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 "e_os.h"
  64 #include "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 "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 "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 "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 "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 "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()
 144         {
 145         return(&rand_ssleay_meth);
 146         }
 147
 148 static void ssleay_rand_cleanup()
 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(buf,num)
 159 const void *buf;
 160 int num;
 161         {
 162         int i,j,k,st_idx,st_num;
 163         MD_CTX m;
 164
 165 #ifdef NORAND
 166         return;
 167 #endif
 168
 169         CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 170         st_idx=state_index;
 171         st_num=state_num;
 172
 173         state_index=(state_index+num);
 174         if (state_index >= STATE_SIZE)
 175                 {
 176                 state_index%=STATE_SIZE;
 177                 state_num=STATE_SIZE;
 178                 }
 179         else if (state_num < STATE_SIZE)
 180                 {
 181                 if (state_index > state_num)
 182                         state_num=state_index;
 183                 }
 184         CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 185
 186         for (i=0; i<num; i+=MD_DIGEST_LENGTH)
 187                 {
 188                 j=(num-i);
 189                 j=(j > MD_DIGEST_LENGTH)?MD_DIGEST_LENGTH:j;
 190
 191                 MD_Init(&m);
 192                 MD_Update(&m,md,MD_DIGEST_LENGTH);
 193                 k=(st_idx+j)-STATE_SIZE;
 194                 if (k > 0)
 195                         {
 196                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j-k);
 197                         MD_Update(&m,&(state[0]),k);
 198                         }
 199                 else
 200                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j);
 201
 202                 MD_Update(&m,buf,j);
 203                 MD_Update(&m,(unsigned char *)&(md_count[0]),sizeof(md_count));
 204                 MD_Final(md,&m);
 205                 md_count[1]++;
 206
 207                 buf=(const char *)buf + j;
 208
 209                 for (k=0; k<j; k++)
 210                         {
 211                         state[st_idx++]^=md[k];
 212                         if (st_idx >= STATE_SIZE)
 213                                 {
 214                                 st_idx=0;
 215                                 st_num=STATE_SIZE;
 216                                 }
 217                         }
 218                 }
 219         memset((char *)&m,0,sizeof(m));
 220         }
 221
 222 static void ssleay_rand_bytes(buf,num)
 223 unsigned char *buf;
 224 int num;
 225         {
 226         int i,j,k,st_num,st_idx;
 227         MD_CTX m;
 228         static int init=1;
 229         unsigned long l;
 230 #ifdef DEVRANDOM
 231         FILE *fh;
 232 #endif
 233
 234 #ifdef PREDICT
 235         {
 236         static unsigned char val=0;
 237
 238         for (i=0; i<num; i++)
 239                 buf[i]=val++;
 240         return;
 241         }
 242 #endif
 243
 244         CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 245
 246         if (init)
 247                 {
 248                 init=0;
 249                 CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 250                 /* put in some default random data, we need more than
 251                  * just this */
 252                 RAND_seed(&m,sizeof(m));
 253 #ifndef MSDOS
 254                 l=getpid();
 255                 RAND_seed(&l,sizeof(l));
 256                 l=getuid();
 257                 RAND_seed(&l,sizeof(l));
 258 #endif
 259                 l=time(NULL);
 260                 RAND_seed(&l,sizeof(l));
 261
 262 /* #ifdef DEVRANDOM */
 263                 /*
 264                  * Use a random entropy pool device.
 265                  * Linux 1.3.x and FreeBSD-Current has
 266                  * this. Use /dev/urandom if you can
 267                  * as /dev/random will block if it runs out
 268                  * of random entries.
 269                  */
 270                 if ((fh = fopen(DEVRANDOM, "r")) != NULL)
 271                         {
 272                         unsigned char tmpbuf[32];
 273
 274                         fread((unsigned char *)tmpbuf,1,32,fh);
 275                         /* we don't care how many bytes we read,
 276                          * we will just copy the 'stack' if there is
 277                          * nothing else :-) */
 278                         fclose(fh);
 279                         RAND_seed(tmpbuf,32);
 280                         memset(tmpbuf,0,32);
 281                         }
 282 /* #endif */
 283 #ifdef PURIFY
 284                 memset(state,0,STATE_SIZE);
 285                 memset(md,0,MD_DIGEST_LENGTH);
 286 #endif
 287                 CRYPTO_w_lock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 288                 }
 289
 290         st_idx=state_index;
 291         st_num=state_num;
 292         state_index+=num;
 293         if (state_index > state_num)
 294                 state_index=(state_index%state_num);
 295
 296         CRYPTO_w_unlock(CRYPTO_LOCK_RAND);
 297
 298         while (num > 0)
 299                 {
 300                 j=(num >= MD_DIGEST_LENGTH/2)?MD_DIGEST_LENGTH/2:num;
 301                 num-=j;
 302                 MD_Init(&m);
 303                 MD_Update(&m,&(md[MD_DIGEST_LENGTH/2]),MD_DIGEST_LENGTH/2);
 304                 MD_Update(&m,(unsigned char *)&(md_count[0]),sizeof(md_count));
 305 #ifndef PURIFY
 306                 MD_Update(&m,buf,j); /* purify complains */
 307 #endif
 308                 k=(st_idx+j)-st_num;
 309                 if (k > 0)
 310                         {
 311                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j-k);
 312                         MD_Update(&m,&(state[0]),k);
 313                         }
 314                 else
 315                         MD_Update(&m,&(state[st_idx]),j);
 316                 MD_Final(md,&m);
 317
 318                 for (i=0; i<j; i++)
 319                         {
 320                         if (st_idx >= st_num)
 321                                 st_idx=0;
 322                         state[st_idx++]^=md[i];
 323                         *(buf++)=md[i+MD_DIGEST_LENGTH/2];
 324                         }
 325                 }
 326
 327         MD_Init(&m);
 328         MD_Update(&m,(unsigned char *)&(md_count[0]),sizeof(md_count));
 329         md_count[0]++;
 330         MD_Update(&m,md,MD_DIGEST_LENGTH);
 331         MD_Final(md,&m);
 332         memset(&m,0,sizeof(m));
 333         }
 334
 335 #ifdef WINDOWS
 336 #include <windows.h>
 337 #include <rand.h>
 338
 339 /*****************************************************************************
 340  * Initialisation function for the SSL random generator.  Takes the contents
 341  * of the screen as random seed.
