crypto/openssl/crypto/bn/bn_rand.c

   1 /* crypto/bn/bn_rand.c */
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   6  * by Eric Young (eay@cryptsoft.com).
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  43  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
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  51  * SUCH DAMAGE.
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  56  * [including the GNU Public Licence.]
  57  */
  58 /* ====================================================================
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  75  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  76  *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.openssl.org/)"
  77  *
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  79  *    endorse or promote products derived from this software without
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  81  *    openssl-core@openssl.org.
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  84  *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
  85  *    permission of the OpenSSL Project.
  86  *
  87  * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
  88  *    acknowledgment:
  89  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  90  *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.openssl.org/)"
  91  *
  92  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
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  99  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
 100  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
 101  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
 102  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
 103  * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
 104  * ====================================================================
 105  *
 106  * This product includes cryptographic software written by Eric Young
 107  * (eay@cryptsoft.com).  This product includes software written by Tim
 108  * Hudson (tjh@cryptsoft.com).
 109  *
 110  */
 111
 112 #include <stdio.h>
 113 #include <time.h>
 114 #include "cryptlib.h"
 115 #include "bn_lcl.h"
 116 #include <openssl/rand.h>
 117
 118 static int bnrand(int pseudorand, BIGNUM *rnd, int bits, int top, int bottom)
 119 {
 120     unsigned char *buf = NULL;
 121     int ret = 0, bit, bytes, mask;
 122     time_t tim;
 123
 124     if (bits == 0) {
 125         BN_zero(rnd);
 126         return 1;
 127     }
 128
 129     bytes = (bits + 7) / 8;
 130     bit = (bits - 1) % 8;
 131     mask = 0xff << (bit + 1);
 132
 133     buf = (unsigned char *)OPENSSL_malloc(bytes);
 134     if (buf == NULL) {
 135         BNerr(BN_F_BNRAND, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 136         goto err;
 137     }
 138
 139     /* make a random number and set the top and bottom bits */
 140     time(&tim);
 141     RAND_add(&tim, sizeof(tim), 0.0);
 142
 143     if (pseudorand) {
 144         if (RAND_pseudo_bytes(buf, bytes) == -1)
 145             goto err;
 146     } else {
 147         if (RAND_bytes(buf, bytes) <= 0)
 148             goto err;
 149     }
 150
 151 #if 1
 152     if (pseudorand == 2) {
 153         /*
 154          * generate patterns that are more likely to trigger BN library bugs
 155          */
 156         int i;
 157         unsigned char c;
 158
 159         for (i = 0; i < bytes; i++) {
 160             RAND_pseudo_bytes(&c, 1);
 161             if (c >= 128 && i > 0)
 162                 buf[i] = buf[i - 1];
 163             else if (c < 42)
 164                 buf[i] = 0;
 165             else if (c < 84)
 166                 buf[i] = 255;
 167         }
 168     }
 169 #endif
 170
 171     if (top != -1) {
 172         if (top) {
 173             if (bit == 0) {
 174                 buf[0] = 1;
 175                 buf[1] |= 0x80;
 176             } else {
 177                 buf[0] |= (3 << (bit - 1));
 178             }
 179         } else {
 180             buf[0] |= (1 << bit);
 181         }
 182     }
 183     buf[0] &= ~mask;
 184     if (bottom)                 /* set bottom bit if requested */
 185         buf[bytes - 1] |= 1;
 186     if (!BN_bin2bn(buf, bytes, rnd))
 187         goto err;
 188     ret = 1;
 189  err:
 190     if (buf != NULL) {
 191         OPENSSL_cleanse(buf, bytes);
 192         OPENSSL_free(buf);
 193     }
 194     bn_check_top(rnd);
 195     return (ret);
 196 }
 197
 198 int BN_rand(BIGNUM *rnd, int bits, int top, int bottom)
 199 {
 200     return bnrand(0, rnd, bits, top, bottom);
 201 }
 202
 203 int BN_pseudo_rand(BIGNUM *rnd, int bits, int top, int bottom)
 204 {
 205     return bnrand(1, rnd, bits, top, bottom);
 206 }
 207
 208 #if 1
 209 int BN_bntest_rand(BIGNUM *rnd, int bits, int top, int bottom)
 210 {
 211     return bnrand(2, rnd, bits, top, bottom);
 212 }
 213 #endif
 214
 215 /* random number r:  0 <= r < range */
 216 static int bn_rand_range(int pseudo, BIGNUM *r, const BIGNUM *range)
 217 {
 218     int (*bn_rand) (BIGNUM *, int, int, int) =
 219         pseudo ? BN_pseudo_rand : BN_rand;
 220     int n;
 221     int count = 100;
 222
 223     if (range->neg || BN_is_zero(range)) {
 224         BNerr(BN_F_BN_RAND_RANGE, BN_R_INVALID_RANGE);
 225         return 0;
 226     }
 227
 228     n = BN_num_bits(range);     /* n > 0 */
 229
 230     /* BN_is_bit_set(range, n - 1) always holds */
 231
 232     if (n == 1)
 233         BN_zero(r);
 234     else if (!BN_is_bit_set(range, n - 2) && !BN_is_bit_set(range, n - 3)) {
 235         /*
 236          * range = 100..._2, so 3*range (= 11..._2) is exactly one bit longer
 237          * than range
 238          */
 239         do {
 240             if (!bn_rand(r, n + 1, -1, 0))
 241                 return 0;
 242             /*
 243              * If r < 3*range, use r := r MOD range (which is either r, r -
 244              * range, or r - 2*range). Otherwise, iterate once more. Since
 245              * 3*range = 11..._2, each iteration succeeds with probability >=
 246              * .75.
 247              */
 248             if (BN_cmp(r, range) >= 0) {
 249                 if (!BN_sub(r, r, range))
 250                     return 0;
 251                 if (BN_cmp(r, range) >= 0)
 252                     if (!BN_sub(r, r, range))
 253                         return 0;
 254             }
 255
 256             if (!--count) {
 257                 BNerr(BN_F_BN_RAND_RANGE, BN_R_TOO_MANY_ITERATIONS);
 258                 return 0;
 259             }
 260
 261         }
 262         while (BN_cmp(r, range) >= 0);
 263     } else {
 264         do {
 265             /* range = 11..._2  or  range = 101..._2 */
 266             if (!bn_rand(r, n, -1, 0))
 267                 return 0;
 268
 269             if (!--count) {
 270                 BNerr(BN_F_BN_RAND_RANGE, BN_R_TOO_MANY_ITERATIONS);
 271                 return 0;
 272             }
 273         }
 274         while (BN_cmp(r, range) >= 0);
 275     }
 276
 277     bn_check_top(r);
 278     return 1;
 279 }
 280
 281 int BN_rand_range(BIGNUM *r, const BIGNUM *range)
 282 {
 283     return bn_rand_range(0, r, range);
 284 }
 285
 286 int BN_pseudo_rand_range(BIGNUM *r, const BIGNUM *range)
 287 {
 288     return bn_rand_range(1, r, range);
 289 }