(a,b,c)
 116 #endif
 117
 118 #include "rand.h"
 119
 120 /* #define NORAND       1 */
 121 /* #define PREDICT      1 */
 122
 123 #define STATE_SIZE      1023
 124 static int state_num=0,state_index=0;
 125 static unsigned char state[STATE_SIZE+MD_DIGEST_LENGTH];
 126 static unsigned char md[MD_DIGEST_LENGTH];
 127 static long md_count[2]={0,0};
 128
 129 char *RAND_version="RAND part of SSLeay/OpenSSL 0.9.1c 23-Dec-1998";
 130
 131 static void ssleay_rand_cleanup(void);
 132 static void ssleay_rand_seed(unsigned char *buf, int num);
 133 static void ssleay_rand_bytes(unsigned char *buf, int num);
 134
 135 RAND_METHOD rand_ssleay_meth={
 136         ssleay_rand_seed,
 137         ssleay_rand_bytes,
 138         ssleay_rand_cleanup,
 139         };
 140
 141 RAND_METHOD *RAND_SSLeay()
 142         {
 143         return(&rand_ssleay_meth);
 144         }
 145
 146 static void ssleay_rand_cleanup()
 147         {
 148         memset(state,0,sizeof(state));
 149         state_num=0;
 150         state_index=0;
 151         memset(md,0,MD_DIGEST_LENGTH);
 152         md_count[0]=0;
 153         md_count[1]=0;
 154         }
 155
 156 static void ssleay_rand_seed(buf,num)
 157 unsigned char *buf;
 158 int num;
 159         {
 160         int i,j,k,st_idx,st_num;
 161         MD_CTX m;
 162
 163 #ifdef NORAND
 164         return;
 165 #endif
 166
 167         CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 168         st_idx=state_index;
 169         st_num=state_num;
 170
 171         state_index=(state_index+num);
 172         if (state_index >= STATE_SIZE)
 173                 {
 174                 state_index%=STATE_SIZE;
 175                 state_num=STATE_SIZE;
 176                 }
 177         else if (state_num < STATE_SIZE)
 178                 {
 179                 if (state_index > state_num)
 180                         state_num=state_index;
 181                 }
 182         CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 183
 184         for (i=0; i<num; i+=MD_DIGEST_LENGTH)
 185                 {
 186                 j=(num-i);
 187                 j=(j > MD_DIGEST_LENGTH)?MD_DIGEST_LENGTH:j;
 188
 189                 MD_Init(&m);
 190                 MD_Update(&m,md,MD_DIGEST_LENGTH);
 191                 k=(st_idx+j)-STATE_SIZE;
 192                 if (k > 0)
 193                         {
 194                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j-k);
 195                         MD_Update(&m,&(state[0]),k);
 196                         }
 197                 else
 198                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j);
 199
 200                 MD_Update(&m,buf,j);
 201                 MD_Update(&m,(unsigned char *)&(md_count[0]),sizeof(md_count));
 202                 MD_Final(md,&m);
 203                 md_count[1]++;
 204
 205                 buf+=j;
 206
 207                 for (k=0; k<j; k++)
 208                         {
 209                         state[st_idx++]^=md[k];
 210                         if (st_idx >= STATE_SIZE)
 211                                 {
 212                                 st_idx=0;
 213                                 st_num=STATE_SIZE;
 214                                 }
 215                         }
 216                 }
 217         memset((char *)&m,0,sizeof(m));
 218         }
 219
 220 static void ssleay_rand_bytes(buf,num)
 221 unsigned char *buf;
 222 int num;
 223         {
 224         int i,j,k,st_num,st_idx;
 225         MD_CTX m;
 226         static int init=1;
 227         unsigned long l;
 228 #ifdef DEVRANDOM
 229         FILE *fh;
 230 #endif
 231
 232 #ifdef PREDICT
 233         {
 234         static unsigned char val=0;
 235
 236         for (i=0; i<num; i++)
 237                 buf[i]=val++;
 238         return;
 239         }
 240 #endif
 241
 242         CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 243
 244         if (init)
 245                 {
 246                 init=0;
 247                 CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 248                 /* put in some default random data, we need more than
 249                  * just this */
 250                 RAND_seed((unsigned char *)&m,sizeof(m));
 251 #ifndef MSDOS
 252                 l=getpid();
 253                 RAND_seed((unsigned char *)&l,sizeof(l));
 254                 l=getuid();
 255                 RAND_seed((unsigned char *)&l,sizeof(l));
 256 #endif
 257                 l=time(NULL);
 258                 RAND_seed((unsigned char *)&l,sizeof(l));
 259
 260 /* #ifdef DEVRANDOM */
 261                 /*
 262                  * Use a random entropy pool device.
