crypto/openssh/moduli.c

   1 /* $OpenBSD: moduli.c,v 1.34 2019/01/23 09:49:00 dtucker Exp $ */
   2 /*
   3  * Copyright 1994 Phil Karn <karn@qualcomm.com>
   4  * Copyright 1996-1998, 2003 William Allen Simpson <wsimpson@greendragon.com>
   5  * Copyright 2000 Niels Provos <provos@citi.umich.edu>
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  16  *
  17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  18  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  19  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  20  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  21  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  22  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  23  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  24  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  25  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  26  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  27  */
  28
  29 /*
  30  * Two-step process to generate safe primes for DHGEX
  31  *
  32  *  Sieve candidates for "safe" primes,
  33  *  suitable for use as Diffie-Hellman moduli;
  34  *  that is, where q = (p-1)/2 is also prime.
  35  *
  36  * First step: generate candidate primes (memory intensive)
  37  * Second step: test primes' safety (processor intensive)
  38  */
  39
  40 #include "includes.h"
  41
  42 #ifdef WITH_OPENSSL
  43
  44 #include <sys/types.h>
  45
  46 #include <openssl/bn.h>
  47 #include <openssl/dh.h>
  48
  49 #include <errno.h>
  50 #include <stdio.h>
  51 #include <stdlib.h>
  52 #include <string.h>
  53 #include <stdarg.h>
  54 #include <time.h>
  55 #include <unistd.h>
  56 #include <limits.h>
  57
  58 #include "xmalloc.h"
  59 #include "dh.h"
  60 #include "log.h"
  61 #include "misc.h"
  62
  63 #include "openbsd-compat/openssl-compat.h"
  64
  65 /*
  66  * File output defines
  67  */
  68
  69 /* need line long enough for largest moduli plus headers */
  70 #define QLINESIZE               (100+8192)
  71
  72 /*
  73  * Size: decimal.
  74  * Specifies the number of the most significant bit (0 to M).
  75  * WARNING: internally, usually 1 to N.
  76  */
  77 #define QSIZE_MINIMUM           (511)
  78
  79 /*
  80  * Prime sieving defines
  81  */
  82
  83 /* Constant: assuming 8 bit bytes and 32 bit words */
  84 #define SHIFT_BIT       (3)
  85 #define SHIFT_BYTE      (2)
  86 #define SHIFT_WORD      (SHIFT_BIT+SHIFT_BYTE)
  87 #define SHIFT_MEGABYTE  (20)
  88 #define SHIFT_MEGAWORD  (SHIFT_MEGABYTE-SHIFT_BYTE)
  89
  90 /*
  91  * Using virtual memory can cause thrashing.  This should be the largest
  92  * number that is supported without a large amount of disk activity --
  93  * that would increase the run time from hours to days or weeks!
  94  */
  95 #define LARGE_MINIMUM   (8UL)   /* megabytes */
  96
  97 /*
  98  * Do not increase this number beyond the unsigned integer bit size.
  99  * Due to a multiple of 4, it must be LESS than 128 (yielding 2**30 bits).
 100  */
 101 #define LARGE_MAXIMUM   (127UL) /* megabytes */
 102
 103 /*
 104  * Constant: when used with 32-bit integers, the largest sieve prime
 105  * has to be less than 2**32.
