crypto/openssl/crypto/bn/bn_exp2.c

   1 /* crypto/bn/bn_exp2.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  * Copyright (c) 1998-2000 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
  60  *
  61  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  62  * modification, are permitted provided that the following conditions
  63  * are met:
  64  *
  65  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  66  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  67  *
  68  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  69  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  70  *    the documentation and/or other materials provided with the
  71  *    distribution.
  72  *
  73  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
  74  *    software must display the following acknowledgment:
  75  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  76  *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.openssl.org/)"
  77  *
  78  * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
  79  *    endorse or promote products derived from this software without
  80  *    prior written permission. For written permission, please contact
  81  *    openssl-core@openssl.org.
  82  *
  83  * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
  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
  93  * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  94  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  95  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
  96  * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  97  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  98  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  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 "cryptlib.h"
 114 #include "bn_lcl.h"
 115
 116 #define TABLE_SIZE      32
 117
 118 int BN_mod_exp2_mont(BIGNUM *rr, const BIGNUM *a1, const BIGNUM *p1,
 119                      const BIGNUM *a2, const BIGNUM *p2, const BIGNUM *m,
 120                      BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *in_mont)
 121 {
 122     int i, j, bits, b, bits1, bits2, ret =
 123         0, wpos1, wpos2, window1, window2, wvalue1, wvalue2;
 124     int r_is_one = 1;
 125     BIGNUM *d, *r;
 126     const BIGNUM *a_mod_m;
 127     /* Tables of variables obtained from 'ctx' */
 128     BIGNUM *val1[TABLE_SIZE], *val2[TABLE_SIZE];
 129     BN_MONT_CTX *mont = NULL;
 130
 131     bn_check_top(a1);
 132     bn_check_top(p1);
 133     bn_check_top(a2);
 134     bn_check_top(p2);
 135     bn_check_top(m);
 136
 137     if (!(m->d[0] & 1)) {
 138         BNerr(BN_F_BN_MOD_EXP2_MONT, BN_R_CALLED_WITH_EVEN_MODULUS);
 139         return (0);
 140     }
 141     bits1 = BN_num_bits(p1);
 142     bits2 = BN_num_bits(p2);
 143     if ((bits1 == 0) && (bits2 == 0)) {
 144         ret = BN_one(rr);
 145         return ret;
 146     }
 147
 148     bits = (bits1 > bits2) ? bits1 : bits2;
 149
 150     BN_CTX_start(ctx);
 151     d = BN_CTX_get(ctx);
 152     r = BN_CTX_get(ctx);
 153     val1[0] = BN_CTX_get(ctx);
 154     val2[0] = BN_CTX_get(ctx);
 155     if (!d || !r || !val1[0] || !val2[0])
 156         goto err;
 157
 158     if (in_mont != NULL)
 159         mont = in_mont;
 160     else {
 161         if ((mont = BN_MONT_CTX_new()) == NULL)
 162             goto err;
 163         if (!BN_MONT_CTX_set(mont, m, ctx))
 164             goto err;
 165     }
 166
 167     window1 = BN_window_bits_for_exponent_size(bits1);
 168     window2 = BN_window_bits_for_exponent_size(bits2);
 169
 170     /*
 171      * Build table for a1:   val1[i] := a1^(2*i + 1) mod m  for i = 0 .. 2^(window1-1)
 172      */
 173     if (a1->neg || BN_ucmp(a1, m) >= 0) {
 174         if (!BN_mod(val1[0], a1, m, ctx))
 175             goto err;
 176         a_mod_m = val1[0];
 177     } else
 178         a_mod_m = a1;
 179     if (BN_is_zero(a_mod_m)) {
 180         BN_zero(rr);
 181         ret = 1;
 182         goto err;
 183     }
 184
 185     if (!BN_to_montgomery(val1[0], a_mod_m, mont, ctx))
 186         goto err;
 187     if (window1 > 1) {
 188         if (!BN_mod_mul_montgomery(d, val1[0], val1[0], mont, ctx))
