1*817466cbSJens Wiklander /* 2*817466cbSJens Wiklander * Multi-precision integer library 3*817466cbSJens Wiklander * 4*817466cbSJens Wiklander * Copyright (C) 2006-2015, ARM Limited, All Rights Reserved 5*817466cbSJens Wiklander * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 6*817466cbSJens Wiklander * 7*817466cbSJens Wiklander * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); you may 8*817466cbSJens Wiklander * not use this file except in compliance with the License. 9*817466cbSJens Wiklander * You may obtain a copy of the License at 10*817466cbSJens Wiklander * 11*817466cbSJens Wiklander * http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 12*817466cbSJens Wiklander * 13*817466cbSJens Wiklander * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software 14*817466cbSJens Wiklander * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, WITHOUT 15*817466cbSJens Wiklander * WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. 16*817466cbSJens Wiklander * See the License for the specific language governing permissions and 17*817466cbSJens Wiklander * limitations under the License. 18*817466cbSJens Wiklander * 19*817466cbSJens Wiklander * This file is part of mbed TLS (https://tls.mbed.org) 20*817466cbSJens Wiklander */ 21*817466cbSJens Wiklander 22*817466cbSJens Wiklander /* 23*817466cbSJens Wiklander * The following sources were referenced in the design of this Multi-precision 24*817466cbSJens Wiklander * Integer library: 25*817466cbSJens Wiklander * 26*817466cbSJens Wiklander * [1] Handbook of Applied Cryptography - 1997 27*817466cbSJens Wiklander * Menezes, van Oorschot and Vanstone 28*817466cbSJens Wiklander * 29*817466cbSJens Wiklander * [2] Multi-Precision Math 30*817466cbSJens Wiklander * Tom St Denis 31*817466cbSJens Wiklander * https://github.com/libtom/libtommath/blob/develop/tommath.pdf 32*817466cbSJens Wiklander * 33*817466cbSJens Wiklander * [3] GNU Multi-Precision Arithmetic Library 34*817466cbSJens Wiklander * https://gmplib.org/manual/index.html 35*817466cbSJens Wiklander * 36*817466cbSJens Wiklander */ 37*817466cbSJens Wiklander 38*817466cbSJens Wiklander #if !defined(MBEDTLS_CONFIG_FILE) 39*817466cbSJens Wiklander #include "mbedtls/config.h" 40*817466cbSJens Wiklander #else 41*817466cbSJens Wiklander #include MBEDTLS_CONFIG_FILE 42*817466cbSJens Wiklander #endif 43*817466cbSJens Wiklander 44*817466cbSJens Wiklander #if defined(MBEDTLS_BIGNUM_C) 45*817466cbSJens Wiklander 46*817466cbSJens Wiklander #include "mbedtls/bignum.h" 47*817466cbSJens Wiklander #include "mbedtls/bn_mul.h" 48*817466cbSJens Wiklander 49*817466cbSJens Wiklander #include <string.h> 50*817466cbSJens Wiklander 51*817466cbSJens Wiklander #if defined(MBEDTLS_PLATFORM_C) 52*817466cbSJens Wiklander #include "mbedtls/platform.h" 53*817466cbSJens Wiklander #else 54*817466cbSJens Wiklander #include <stdio.h> 55*817466cbSJens Wiklander #include <stdlib.h> 56*817466cbSJens Wiklander #define mbedtls_printf printf 57*817466cbSJens Wiklander #define mbedtls_calloc calloc 58*817466cbSJens Wiklander #define mbedtls_free free 59*817466cbSJens Wiklander #endif 60*817466cbSJens Wiklander 61*817466cbSJens Wiklander /* Implementation that should never be optimized out by the compiler */ 62*817466cbSJens