 106  */
 107 #define SMALL_MAXIMUM   (0xffffffffUL)
 108
 109 /* Constant: can sieve all primes less than 2**32, as 65537**2 > 2**32-1. */
 110 #define TINY_NUMBER     (1UL<<16)
 111
 112 /* Ensure enough bit space for testing 2*q. */
 113 #define TEST_MAXIMUM    (1UL<<16)
 114 #define TEST_MINIMUM    (QSIZE_MINIMUM + 1)
 115 /* real TEST_MINIMUM    (1UL << (SHIFT_WORD - TEST_POWER)) */
 116 #define TEST_POWER      (3)     /* 2**n, n < SHIFT_WORD */
 117
 118 /* bit operations on 32-bit words */
 119 #define BIT_CLEAR(a,n)  ((a)[(n)>>SHIFT_WORD] &= ~(1L << ((n) & 31)))
 120 #define BIT_SET(a,n)    ((a)[(n)>>SHIFT_WORD] |= (1L << ((n) & 31)))
 121 #define BIT_TEST(a,n)   ((a)[(n)>>SHIFT_WORD] & (1L << ((n) & 31)))
 122
 123 /*
 124  * Prime testing defines
 125  */
 126
 127 /* Minimum number of primality tests to perform */
 128 #define TRIAL_MINIMUM   (4)
 129
 130 /*
 131  * Sieving data (XXX - move to struct)
 132  */
 133
 134 /* sieve 2**16 */
 135 static u_int32_t *TinySieve, tinybits;
 136
 137 /* sieve 2**30 in 2**16 parts */
 138 static u_int32_t *SmallSieve, smallbits, smallbase;
 139
 140 /* sieve relative to the initial value */
 141 static u_int32_t *LargeSieve, largewords, largetries, largenumbers;
 142 static u_int32_t largebits, largememory;        /* megabytes */
 143 static BIGNUM *largebase;
 144
 145 int gen_candidates(FILE *, u_int32_t, u_int32_t, BIGNUM *);
 146 int prime_test(FILE *, FILE *, u_int32_t, u_int32_t, char *, unsigned long,
 147     unsigned long);
 148
 149 /*
 150  * print moduli out in consistent form,
 151  */
 152 static int
 153 qfileout(FILE * ofile, u_int32_t otype, u_int32_t otests, u_int32_t otries,
 154     u_int32_t osize, u_int32_t ogenerator, BIGNUM * omodulus)
 155 {
 156         struct tm *gtm;
 157         time_t time_now;
 158         int res;
 159
 160         time(&time_now);
 161         gtm = gmtime(&time_now);
 162
 163         res = fprintf(ofile, "%04d%02d%02d%02d%02d%02d %u %u %u %u %x ",
 164             gtm->tm_year + 1900, gtm->tm_mon + 1, gtm->tm_mday,
 165             gtm->tm_hour, gtm->tm_min, gtm->tm_sec,
 166             otype, otests, otries, osize, ogenerator);
 167
 168         if (res < 0)
 169                 return (-1);
 170
 171         if (BN_print_fp(ofile, omodulus) < 1)
 172                 return (-1);
 173
 174         res = fprintf(ofile, "\n");
 175         fflush(ofile);
 176
 177         return (res > 0 ? 0 : -1);
 178 }
 179
 180
 181 /*
 182  ** Sieve p's and q's with small factors
 183  */
 184 static void
 185 sieve_large(u_int32_t s)
 186 {
 187         u_int32_t r, u;
 188
 189         debug3("sieve_large %u", s);
 190         largetries++;
 191         /* r = largebase mod s */
 192         r = BN_mod_word(largebase, s);
 193         if (r == 0)
 194                 u = 0; /* s divides into largebase exactly */
 195         else
 196                 u = s - r; /* largebase+u is first entry divisible by s */
 197
 198         if (u < largebits * 2) {
 199                 /*
 200                  * The sieve omits p's and q's divisible by 2, so ensure that
 201                  * largebase+u is odd. Then, step through the sieve in
 202                  * increments of 2*s
 203                  */
 204                 if (u & 0x1)
 205                         u += s; /* Make largebase+u odd, and u even */
 206
 207                 /* Mark all multiples of 2*s */
 208                 for (u /= 2; u < largebits; u += s)
 209                         BIT_SET(LargeSieve, u);
 210         }
 211
 212         /* r = p mod s */
 213         r = (2 * r + 1) % s;
 214         if (r == 0)
 215                 u = 0; /* s divides p exactly */
 216         else
 217                 u = s - r; /* p+u is first entry divisible by s */
 218
 219         if (u < largebits * 4) {
 220                 /*
 221                  * The sieve omits p's divisible by 4, so ensure that
 222                  * largebase+u is not. Then, step through the sieve in
 223                  * increments of 4*s
 224                  */
 225                 while (u & 0x3) {
 226                         if (SMALL_MAXIMUM - u < s)
 227                                 return;
 228                         u += s;
 229                 }
 230
 231                 /* Mark all multiples of 4*s */
 232                 for (u /= 4; u < largebits; u += s)
 233                         BIT_SET(LargeSieve, u);
 234         }
 235 }
 236
 237 /*
 238  * list candidates for Sophie-Germain primes (where q = (p-1)/2)
 239  * to standard output.
 240  * The list is checked against small known primes (less than 2**30).