 263                  * Linux 1.3.x and FreeBSD-Current has
 264                  * this. Use /dev/urandom if you can
 265                  * as /dev/random will block if it runs out
 266                  * of random entries.
 267                  */
 268                 if ((fh = fopen(DEVRANDOM, "r")) != NULL)
 269                         {
 270                         unsigned char tmpbuf[32];
 271
 272                         fread((unsigned char *)tmpbuf,1,32,fh);
 273                         /* we don't care how many bytes we read,
 274                          * we will just copy the 'stack' if there is
 275                          * nothing else :-) */
 276                         fclose(fh);
 277                         RAND_seed(tmpbuf,32);
 278                         memset(tmpbuf,0,32);
 279                         }
 280 /* #endif */
 281 #ifdef PURIFY
 282                 memset(state,0,STATE_SIZE);
 283                 memset(md,0,MD_DIGEST_LENGTH);
 284 #endif
 285                 CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 286                 }
 287
 288         st_idx=state_index;
 289         st_num=state_num;
 290         state_index+=num;
 291         if (state_index > state_num)
 292                 state_index=(state_index%state_num);
 293
 294         CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 295
 296         while (num > 0)
 297                 {
 298                 j=(num >= MD_DIGEST_LENGTH/2)?MD_DIGEST_LENGTH/2:num;
 299                 num-=j;
 300                 MD_Init(&m);
 301                 MD_Update(&m,&(md[MD_DIGEST_LENGTH/2]),MD_DIGEST_LENGTH/2);
 302                 MD_Update(&m,(unsigned char *)&(md_count[0]),sizeof(md_count));
 303 #ifndef PURIFY
 304                 MD_Update(&m,buf,j); /* purify complains */
 305 #endif
 306                 k=(st_idx+j)-st_num;
 307                 if (k > 0)
 308                         {
 309                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j-k);
 310                         MD_Update(&m,&(state[0]),k);
 311                         }
 312                 else
 313                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j);
 314                 MD_Final(md,&m);
 315
 316                 for (i=0; i<j; i++)
 317                         {
 318                         if (st_idx >= st_num)
 319                                 st_idx=0;
 320                         state[st_idx++]^=md[i];
 321                         *(buf++)=md[i+MD_DIGEST_LENGTH/2];
 322                         }
 323                 }
 324
 325         MD_Init(&m);
 326         MD_Update(&m,(unsigned char *)&(md_count[0]),sizeof(md_count));
 327         md_count[0]++;
 328         MD_Update(&m,md,MD_DIGEST_LENGTH);
 329         MD_Final(md,&m);
 330         memset(&m,0,sizeof(m));
 331         }
 332
 333 #ifdef WINDOWS
 334 #include <windows.h>
 335 #include <rand.h>
 336
 337 /*****************************************************************************
 338  * Initialisation function for the SSL random generator.  Takes the contents
 339  * of the screen as random seed.
 340  *
 341  * Created 960901 by Gertjan van Oosten, gertjan@West.NL, West Consulting B.V.
 342  *
 343  * Code adapted from
 344  * <URL:http://www.microsoft.com/kb/developr/win_dk/q97193.htm>;
 345  * the original copyright message is:
 346  *
 347 //   (C) Copyright Microsoft Corp. 1993.  All rights reserved.