Wiklander static void mbedtls_mpi_zeroize( mbedtls_mpi_uint *v, size_t n ) { 63*817466cbSJens Wiklander volatile mbedtls_mpi_uint *p = v; while( n-- ) *p++ = 0; 64*817466cbSJens Wiklander } 65*817466cbSJens Wiklander 66*817466cbSJens Wiklander #define ciL (sizeof(mbedtls_mpi_uint)) /* chars in limb */ 67*817466cbSJens Wiklander #define biL (ciL << 3) /* bits in limb */ 68*817466cbSJens Wiklander #define biH (ciL << 2) /* half limb size */ 69*817466cbSJens Wiklander 70*817466cbSJens Wiklander #define MPI_SIZE_T_MAX ( (size_t) -1 ) /* SIZE_T_MAX is not standard */ 71*817466cbSJens Wiklander 72*817466cbSJens Wiklander /* 73*817466cbSJens Wiklander * Convert between bits/chars and number of limbs 74*817466cbSJens Wiklander * Divide first in order to avoid potential overflows 75*817466cbSJens Wiklander */ 76*817466cbSJens Wiklander #define BITS_TO_LIMBS(i) ( (i) / biL + ( (i) % biL != 0 ) ) 77*817466cbSJens Wiklander #define CHARS_TO_LIMBS(i) ( (i) / ciL + ( (i) % ciL != 0 ) ) 78*817466cbSJens Wiklander 79*817466cbSJens Wiklander /* 80*817466cbSJens Wiklander * Initialize one MPI 81*817466cbSJens Wiklander */ 82*817466cbSJens Wiklander void mbedtls_mpi_init( mbedtls_mpi *X ) 83*817466cbSJens Wiklander { 84*817466cbSJens Wiklander if( X == NULL ) 85*817466cbSJens Wiklander return; 86*817466cbSJens Wiklander 87*817466cbSJens Wiklander X->s = 1; 88*817466cbSJens Wiklander X->n = 0; 89*817466cbSJens Wiklander X->p = NULL; 90*817466cbSJens Wiklander } 91*817466cbSJens Wiklander 92*817466cbSJens Wiklander /* 93*817466cbSJens Wiklander * Unallocate one MPI 94*817466cbSJens Wiklander */ 95*817466cbSJens Wiklander void mbedtls_mpi_free( mbedtls_mpi *X ) 96*817466cbSJens Wiklander { 97*817466cbSJens Wiklander if( X == NULL ) 98*817466cbSJens Wiklander return; 99*817466cbSJens Wiklander 100*817466cbSJens Wiklander if( X->p != NULL ) 101*817466cbSJens Wiklander { 102*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_zeroize( X->p, X->n ); 103*817466cbSJens Wiklander mbedtls_free( X->p ); 104*817466cbSJens Wiklander } 105*817466cbSJens Wiklander 106*817466cbSJens Wiklander X->s = 1; 107*817466cbSJens Wiklander X->n = 0; 108*817466cbSJens Wiklander X->p = NULL; 109*817466cbSJens Wiklander } 110*817466cbSJens Wiklander 111*817466cbSJens Wiklander /* 112*817466cbSJens Wiklander * Enlarge to the specified number of limbs 113*817466cbSJens Wiklander */ 114*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_grow( mbedtls_mpi *X, size_t nblimbs ) 115*817466cbSJens Wiklander { 116*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_uint *p; 117*817466cbSJens Wiklander 118*817466cbSJens Wiklander if( nblimbs > MBEDTLS_MPI_MAX_LIMBS ) 119*817466cbSJens Wiklander return( MBEDTLS_ERR_MPI_ALLOC_FAILED ); 120*817466cbSJens Wiklander 121*817466cbSJens Wiklander if( X->n < nblimbs ) 122*817466cbSJens Wiklander { 123*817466cbSJens Wiklander if( ( p = (mbedtls_mpi_uint*)mbedtls_calloc( nblimbs, ciL ) ) == NULL ) 124*817466cbSJens Wiklander return( MBEDTLS_ERR_MPI_ALLOC_FAILED ); 125*817466cbSJens Wiklander 126*817466cbSJens Wiklander if( X->p != NULL ) 127*817466cbSJens Wiklander { 128*817466cbSJens Wiklander memcpy( p, X->p, X->n * ciL ); 129*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_zeroize( X->p, X->n ); 