 241  */
 242 int
 243 gen_candidates(FILE *out, u_int32_t memory, u_int32_t power, BIGNUM *start)
 244 {
 245         BIGNUM *q;
 246         u_int32_t j, r, s, t;
 247         u_int32_t smallwords = TINY_NUMBER >> 6;
 248         u_int32_t tinywords = TINY_NUMBER >> 6;
 249         time_t time_start, time_stop;
 250         u_int32_t i;
 251         int ret = 0;
 252
 253         largememory = memory;
 254
 255         if (memory != 0 &&
 256             (memory < LARGE_MINIMUM || memory > LARGE_MAXIMUM)) {
 257                 error("Invalid memory amount (min %ld, max %ld)",
 258                     LARGE_MINIMUM, LARGE_MAXIMUM);
 259                 return (-1);
 260         }
 261
 262         /*
 263          * Set power to the length in bits of the prime to be generated.
 264          * This is changed to 1 less than the desired safe prime moduli p.
 265          */
 266         if (power > TEST_MAXIMUM) {
 267                 error("Too many bits: %u > %lu", power, TEST_MAXIMUM);
 268                 return (-1);
 269         } else if (power < TEST_MINIMUM) {
 270                 error("Too few bits: %u < %u", power, TEST_MINIMUM);
 271                 return (-1);
 272         }
 273         power--; /* decrement before squaring */
 274
 275         /*
 276          * The density of ordinary primes is on the order of 1/bits, so the
 277          * density of safe primes should be about (1/bits)**2. Set test range
 278          * to something well above bits**2 to be reasonably sure (but not
 279          * guaranteed) of catching at least one safe prime.
 280          */
 281         largewords = ((power * power) >> (SHIFT_WORD - TEST_POWER));
 282
 283         /*
 284          * Need idea of how much memory is available. We don't have to use all
 285          * of it.
 286          */
 287         if (largememory > LARGE_MAXIMUM) {
 288                 logit("Limited memory: %u MB; limit %lu MB",
 289                     largememory, LARGE_MAXIMUM);
 290                 largememory = LARGE_MAXIMUM;
 291         }
 292
 293         if (largewords <= (largememory << SHIFT_MEGAWORD)) {
 294                 logit("Increased memory: %u MB; need %u bytes",
 295                     largememory, (largewords << SHIFT_BYTE));
 296                 largewords = (largememory << SHIFT_MEGAWORD);
 297         } else if (largememory > 0) {
 298                 logit("Decreased memory: %u MB; want %u bytes",
 299                     largememory, (largewords << SHIFT_BYTE));
 300                 largewords = (largememory << SHIFT_MEGAWORD);
 301         }
 302
 303         TinySieve = xcalloc(tinywords, sizeof(u_int32_t));
 304         tinybits = tinywords << SHIFT_WORD;
 305
 306         SmallSieve = xcalloc(smallwords, sizeof(u_int32_t));
 307         smallbits = smallwords << SHIFT_WORD;
 308
 309         /*
 310          * dynamically determine available memory
 311          */
 312         while ((LargeSieve = calloc(largewords, sizeof(u_int32_t))) == NULL)
 313                 largewords -= (1L << (SHIFT_MEGAWORD - 2)); /* 1/4 MB chunks */
 314
 315         largebits = largewords << SHIFT_WORD;
 316         largenumbers = largebits * 2;   /* even numbers excluded */
 317
 318         /* validation check: count the number of primes tried */
 319         largetries = 0;
 320         if ((q = BN_new()) == NULL)
 321                 fatal("BN_new failed");
 322
 323         /*
 324          * Generate random starting point for subprime search, or use
 325          * specified parameter.
 326          */
 327         if ((largebase = BN_new()) == NULL)
 328                 fatal("BN_new failed");
 329         if (start == NULL) {
 330                 if (BN_rand(largebase, power, 1, 1) == 0)
 331                         fatal("BN_rand failed");
 332         } else {
 333                 if (BN_copy(largebase, start) == NULL)
 334                         fatal("BN_copy: failed");
 335         }
 336
 337         /* ensure odd */
 338         if (BN_set_bit(largebase, 0) == 0)
 339                 fatal("BN_set_bit: failed");
 340
 341         time(&time_start);
 342
 343         logit("%.24s Sieve next %u plus %u-bit", ctime(&time_start),
 344             largenumbers, power);
 345         debug2("start point: 0x%s", BN_bn2hex(largebase));
 346
 347         /*
 348          * TinySieve
 349          */
 350         for (i = 0; i < tinybits; i++) {
 351                 if (BIT_TEST(TinySieve, i))
 352                         continue; /* 2*i+3 is composite */
 353
 354                 /* The next tiny prime */
 355                 t = 2 * i + 3;
 356
 357                 /* Mark all multiples of t */
 358                 for (j = i + t; j < tinybits; j += t)
 359                         BIT_SET(TinySieve, j);
 360
 361                 sieve_large(t);
 362         }
 363
 364         /*
 365          * Start the small block search at the next possible prime. To avoid
 366          * fencepost errors, the last pass is skipped.
