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 <sys/types.h>
  61 #include <time.h>
  62 #include <string.h>
  63 #include <openssl/e_os.h>
  64 #include <openssl/crypto.h>
  65
  66 #if !defined(USE_MD5_RAND) && !defined(USE_SHA1_RAND) && !defined(USE_MDC2_RAND) && !defined(USE_MD2_RAND)
  67 #ifndef NO_MD5
  68 #define USE_MD5_RAND
  69 #elif !defined(NO_SHA1)
  70 #define USE_SHA1_RAND
  71 #elif !defined(NO_MDC2)
  72 #define USE_MDC2_RAND
  73 #elif !defined(NO_MD2)
  74 #define USE_MD2_RAND
  75 #else
  76 We need a message digest of some type
  77 #endif
  78 #endif
  79
  80 /* Changed how the state buffer used.  I now attempt to 'wrap' such
  81  * that I don't run over the same locations the next time  go through
  82  * the 1023 bytes - many thanks to
  83  * Robert J. LeBlanc <rjl@renaissoft.com> for his comments
  84  */
  85
  86 #if defined(USE_MD5_RAND)
  87 #include <openssl/md5.h>
  88 #define MD_DIGEST_LENGTH        MD5_DIGEST_LENGTH
  89 #define MD_CTX                  MD5_CTX
  90 #define MD_Init(a)              MD5_Init(a)
  91 #define MD_Update(a,b,c)        MD5_Update(a,b,c)
  92 #define MD_Final(a,b)           MD5_Final(a,b)
  93 #define MD(a,b,c)               MD5(a,b,c)
  94 #elif defined(USE_SHA1_RAND)
  95 #include <openssl/sha.h>
  96 #define MD_DIGEST_LENGTH        SHA_DIGEST_LENGTH
  97 #define MD_CTX                  SHA_CTX
  98 #define MD_Init(a)              SHA1_Init(a)
  99 #define MD_Update(a,b,c)        SHA1_Update(a,b,c)
 100 #define MD_Final(a,b)           SHA1_Final(a,b)
 101 #define MD(a,b,c)               SHA1(a,b,c)
 102 #elif defined(USE_MDC2_RAND)
 103 #include <openssl/mdc2.h>
 104 #define MD_DIGEST_LENGTH        MDC2_DIGEST_LENGTH
 105 #define MD_CTX                  MDC2_CTX
 106 #define MD_Init(a)              MDC2_Init(a)
 107 #define MD_Update(a,b,c)        MDC2_Update(a,b,c)
 108 #define MD_Final(a,b)           MDC2_Final(a,b)
 109 #define MD(a,b,c)               MDC2(a,b,c)
 110 #elif defined(USE_MD2_RAND)
 111 #include <openssl/md2.h>
 112 #define MD_DIGEST_LENGTH        MD2_DIGEST_LENGTH
 113 #define MD_CTX                  MD2_CTX
 114 #define MD_Init(a)              MD2_Init(a)
 115 #define MD_Update(a,b,c)        MD2_Update(a,b,c)
 116 #define MD_Final(a,b)           MD2_Final(a,b)
 117 #define MD(a,b,c)               MD2(a,b,c)
 118 #endif
 119
 120 #include <openssl/rand.h>
 121
 122 /* #define NORAND       1 */
 123 /* #define PREDICT      1 */
 124
 125 #define STATE_SIZE      1023
 126 static int state_num=0,state_index=0;
 127 static unsigned char state[STATE_SIZE+MD_DIGEST_LENGTH];
 128 static unsigned char md[MD_DIGEST_LENGTH];
 129 static long md_count[2]={0,0};
 130
 131 const char *RAND_version="RAND" OPENSSL_VERSION_PTEXT;
 132
 133 static void ssleay_rand_cleanup(void);
 134 static void ssleay_rand_seed(const void *buf, int num);
 135 static void ssleay_rand_bytes(unsigned char *buf, int num);
 136
 137 RAND_METHOD rand_ssleay_meth={
 138         ssleay_rand_seed,
 139         ssleay_rand_bytes,
 140         ssleay_rand_cleanup,
 141         };
 142
 143 RAND_METHOD *RAND_SSLeay(void)
 144         {
 145         return(&rand_ssleay_meth);
 146         }
 147
 148 static void ssleay_rand_cleanup(void)
 149         {
 150         memset(state,0,sizeof(state));
 151         state_num=0;
 152         state_index=0;
 153         memset(md,0,MD_DIGEST_LENGTH);
 154         md_count[0]=0;
 155         md_count[1]=0;
 156         }
 157
 158 static void ssleay_rand_seed(const void *buf, 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=(const char *)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(unsigned char *buf, int num)
 221         {
 222         int i,j,k,st_num,st_idx;
 223         MD_CTX m;
 224         static int init=1;
 225         unsigned long l;
 226 #ifdef DEVRANDOM
 227         FILE *fh;
 228 #endif
 229
 230 #ifdef PREDICT
 231         {
 232         static unsigned char val=0;
 233
 234         for (i=0; i<num; i++)