130*817466cbSJens Wiklander mbedtls_free( X->p ); 131*817466cbSJens Wiklander } 132*817466cbSJens Wiklander 133*817466cbSJens Wiklander X->n = nblimbs; 134*817466cbSJens Wiklander X->p = p; 135*817466cbSJens Wiklander } 136*817466cbSJens Wiklander 137*817466cbSJens Wiklander return( 0 ); 138*817466cbSJens Wiklander } 139*817466cbSJens Wiklander 140*817466cbSJens Wiklander /* 141*817466cbSJens Wiklander * Resize down as much as possible, 142*817466cbSJens Wiklander * while keeping at least the specified number of limbs 143*817466cbSJens Wiklander */ 144*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_shrink( mbedtls_mpi *X, size_t nblimbs ) 145*817466cbSJens Wiklander { 146*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_uint *p; 147*817466cbSJens Wiklander size_t i; 148*817466cbSJens Wiklander 149*817466cbSJens Wiklander /* Actually resize up in this case */ 150*817466cbSJens Wiklander if( X->n <= nblimbs ) 151*817466cbSJens Wiklander return( mbedtls_mpi_grow( X, nblimbs ) ); 152*817466cbSJens Wiklander 153*817466cbSJens Wiklander for( i = X->n - 1; i > 0; i-- ) 154*817466cbSJens Wiklander if( X->p[i] != 0 ) 155*817466cbSJens Wiklander break; 156*817466cbSJens Wiklander i++; 157*817466cbSJens Wiklander 158*817466cbSJens Wiklander if( i < nblimbs ) 159*817466cbSJens Wiklander i = nblimbs; 160*817466cbSJens Wiklander 161*817466cbSJens Wiklander if( ( p = (mbedtls_mpi_uint*)mbedtls_calloc( i, ciL ) ) == NULL ) 162*817466cbSJens Wiklander return( MBEDTLS_ERR_MPI_ALLOC_FAILED ); 163*817466cbSJens Wiklander 164*817466cbSJens Wiklander if( X->p != NULL ) 165*817466cbSJens Wiklander { 166*817466cbSJens Wiklander memcpy( p, X->p, i * ciL ); 167*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_zeroize( X->p, X->n ); 168*817466cbSJens Wiklander mbedtls_free( X->p ); 169*817466cbSJens Wiklander } 170*817466cbSJens Wiklander 171*817466cbSJens Wiklander X->n = i; 172*817466cbSJens Wiklander X->p = p; 173*817466cbSJens Wiklander 174*817466cbSJens Wiklander return( 0 ); 175*817466cbSJens Wiklander } 176*817466cbSJens Wiklander 177*817466cbSJens Wiklander /* 178*817466cbSJens Wiklander * Copy the contents of Y into X 179*817466cbSJens Wiklander */ 180*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_copy( mbedtls_mpi *X, const mbedtls_mpi *Y ) 181*817466cbSJens Wiklander { 182*817466cbSJens Wiklander int ret; 183*817466cbSJens Wiklander size_t i; 184*817466cbSJens Wiklander 185*817466cbSJens Wiklander if( X == Y ) 186*817466cbSJens Wiklander return( 0 ); 187*817466cbSJens Wiklander 188*817466cbSJens Wiklander if( Y->p == NULL ) 189*817466cbSJens Wiklander { 190*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_free( X ); 191*817466cbSJens Wiklander return( 0 ); 192*817466cbSJens Wiklander } 193*817466cbSJens Wiklander 194*817466cbSJens Wiklander for( i = Y->n - 1; i > 0; i-- ) 195*817466cbSJens Wiklander if( Y->p[i] != 0 ) 196*817466cbSJens Wiklander break; 197*817466cbSJens Wiklander i++; 198*817466cbSJens Wiklander 199*817466cbSJens Wiklander X->s = Y->s; 200*817466cbSJens Wiklander 201*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_grow( X, i ) ); 202*817466cbSJens Wiklander 203*817466cbSJens Wiklander memset( X->p, 0, X->n * ciL ); 204*817466cbSJens Wiklander memcpy( X->p, Y->p, i * ciL ); 205*817466cbSJens Wiklander 206*817466cbSJens Wiklander cleanup: 207*817466cbSJens Wiklander 208*817466cbSJens Wiklander return( ret ); 209*817466cbSJens Wiklander } 210*817466cbSJens Wiklander 211*817466cbSJens Wiklander /* 212*817466cbSJens Wiklander * Swap the contents of X and Y 213*817466cbSJens Wiklander */ 214*817466cbSJens Wiklander void mbedtls_mpi_swap( mbedtls_mpi *X, mbedtls_mpi *Y ) 215*817466cbSJens Wiklander { 216*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi T; 217*817466cbSJens Wiklander 218*817466cbSJens Wiklander memcpy( &T, X, sizeof( mbedtls_mpi ) ); 219*817466cbSJens Wiklander memcpy( X, Y, sizeof( mbedtls_mpi ) ); 220*817466cbSJens Wiklander memcpy( Y, &T, sizeof( mbedtls_mpi ) ); 221*817466cbSJens Wiklander } 222*817466cbSJens Wiklander 223*817466cbSJens Wiklander /* 224*817466cbSJens Wiklander * Conditionally assign X = Y, without leaking information 225*817466cbSJens Wiklander * about whether the assignment was made or not. 226*817466cbSJens Wiklander * (Leaking information about the respective sizes of X and Y is ok however.) 227*817466cbSJens Wiklander */ 228*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_safe_cond_assign( mbedtls_mpi *X, const mbedtls_mpi *Y, unsigned char assign ) 229*817466cbSJens Wiklander { 230*817466cbSJens Wiklander int ret = 0; 231*817466cbSJens Wiklander size_t i; 232*817466cbSJens Wiklander 233*817466cbSJens Wiklander /* make sure assign is 0 or 1 in a time-constant manner */ 234*817466cbSJens Wiklander assign = (assign | (unsigned char)-assign) >> 7; 235*817466cbSJens Wiklander 236*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_grow( X, Y->n ) ); 237*817466cbSJens Wiklander 238*817466cbSJens Wiklander X->s = X->s * ( 1 - assign ) + Y->s * assign; 239*817466cbSJens Wiklander 240*817466cbSJens Wiklander for( i = 0; i < Y->n; i++ ) 241*817466cbSJens Wiklander X->p[i] = X->p[i] * ( 1 - assign ) + Y->p[i] * assign; 242*817466cbSJens Wiklander 243*817466cbSJens Wiklander for( ; i < X->n; i++ ) 244*817466cbSJens Wiklander X->p[i] *= ( 1 - assign ); 245*817466cbSJens Wiklander 246*817466cbSJens Wiklander cleanup: 247*817466cbSJens Wiklander return( ret ); 248*817466cbSJens Wiklander } 249*817466cbSJens Wiklander 250*817466cbSJens Wiklander /* 251*817466cbSJens Wiklander * Conditionally swap X and Y, without leaking information 252*817466cbSJens Wiklander * about whether the swap was made or not. 253*817466cbSJens Wiklander * Here it is not ok to simply swap the pointers, which whould lead to 254*817466cbSJens Wiklander * different memory access patterns when X and Y are used afterwards. 255*817466cbSJens Wiklander */ 256*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_safe_cond_swap( mbedtls_mpi *X, mbedtls_mpi *Y, unsigned char swap ) 257*817466cbSJens Wiklander { 258*817466cbSJens Wiklander int ret, s; 259*817466cbSJens Wiklander size_t i; 260*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_uint tmp; 261*817466cbSJens Wiklander 262*817466cbSJens Wiklander if( X == Y ) 263*817466cbSJens Wiklander return( 0 ); 264*817466cbSJens Wiklander 265*817466cbSJens Wiklander /* make sure swap is 0 or 1 in a time-constant manner */ 266*817466cbSJens Wiklander swap = (swap | (unsigned char)-swap) >> 7; 