 367          */
 368         for (smallbase = TINY_NUMBER + 3;
 369             smallbase < (SMALL_MAXIMUM - TINY_NUMBER);
 370             smallbase += TINY_NUMBER) {
 371                 for (i = 0; i < tinybits; i++) {
 372                         if (BIT_TEST(TinySieve, i))
 373                                 continue; /* 2*i+3 is composite */
 374
 375                         /* The next tiny prime */
 376                         t = 2 * i + 3;
 377                         r = smallbase % t;
 378
 379                         if (r == 0) {
 380                                 s = 0; /* t divides into smallbase exactly */
 381                         } else {
 382                                 /* smallbase+s is first entry divisible by t */
 383                                 s = t - r;
 384                         }
 385
 386                         /*
 387                          * The sieve omits even numbers, so ensure that
 388                          * smallbase+s is odd. Then, step through the sieve
 389                          * in increments of 2*t
 390                          */
 391                         if (s & 1)
 392                                 s += t; /* Make smallbase+s odd, and s even */
 393
 394                         /* Mark all multiples of 2*t */
 395                         for (s /= 2; s < smallbits; s += t)
 396                                 BIT_SET(SmallSieve, s);
 397                 }
 398
 399                 /*
 400                  * SmallSieve
 401                  */
 402                 for (i = 0; i < smallbits; i++) {
 403                         if (BIT_TEST(SmallSieve, i))
 404                                 continue; /* 2*i+smallbase is composite */
 405
 406                         /* The next small prime */
 407                         sieve_large((2 * i) + smallbase);
 408                 }
 409
 410                 memset(SmallSieve, 0, smallwords << SHIFT_BYTE);
 411         }
 412
 413         time(&time_stop);
 414
 415         logit("%.24s Sieved with %u small primes in %lld seconds",
 416             ctime(&time_stop), largetries, (long long)(time_stop - time_start));
 417
 418         for (j = r = 0; j < largebits; j++) {
 419                 if (BIT_TEST(LargeSieve, j))
 420                         continue; /* Definitely composite, skip */
 421
 422                 debug2("test q = largebase+%u", 2 * j);
 423                 if (BN_set_word(q, 2 * j) == 0)
 424                         fatal("BN_set_word failed");
 425                 if (BN_add(q, q, largebase) == 0)
 426                         fatal("BN_add failed");
 427                 if (qfileout(out, MODULI_TYPE_SOPHIE_GERMAIN,
 428                     MODULI_TESTS_SIEVE, largetries,
 429                     (power - 1) /* MSB */, (0), q) == -1) {
 430                         ret = -1;
 431                         break;
 432                 }
 433
 434                 r++; /* count q */
 435         }
 436
 437         time(&time_stop);
 438
 439         free(LargeSieve);
 440         free(SmallSieve);
 441         free(TinySieve);
 442
 443         logit("%.24s Found %u candidates", ctime(&time_stop), r);
 444
 445         return (ret);
 446 }
 447
 448 static void
 449 write_checkpoint(char *cpfile, u_int32_t lineno)
 450 {
 451         FILE *fp;
 452         char tmp[PATH_MAX];
 453         int r;
 454
 455         r = snprintf(tmp, sizeof(tmp), "%s.XXXXXXXXXX", cpfile);
 456         if (r == -1 || r >= PATH_MAX) {
 457                 logit("write_checkpoint: temp pathname too long");
 458                 return;
 459         }
 460         if ((r = mkstemp(tmp)) == -1) {
 461                 logit("mkstemp(%s): %s", tmp, strerror(errno));
 462                 return;
 463         }
 464         if ((fp = fdopen(r, "w")) == NULL) {
 465                 logit("write_checkpoint: fdopen: %s", strerror(errno));
 466                 unlink(tmp);
 467                 close(r);
 468                 return;
 469         }
 470         if (fprintf(fp, "%lu\n", (unsigned long)lineno) > 0 && fclose(fp) == 0
 471             && rename(tmp, cpfile) == 0)
 472                 debug3("wrote checkpoint line %lu to '%s'",
 473                     (unsigned long)lineno, cpfile);
 474         else
 475                 logit("failed to write to checkpoint file '%s': %s", cpfile,