 235                 buf[i]=val++;
 236         return;
 237         }
 238 #endif
 239
 240         CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 241
 242         if (init)
 243                 {
 244                 CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 245                 /* put in some default random data, we need more than
 246                  * just this */
 247                 RAND_seed(&m,sizeof(m));
 248 #ifndef MSDOS
 249                 l=getpid();
 250                 RAND_seed(&l,sizeof(l));
 251                 l=getuid();
 252                 RAND_seed(&l,sizeof(l));
 253 #endif
 254                 l=time(NULL);
 255                 RAND_seed(&l,sizeof(l));
 256
 257 /* #ifdef DEVRANDOM */
 258                 /*
 259                  * Use a random entropy pool device.
 260                  * Linux 1.3.x and FreeBSD-Current has
 261                  * this. Use /dev/urandom if you can
 262                  * as /dev/random will block if it runs out
 263                  * of random entries.
 264                  */
 265                 if ((fh = fopen(DEVRANDOM, "r")) != NULL)
 266                         {
 267                         unsigned char tmpbuf[32];
 268
 269                         fread((unsigned char *)tmpbuf,1,32,fh);
 270                         /* we don't care how many bytes we read,
 271                          * we will just copy the 'stack' if there is
 272                          * nothing else :-) */
 273                         fclose(fh);
 274                         RAND_seed(tmpbuf,32);
 275                         memset(tmpbuf,0,32);
 276                         }
 277 /* #endif */
 278 #ifdef PURIFY
 279                 memset(state,0,STATE_SIZE);
 280                 memset(md,0,MD_DIGEST_LENGTH);
 281 #endif
 282                 CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 283                 init=0;
 284                 }
 285
 286         st_idx=state_index;
 287         st_num=state_num;
 288         state_index+=num;
 289         if (state_index > state_num)
 290                 state_index=(state_index%state_num);
 291
 292         CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 293
 294         while (num > 0)
 295                 {
 296                 j=(num >= MD_DIGEST_LENGTH/2)?MD_DIGEST_LENGTH/2:num;
 297                 num-=j;
 298                 MD_Init(&m);
 299                 MD_Update(&m,&(md[MD_DIGEST_LENGTH/2]),MD_DIGEST_LENGTH/2);
 300                 MD_Update(&m,(unsigned char *)&(md_count[0]),sizeof(md_count));
 301 #ifndef PURIFY
 302                 MD_Update(&m,buf,j); /* purify complains */
 303 #endif
 304                 k=(st_idx+j)-st_num;
 305                 if (k > 0)
 306                         {
 307                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j-k);
 308                         MD_Update(&m,&(state[0]),k);
 309                         }
 310                 else
 311                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j);
 312                 MD_Final(md,&m);
 313
 314                 for (i=0; i<j; i++)
 315                         {
 316                         if (st_idx >= st_num)
 317                                 st_idx=0;
 318                         state[st_idx++]^=md[i];
 319                         *(buf++)=md[i+MD_DIGEST_LENGTH/2];
 320                         }
 321                 }
 322
 323         MD_Init(&m);
 324         MD_Update(&m,(unsigned char *)&(md_count[0]),sizeof(md_count));
 325         md_count[0]++;
 326         MD_Update(&m,md,MD_DIGEST_LENGTH);
 327         MD_Final(md,&m);
 328         memset(&m,0,sizeof(m));
 329         }
 330
 331 #ifdef WINDOWS
 332 #include <windows.h>
 333 #include <openssl/rand.h>
 334
 335 /*****************************************************************************
 336  * Initialisation function for the SSL random generator.  Takes the contents
 337  * of the screen as random seed.