 348 //
 349 //   You have a royalty-free right to use, modify, reproduce and
 350 //   distribute the Sample Files (and/or any modified version) in
 351 //   any way you find useful, provided that you agree that
 352 //   Microsoft has no warranty obligations or liability for any
 353 //   Sample Application Files which are modified.
 354  */
 355 /*
 356  * I have modified the loading of bytes via RAND_seed() mechanism since
 357  * the origional would have been very very CPU intensive since RAND_seed()
 358  * does an MD5 per 16 bytes of input.  The cost to digest 16 bytes is the same
 359  * as that to digest 56 bytes.  So under the old system, a screen of
 360  * 1024*768*256 would have been CPU cost of approximatly 49,000 56 byte MD5
 361  * digests or digesting 2.7 mbytes.  What I have put in place would
 362  * be 48 16k MD5 digests, or efectivly 48*16+48 MD5 bytes or 816 kbytes
 363  * or about 3.5 times as much.
 364  * - eric
 365  */
 366 void RAND_screen(void)
 367 {
 368   HDC           hScrDC;         /* screen DC */
 369   HDC           hMemDC;         /* memory DC */
 370   HBITMAP       hBitmap;        /* handle for our bitmap */
 371   HBITMAP       hOldBitmap;     /* handle for previous bitmap */
 372   BITMAP        bm;             /* bitmap properties */
 373   unsigned int  size;           /* size of bitmap */
 374   char          *bmbits;        /* contents of bitmap */
 375   int           w;              /* screen width */
 376   int           h;              /* screen height */
 377   int           y;              /* y-coordinate of screen lines to grab */
 378   int           n = 16;         /* number of screen lines to grab at a time */
 379
 380   /* Create a screen DC and a memory DC compatible to screen DC */
 381   hScrDC = CreateDC("DISPLAY", NULL, NULL, NULL);
 382   hMemDC = CreateCompatibleDC(hScrDC);
 383
 384   /* Get screen resolution */
 385   w = GetDeviceCaps(hScrDC, HORZRES);
 386   h = GetDeviceCaps(hScrDC, VERTRES);
 387
 388   /* Create a bitmap compatible with the screen DC */
 389   hBitmap = CreateCompatibleBitmap(hScrDC, w, n);
 390
 391   /* Select new bitmap into memory DC */
 392   hOldBitmap = SelectObject(hMemDC, hBitmap);
 393
 394   /* Get bitmap properties */
 395   GetObject(hBitmap, sizeof(BITMAP), (LPSTR)&bm);
 396   size = (unsigned int)bm.bmWidthBytes * bm.bmHeight * bm.bmPlanes;
 397
 398   bmbits = Malloc(size);
 399   if (bmbits) {
 400     /* Now go through the whole screen, repeatedly grabbing n lines */
 401     for (y = 0; y < h-n; y += n)
 402         {
 403         unsigned char md[MD_DIGEST_LENGTH];
 404
 405         /* Bitblt screen DC to memory DC */
 406         BitBlt(hMemDC, 0, 0, w, n, hScrDC, 0, y, SRCCOPY);
 407
 408         /* Copy bitmap bits from memory DC to bmbits */
 409         GetBitmapBits(hBitmap, size, bmbits);
 410
 411         /* Get the MD5 of the bitmap */
 412         MD(bmbits,size,md);
 413
 414         /* Seed the random generator with the MD5 digest */
 415         RAND_seed(md, MD_DIGEST_LENGTH);
 416         }
 417
 418     Free(bmbits);
 419   }
 420
 421   /* Select old bitmap back into memory DC */
 422   hBitmap = SelectObject(hMemDC, hOldBitmap);
 423
 424   /* Clean up */
 425   DeleteObject(hBitmap);
 426   DeleteDC(hMemDC);
 427   DeleteDC(hScrDC);
 428 }
 429 #endif