 476                     strerror(errno));
 477 }
 478
 479 static unsigned long
 480 read_checkpoint(char *cpfile)
 481 {
 482         FILE *fp;
 483         unsigned long lineno = 0;
 484
 485         if ((fp = fopen(cpfile, "r")) == NULL)
 486                 return 0;
 487         if (fscanf(fp, "%lu\n", &lineno) < 1)
 488                 logit("Failed to load checkpoint from '%s'", cpfile);
 489         else
 490                 logit("Loaded checkpoint from '%s' line %lu", cpfile, lineno);
 491         fclose(fp);
 492         return lineno;
 493 }
 494
 495 static unsigned long
 496 count_lines(FILE *f)
 497 {
 498         unsigned long count = 0;
 499         char lp[QLINESIZE + 1];
 500
 501         if (fseek(f, 0, SEEK_SET) != 0) {
 502                 debug("input file is not seekable");
 503                 return ULONG_MAX;
 504         }
 505         while (fgets(lp, QLINESIZE + 1, f) != NULL)
 506                 count++;
 507         rewind(f);
 508         debug("input file has %lu lines", count);
 509         return count;
 510 }
 511
 512 static char *
 513 fmt_time(time_t seconds)
 514 {
 515         int day, hr, min;
 516         static char buf[128];
 517
 518         min = (seconds / 60) % 60;
 519         hr = (seconds / 60 / 60) % 24;
 520         day = seconds / 60 / 60 / 24;
 521         if (day > 0)
 522                 snprintf(buf, sizeof buf, "%dd %d:%02d", day, hr, min);
 523         else
 524                 snprintf(buf, sizeof buf, "%d:%02d", hr, min);
 525         return buf;
 526 }
 527
 528 static void
 529 print_progress(unsigned long start_lineno, unsigned long current_lineno,
 530     unsigned long end_lineno)
 531 {
 532         static time_t time_start, time_prev;
 533         time_t time_now, elapsed;
 534         unsigned long num_to_process, processed, remaining, percent, eta;
 535         double time_per_line;
 536         char *eta_str;
 537
 538         time_now = monotime();
 539         if (time_start == 0) {
 540                 time_start = time_prev = time_now;
 541                 return;
 542         }
 543         /* print progress after 1m then once per 5m */
 544         if (time_now - time_prev < 5 * 60)
 545                 return;
 546         time_prev = time_now;
 547         elapsed = time_now - time_start;
 548         processed = current_lineno - start_lineno;
 549         remaining = end_lineno - current_lineno;
 550         num_to_process = end_lineno - start_lineno;
 551         time_per_line = (double)elapsed / processed;
 552         /* if we don't know how many we're processing just report count+time */
 553         time(&time_now);
 554         if (end_lineno == ULONG_MAX) {
 555                 logit("%.24s processed %lu in %s", ctime(&time_now),
 556                     processed, fmt_time(elapsed));
 557                 return;
 558         }
 559         percent = 100 * processed / num_to_process;
 560         eta = time_per_line * remaining;
 561         eta_str = xstrdup(fmt_time(eta));
 562         logit("%.24s processed %lu of %lu (%lu%%) in %s, ETA %s",
 563             ctime(&time_now), processed, num_to_process, percent,
 564             fmt_time(elapsed), eta_str);
 565         free(eta_str);
 566 }
 567
 568 /*
 569  * perform a Miller-Rabin primality test
 570  * on the list of candidates
 571  * (checking both q and p)
 572  * The result is a list of so-call "safe" primes
 573  */
 574 int
 575 prime_test(FILE *in, FILE *out, u_int32_t trials, u_int32_t generator_wanted,
 576     char *checkpoint_file, unsigned long start_lineno, unsigned long num_lines)
 577 {
 578         BIGNUM *q, *p, *a;
 579         BN_CTX *ctx;
 580         char *cp, *lp;
 581         u_int32_t count_in = 0, count_out = 0, count_possible = 0;
 582         u_int32_t generator_known, in_tests, in_tries, in_type, in_size;
 583         unsigned long last_processed = 0, end_lineno;
 584         time_t time_start, time_stop;
 585         int res, is_prime;
 586
 587         if (trials < TRIAL_MINIMUM) {
 588                 error("Minimum primality trials is %d", TRIAL_MINIMUM);
 589                 return (-1);
 590         }
 591
 592         if (num_lines == 0)
 593                 end_lineno = count_lines(in);
 594         else
 595                 end_lineno = start_lineno + num_lines;
 596
 597         time(&time_start);
 598
 599         if ((p = BN_new()) == NULL)