 338  *
 339  * Created 960901 by Gertjan van Oosten, gertjan@West.NL, West Consulting B.V.
 340  *
 341  * Code adapted from
 342  * <URL:http://www.microsoft.com/kb/developr/win_dk/q97193.htm>;
 343  * the original copyright message is:
 344  *
 345  *   (C) Copyright Microsoft Corp. 1993.  All rights reserved.
 346  *
 347  *   You have a royalty-free right to use, modify, reproduce and
 348  *   distribute the Sample Files (and/or any modified version) in
 349  *   any way you find useful, provided that you agree that
 350  *   Microsoft has no warranty obligations or liability for any
 351  *   Sample Application Files which are modified.
 352  */
 353 /*
 354  * I have modified the loading of bytes via RAND_seed() mechanism since
 355  * the origional would have been very very CPU intensive since RAND_seed()
 356  * does an MD5 per 16 bytes of input.  The cost to digest 16 bytes is the same
 357  * as that to digest 56 bytes.  So under the old system, a screen of
 358  * 1024*768*256 would have been CPU cost of approximatly 49,000 56 byte MD5
 359  * digests or digesting 2.7 mbytes.  What I have put in place would
 360  * be 48 16k MD5 digests, or efectivly 48*16+48 MD5 bytes or 816 kbytes
 361  * or about 3.5 times as much.
 362  * - eric
 363  */
 364 void RAND_screen(void)
 365 {
 366   HDC           hScrDC;         /* screen DC */
 367   HDC           hMemDC;         /* memory DC */
 368   HBITMAP       hBitmap;        /* handle for our bitmap */
 369   HBITMAP       hOldBitmap;     /* handle for previous bitmap */
 370   BITMAP        bm;             /* bitmap properties */
 371   unsigned int  size;           /* size of bitmap */
 372   char          *bmbits;        /* contents of bitmap */
 373   int           w;              /* screen width */
 374   int           h;              /* screen height */
 375   int           y;              /* y-coordinate of screen lines to grab */
 376   int           n = 16;         /* number of screen lines to grab at a time */
 377
 378   /* Create a screen DC and a memory DC compatible to screen DC */
 379   hScrDC = CreateDC("DISPLAY", NULL, NULL, NULL);
 380   hMemDC = CreateCompatibleDC(hScrDC);
 381
 382   /* Get screen resolution */
 383   w = GetDeviceCaps(hScrDC, HORZRES);
 384   h = GetDeviceCaps(hScrDC, VERTRES);
 385
 386   /* Create a bitmap compatible with the screen DC */
 387   hBitmap = CreateCompatibleBitmap(hScrDC, w, n);
 388
 389   /* Select new bitmap into memory DC */
 390   hOldBitmap = SelectObject(hMemDC, hBitmap);
 391
 392   /* Get bitmap properties */
 393   GetObject(hBitmap, sizeof(BITMAP), (LPSTR)&bm);
 394   size = (unsigned int)bm.bmWidthBytes * bm.bmHeight * bm.bmPlanes;
 395
 396   bmbits = Malloc(size);
 397   if (bmbits) {
 398     /* Now go through the whole screen, repeatedly grabbing n lines */
 399     for (y = 0; y < h-n; y += n)
 400         {
 401         unsigned char md[MD_DIGEST_LENGTH];
 402
 403         /* Bitblt screen DC to memory DC */
 404         BitBlt(hMemDC, 0, 0, w, n, hScrDC, 0, y, SRCCOPY);
 405
 406         /* Copy bitmap bits from memory DC to bmbits */
 407         GetBitmapBits(hBitmap, size, bmbits);
 408
 409         /* Get the MD5 of the bitmap */
 410         MD(bmbits,size,md);
 411
 412         /* Seed the random generator with the MD5 digest */
 413         RAND_seed(md, MD_DIGEST_LENGTH);
 414         }
 415
 416     Free(bmbits);
 417   }
 418
 419   /* Select old bitmap back into memory DC */
 420   hBitmap = SelectObject(hMemDC, hOldBitmap);
 421
 422   /* Clean up */
 423   DeleteObject(hBitmap);
 424   DeleteDC(hMemDC);
 425   DeleteDC(hScrDC);
 426 }
 427 #endif