267*817466cbSJens Wiklander 268*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_grow( X, Y->n ) ); 269*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_grow( Y, X->n ) ); 270*817466cbSJens Wiklander 271*817466cbSJens Wiklander s = X->s; 272*817466cbSJens Wiklander X->s = X->s * ( 1 - swap ) + Y->s * swap; 273*817466cbSJens Wiklander Y->s = Y->s * ( 1 - swap ) + s * swap; 274*817466cbSJens Wiklander 275*817466cbSJens Wiklander 276*817466cbSJens Wiklander for( i = 0; i < X->n; i++ ) 277*817466cbSJens Wiklander { 278*817466cbSJens Wiklander tmp = X->p[i]; 279*817466cbSJens Wiklander X->p[i] = X->p[i] * ( 1 - swap ) + Y->p[i] * swap; 280*817466cbSJens Wiklander Y->p[i] = Y->p[i] * ( 1 - swap ) + tmp * swap; 281*817466cbSJens Wiklander } 282*817466cbSJens Wiklander 283*817466cbSJens Wiklander cleanup: 284*817466cbSJens Wiklander return( ret ); 285*817466cbSJens Wiklander } 286*817466cbSJens Wiklander 287*817466cbSJens Wiklander /* 288*817466cbSJens Wiklander * Set value from integer 289*817466cbSJens Wiklander */ 290*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_lset( mbedtls_mpi *X, mbedtls_mpi_sint z ) 291*817466cbSJens Wiklander { 292*817466cbSJens Wiklander int ret; 293*817466cbSJens Wiklander 294*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_grow( X, 1 ) ); 295*817466cbSJens Wiklander memset( X->p, 0, X->n * ciL ); 296*817466cbSJens Wiklander 297*817466cbSJens Wiklander X->p[0] = ( z < 0 ) ? -z : z; 298*817466cbSJens Wiklander X->s = ( z < 0 ) ? -1 : 1; 299*817466cbSJens Wiklander 300*817466cbSJens Wiklander cleanup: 301*817466cbSJens Wiklander 302*817466cbSJens Wiklander return( ret ); 303*817466cbSJens Wiklander } 304*817466cbSJens Wiklander 305*817466cbSJens Wiklander /* 306*817466cbSJens Wiklander * Get a specific bit 307*817466cbSJens Wiklander */ 308*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_get_bit( const mbedtls_mpi *X, size_t pos ) 309*817466cbSJens Wiklander { 310*817466cbSJens Wiklander if( X->n * biL <= pos ) 311*817466cbSJens Wiklander return( 0 ); 312*817466cbSJens Wiklander 313*817466cbSJens Wiklander return( ( X->p[pos / biL] >> ( pos % biL ) ) & 0x01 ); 314*817466cbSJens Wiklander } 315*817466cbSJens Wiklander 316*817466cbSJens Wiklander /* 317*817466cbSJens Wiklander * Set a bit to a specific value of 0 or 1 318*817466cbSJens Wiklander */ 319*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_set_bit( mbedtls_mpi *X, size_t pos, unsigned char val ) 320*817466cbSJens Wiklander { 321*817466cbSJens Wiklander int ret = 0; 322*817466cbSJens Wiklander size_t off = pos / biL; 323*817466cbSJens Wiklander size_t idx = pos % biL; 324*817466cbSJens Wiklander 325*817466cbSJens Wiklander if( val != 0 && val != 1 ) 326*817466cbSJens Wiklander return( MBEDTLS_ERR_MPI_BAD_INPUT_DATA ); 327*817466cbSJens Wiklander 328*817466cbSJens Wiklander if( X->n * biL <= pos ) 329*817466cbSJens Wiklander { 330*817466cbSJens Wiklander if( val == 0 ) 331*817466cbSJens Wiklander return( 0 ); 332*817466cbSJens Wiklander 333*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_grow( X, off + 1 ) ); 334*817466cbSJens Wiklander } 335*817466cbSJens Wiklander 336*817466cbSJens Wiklander X->p[off] &= ~( (mbedtls_mpi_uint) 0x01 << idx ); 337*817466cbSJens Wiklander