 600                 fatal("BN_new failed");
 601         if ((q = BN_new()) == NULL)
 602                 fatal("BN_new failed");
 603         if ((ctx = BN_CTX_new()) == NULL)
 604                 fatal("BN_CTX_new failed");
 605
 606         debug2("%.24s Final %u Miller-Rabin trials (%x generator)",
 607             ctime(&time_start), trials, generator_wanted);
 608
 609         if (checkpoint_file != NULL)
 610                 last_processed = read_checkpoint(checkpoint_file);
 611         last_processed = start_lineno = MAXIMUM(last_processed, start_lineno);
 612         if (end_lineno == ULONG_MAX)
 613                 debug("process from line %lu from pipe", last_processed);
 614         else
 615                 debug("process from line %lu to line %lu", last_processed,
 616                     end_lineno);
 617
 618         res = 0;
 619         lp = xmalloc(QLINESIZE + 1);
 620         while (fgets(lp, QLINESIZE + 1, in) != NULL && count_in < end_lineno) {
 621                 count_in++;
 622                 if (count_in <= last_processed) {
 623                         debug3("skipping line %u, before checkpoint or "
 624                             "specified start line", count_in);
 625                         continue;
 626                 }
 627                 if (checkpoint_file != NULL)
 628                         write_checkpoint(checkpoint_file, count_in);
 629                 print_progress(start_lineno, count_in, end_lineno);
 630                 if (strlen(lp) < 14 || *lp == '!' || *lp == '#') {
 631                         debug2("%10u: comment or short line", count_in);
 632                         continue;
 633                 }
 634
 635                 /* XXX - fragile parser */
 636                 /* time */
 637                 cp = &lp[14];   /* (skip) */
 638
 639                 /* type */
 640                 in_type = strtoul(cp, &cp, 10);
 641
 642                 /* tests */
 643                 in_tests = strtoul(cp, &cp, 10);
 644
 645                 if (in_tests & MODULI_TESTS_COMPOSITE) {
 646                         debug2("%10u: known composite", count_in);
 647                         continue;
 648                 }
 649
 650                 /* tries */
 651                 in_tries = strtoul(cp, &cp, 10);
 652
 653                 /* size (most significant bit) */
 654                 in_size = strtoul(cp, &cp, 10);
 655
 656                 /* generator (hex) */
 657                 generator_known = strtoul(cp, &cp, 16);
 658
 659                 /* Skip white space */
 660                 cp += strspn(cp, " ");
 661
 662                 /* modulus (hex) */
 663                 switch (in_type) {
 664                 case MODULI_TYPE_SOPHIE_GERMAIN:
 665                         debug2("%10u: (%u) Sophie-Germain", count_in, in_type);
 666                         a = q;
 667                         if (BN_hex2bn(&a, cp) == 0)
 668                                 fatal("BN_hex2bn failed");
 669                         /* p = 2*q + 1 */
 670                         if (BN_lshift(p, q, 1) == 0)
 671                                 fatal("BN_lshift failed");
 672                         if (BN_add_word(p, 1) == 0)
 673                                 fatal("BN_add_word failed");
 674                         in_size += 1;
 675                         generator_known = 0;
 676                         break;
 677                 case MODULI_TYPE_UNSTRUCTURED:
 678                 case MODULI_TYPE_SAFE:
 679                 case MODULI_TYPE_SCHNORR:
 680                 case MODULI_TYPE_STRONG:
 681                 case MODULI_TYPE_UNKNOWN:
 682                         debug2("%10u: (%u)", count_in, in_type);
 683                         a = p;
 684                         if (BN_hex2bn(&a, cp) == 0)
 685                                 fatal("BN_hex2bn failed");
 686                         /* q = (p-1) / 2 */
 687                         if (BN_rshift(q, p, 1) == 0)
 688                                 fatal("BN_rshift failed");
 689                         break;
 690                 default:
 691                         debug2("Unknown prime type");
 692                         break;
 693                 }
 694
 695                 /*
 696                  * due to earlier inconsistencies in interpretation, check
 697                  * the proposed bit size.