 342  *
 343  * Created 960901 by Gertjan van Oosten, gertjan@West.NL, West Consulting B.V.
 344  *
 345  * Code adapted from
 346  * <URL:http://www.microsoft.com/kb/developr/win_dk/q97193.htm>;
 347  * the original copyright message is:
 348  *
 349  *   (C) Copyright Microsoft Corp. 1993.  All rights reserved.
 350  *
 351  *   You have a royalty-free right to use, modify, reproduce and
 352  *   distribute the Sample Files (and/or any modified version) in
 353  *   any way you find useful, provided that you agree that
 354  *   Microsoft has no warranty obligations or liability for any
 355  *   Sample Application Files which are modified.
 356  */
 357 /*
 358  * I have modified the loading of bytes via RAND_seed() mechanism since
 359  * the origional would have been very very CPU intensive since RAND_seed()
 360  * does an MD5 per 16 bytes of input.  The cost to digest 16 bytes is the same
 361  * as that to digest 56 bytes.  So under the old system, a screen of
 362  * 1024*768*256 would have been CPU cost of approximatly 49,000 56 byte MD5
 363  * digests or digesting 2.7 mbytes.  What I have put in place would
 364  * be 48 16k MD5 digests, or efectivly 48*16+48 MD5 bytes or 816 kbytes
 365  * or about 3.5 times as much.
 366  * - eric
 367  */
 368 void RAND_screen(void)
 369 {
 370   HDC           hScrDC;         /* screen DC */
 371   HDC           hMemDC;         /* memory DC */
 372   HBITMAP       hBitmap;        /* handle for our bitmap */
 373   HBITMAP       hOldBitmap;     /* handle for previous bitmap */
 374   BITMAP        bm;             /* bitmap properties */
 375   unsigned int  size;           /* size of bitmap */
 376   char          *bmbits;        /* contents of bitmap */
 377   int           w;              /* screen width */
 378   int           h;              /* screen height */
 379   int           y;              /* y-coordinate of screen lines to grab */
 380   int           n = 16;         /* number of screen lines to grab at a time */
 381
 382   /* Create a screen DC and a memory DC compatible to screen DC */
 383   hScrDC = CreateDC("DISPLAY", NULL, NULL, NULL);
 384   hMemDC = CreateCompatibleDC(hScrDC);
 385
 386   /* Get screen resolution */
 387   w = GetDeviceCaps(hScrDC, HORZRES);
 388   h = GetDeviceCaps(hScrDC, VERTRES);
 389
 390   /* Create a bitmap compatible with the screen DC */
 391   hBitmap = CreateCompatibleBitmap(hScrDC, w, n);
 392
 393   /* Select new bitmap into memory DC */
 394   hOldBitmap = SelectObject(hMemDC, hBitmap);
 395
 396   /* Get bitmap properties */
 397   GetObject(hBitmap, sizeof(BITMAP), (LPSTR)&bm);
 398   size = (unsigned int)bm.bmWidthBytes * bm.bmHeight * bm.bmPlanes;
 399
 400   bmbits = Malloc(size);
 401   if (bmbits) {
 402     /* Now go through the whole screen, repeatedly grabbing n lines */
 403     for (y = 0; y < h-n; y += n)
 404         {
 405         unsigned char md[MD_DIGEST_LENGTH];
 406
 407         /* Bitblt screen DC to memory DC */
 408         BitBlt(hMemDC, 0, 0, w, n, hScrDC, 0, y, SRCCOPY);
 409
 410         /* Copy bitmap bits from memory DC to bmbits */
 411         GetBitmapBits(hBitmap, size, bmbits);
 412
 413         /* Get the MD5 of the bitmap */
 414         MD(bmbits,size,md);
 415
 416         /* Seed the random generator with the MD5 digest */
 417         RAND_seed(md, MD_DIGEST_LENGTH);
 418         }
 419
 420     Free(bmbits);
 421   }
 422
 423   /* Select old bitmap back into memory DC */
 424   hBitmap = SelectObject(hMemDC, hOldBitmap);
 425
 426   /* Clean up */
 427   DeleteObject(hBitmap);
 428   DeleteDC(hMemDC);
 429   DeleteDC(hScrDC);
 430 }
 431 #endif