 189             goto err;
 190
 191         j = 1 << (window1 - 1);
 192         for (i = 1; i < j; i++) {
 193             if (((val1[i] = BN_CTX_get(ctx)) == NULL) ||
 194                 !BN_mod_mul_montgomery(val1[i], val1[i - 1], d, mont, ctx))
 195                 goto err;
 196         }
 197     }
 198
 199     /*
 200      * Build table for a2:   val2[i] := a2^(2*i + 1) mod m  for i = 0 .. 2^(window2-1)
 201      */
 202     if (a2->neg || BN_ucmp(a2, m) >= 0) {
 203         if (!BN_mod(val2[0], a2, m, ctx))
 204             goto err;
 205         a_mod_m = val2[0];
 206     } else
 207         a_mod_m = a2;
 208     if (BN_is_zero(a_mod_m)) {
 209         BN_zero(rr);
 210         ret = 1;
 211         goto err;
 212     }
 213     if (!BN_to_montgomery(val2[0], a_mod_m, mont, ctx))
 214         goto err;
 215     if (window2 > 1) {
 216         if (!BN_mod_mul_montgomery(d, val2[0], val2[0], mont, ctx))
 217             goto err;
 218
 219         j = 1 << (window2 - 1);
 220         for (i = 1; i < j; i++) {
 221             if (((val2[i] = BN_CTX_get(ctx)) == NULL) ||
 222                 !BN_mod_mul_montgomery(val2[i], val2[i - 1], d, mont, ctx))
 223                 goto err;
 224         }
 225     }
 226
 227     /* Now compute the power product, using independent windows. */
 228     r_is_one = 1;
 229     wvalue1 = 0;                /* The 'value' of the first window */
 230     wvalue2 = 0;                /* The 'value' of the second window */
 231     wpos1 = 0;                  /* If wvalue1 > 0, the bottom bit of the
 232                                  * first window */
 233     wpos2 = 0;                  /* If wvalue2 > 0, the bottom bit of the
 234                                  * second window */
 235
 236     if (!BN_to_montgomery(r, BN_value_one(), mont, ctx))
 237         goto err;
 238     for (b = bits - 1; b >= 0; b--) {
 239         if (!r_is_one) {
 240             if (!BN_mod_mul_montgomery(r, r, r, mont, ctx))
 241                 goto err;
 242         }
 243
 244         if (!wvalue1)
 245             if (BN_is_bit_set(p1, b)) {
 246                 /*
 247                  * consider bits b-window1+1 .. b for this window
 248                  */
 249                 i = b - window1 + 1;
 250                 while (!BN_is_bit_set(p1, i)) /* works for i<0 */
 251                     i++;
 252                 wpos1 = i;
 253                 wvalue1 = 1;
 254                 for (i = b - 1; i >= wpos1; i--) {
 255                     wvalue1 <<= 1;
 256                     if (BN_is_bit_set(p1, i))
 257                         wvalue1++;
 258                 }
 259             }
 260
 261         if (!wvalue2)
 262             if (BN_is_bit_set(p2, b)) {
 263                 /*
 264                  * consider bits b-window2+1 .. b for this window
 265                  */
 266                 i = b - window2 + 1;
 267                 while (!BN_is_bit_set(p2, i))
 268                     i++;
 269                 wpos2 = i;
 270                 wvalue2 = 1;
 271                 for (i = b - 1; i >= wpos2; i--) {
 272                     wvalue2 <<= 1;
 273                     if (BN_is_bit_set(p2, i))
 274                         wvalue2++;
 275                 }
 276             }
 277
 278         if (wvalue1 && b == wpos1) {
 279             /* wvalue1 is odd and < 2^window1 */
 280             if (!BN_mod_mul_montgomery(r, r, val1[wvalue1 >> 1], mont, ctx))
 281                 goto err;
 282             wvalue1 = 0;
 283             r_is_one = 0;
 284         }
 285
 286         if (wvalue2 && b == wpos2) {
 287             /* wvalue2 is odd and < 2^window2 */
 288             if (!BN_mod_mul_montgomery(r, r, val2[wvalue2 >> 1], mont, ctx))
 289                 goto err;
 290             wvalue2 = 0;
 291             r_is_one = 0;
 292         }
 293     }
 294     if (!BN_from_montgomery(rr, r, mont, ctx))
 295         goto err;
 296     ret = 1;
 297  err:
 298     if ((in_mont == NULL) && (mont != NULL))
 299         BN_MONT_CTX_free(mont);
 300     BN_CTX_end(ctx);
 301     bn_check_top(rr);
 302     return (ret);
 303 }