 698                  */
 699                 if ((u_int32_t)BN_num_bits(p) != (in_size + 1)) {
 700                         debug2("%10u: bit size %u mismatch", count_in, in_size);
 701                         continue;
 702                 }
 703                 if (in_size < QSIZE_MINIMUM) {
 704                         debug2("%10u: bit size %u too short", count_in, in_size);
 705                         continue;
 706                 }
 707
 708                 if (in_tests & MODULI_TESTS_MILLER_RABIN)
 709                         in_tries += trials;
 710                 else
 711                         in_tries = trials;
 712
 713                 /*
 714                  * guess unknown generator
 715                  */
 716                 if (generator_known == 0) {
 717                         if (BN_mod_word(p, 24) == 11)
 718                                 generator_known = 2;
 719                         else {
 720                                 u_int32_t r = BN_mod_word(p, 10);
 721
 722                                 if (r == 3 || r == 7)
 723                                         generator_known = 5;
 724                         }
 725                 }
 726                 /*
 727                  * skip tests when desired generator doesn't match
 728                  */
 729                 if (generator_wanted > 0 &&
 730                     generator_wanted != generator_known) {
 731                         debug2("%10u: generator %d != %d",
 732                             count_in, generator_known, generator_wanted);
 733                         continue;
 734                 }
 735
 736                 /*
 737                  * Primes with no known generator are useless for DH, so
 738                  * skip those.
 739                  */
 740                 if (generator_known == 0) {
 741                         debug2("%10u: no known generator", count_in);
 742                         continue;
 743                 }
 744
 745                 count_possible++;
 746
 747                 /*
 748                  * The (1/4)^N performance bound on Miller-Rabin is
 749                  * extremely pessimistic, so don't spend a lot of time
 750                  * really verifying that q is prime until after we know
 751                  * that p is also prime. A single pass will weed out the
 752                  * vast majority of composite q's.
 753                  */
 754                 is_prime = BN_is_prime_ex(q, 1, ctx, NULL);
 755                 if (is_prime < 0)
 756                         fatal("BN_is_prime_ex failed");
 757                 if (is_prime == 0) {
 758                         debug("%10u: q failed first possible prime test",
 759                             count_in);
 760                         continue;
 761                 }
 762
 763                 /*
 764                  * q is possibly prime, so go ahead and really make sure
 765                  * that p is prime. If it is, then we can go back and do
 766                  * the same for q. If p is composite, chances are that
 767                  * will show up on the first Rabin-Miller iteration so it
 768                  * doesn't hurt to specify a high iteration count.
 769                  */
 770                 is_prime = BN_is_prime_ex(p, trials, ctx, NULL);
 771                 if (is_prime < 0)
 772                         fatal("BN_is_prime_ex failed");
 773                 if (is_prime == 0) {
 774                         debug("%10u: p is not prime", count_in);
 775                         continue;
 776                 }
 777                 debug("%10u: p is almost certainly prime", count_in);
 778
 779                 /* recheck q more rigorously */
 780                 is_prime = BN_is_prime_ex(q, trials - 1, ctx, NULL);
 781                 if (is_prime < 0)
 782                         fatal("BN_is_prime_ex failed");
 783                 if (is_prime == 0) {
 784                         debug("%10u: q is not prime", count_in);
 785                         continue;
 786                 }
 787                 debug("%10u: q is almost certainly prime", count_in);
 788
 789                 if (qfileout(out, MODULI_TYPE_SAFE,
 790                     in_tests | MODULI_TESTS_MILLER_RABIN,
 791                     in_tries, in_size, generator_known, p)) {
 792                         res = -1;
 793                         break;
 794                 }
 795
 796                 count_out++;
 797         }
 798
 799         time(&time_stop);
 800         free(lp);
 801         BN_free(p);
 802         BN_free(q);
 803         BN_CTX_free(ctx);
 804
 805         if (checkpoint_file != NULL)
 806                 unlink(checkpoint_file);
 807
 808         logit("%.24s Found %u safe primes of %u candidates in %ld seconds",
 809             ctime(&time_stop), count_out, count_possible,
 810             (long) (time_stop - time_start));
 811
 812         return (res);
 813 }
 814
 815 #endif /* WITH_OPENSSL */