X->p[off] |= (mbedtls_mpi_uint) val << idx; 338*817466cbSJens Wiklander 339*817466cbSJens Wiklander cleanup: 340*817466cbSJens Wiklander 341*817466cbSJens Wiklander return( ret ); 342*817466cbSJens Wiklander } 343*817466cbSJens Wiklander 344*817466cbSJens Wiklander /* 345*817466cbSJens Wiklander * Return the number of less significant zero-bits 346*817466cbSJens Wiklander */ 347*817466cbSJens Wiklander size_t mbedtls_mpi_lsb( const mbedtls_mpi *X ) 348*817466cbSJens Wiklander { 349*817466cbSJens Wiklander size_t i, j, count = 0; 350*817466cbSJens Wiklander 351*817466cbSJens Wiklander for( i = 0; i < X->n; i++ ) 352*817466cbSJens Wiklander for( j = 0; j < biL; j++, count++ ) 353*817466cbSJens Wiklander if( ( ( X->p[i] >> j ) & 1 ) != 0 ) 354*817466cbSJens Wiklander return( count ); 355*817466cbSJens Wiklander 356*817466cbSJens Wiklander return( 0 ); 357*817466cbSJens Wiklander } 358*817466cbSJens Wiklander 359*817466cbSJens Wiklander /* 360*817466cbSJens Wiklander * Count leading zero bits in a given integer 361*817466cbSJens Wiklander */ 362*817466cbSJens Wiklander static size_t mbedtls_clz( const mbedtls_mpi_uint x ) 363*817466cbSJens Wiklander { 364*817466cbSJens Wiklander size_t j; 365*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_uint mask = (mbedtls_mpi_uint) 1 << (biL - 1); 366*817466cbSJens Wiklander 367*817466cbSJens Wiklander for( j = 0; j < biL; j++ ) 368*817466cbSJens Wiklander { 369*817466cbSJens Wiklander if( x & mask ) break; 370*817466cbSJens Wiklander 371*817466cbSJens Wiklander mask >>= 1; 372*817466cbSJens Wiklander } 373*817466cbSJens Wiklander 374*817466cbSJens Wiklander return j; 375*817466cbSJens Wiklander } 376*817466cbSJens Wiklander 377*817466cbSJens Wiklander /* 378*817466cbSJens Wiklander * Return the number of bits 379*817466cbSJens Wiklander */ 380*817466cbSJens Wiklander size_t mbedtls_mpi_bitlen( const mbedtls_mpi *X ) 381*817466cbSJens Wiklander { 382*817466cbSJens Wiklander size_t i, j; 383*817466cbSJens Wiklander 384*817466cbSJens Wiklander if( X->n == 0 ) 385*817466cbSJens Wiklander return( 0 ); 386*817466cbSJens Wiklander 387*817466cbSJens Wiklander for( i = X->n - 1; i > 0; i-- ) 388*817466cbSJens Wiklander if( X->p[i] != 0 ) 389*817466cbSJens Wiklander break; 390*817466cbSJens Wiklander 391*817466cbSJens Wiklander j = biL - mbedtls_clz( X->p[i] ); 392*817466cbSJens Wiklander 393*817466cbSJens Wiklander return( ( i * biL ) + j ); 394*817466cbSJens Wiklander } 395*817466cbSJens Wiklander 396*817466cbSJens Wiklander /* 397*817466cbSJens Wiklander * Return the total size in bytes 398*817466cbSJens Wiklander */ 399*817466cbSJens Wiklander size_t mbedtls_mpi_size( const mbedtls_mpi *X ) 400*817466cbSJens Wiklander { 401*817466cbSJens Wiklander return( ( mbedtls_mpi_bitlen( X ) + 7 ) >> 3 ); 402*817466cbSJens Wiklander } 403*817466cbSJens Wiklander 404*817466cbSJens Wiklander /* 405*817466cbSJens Wiklander * Convert an ASCII character to digit value 406*817466cbSJens Wiklander */ 407*817466cbSJens Wiklander static int mpi_get_digit( mbedtls_mpi_uint *d, int radix, char c ) 408*817466cbSJens Wiklander { 409*817466cbSJens Wiklander *d = 255; 410*817466cbSJens Wiklander 411*817466cbSJens Wiklander if( c >= 0x30 && c <= 0x39 ) *d = c - 0x30; 412*817466cbSJens Wiklander if( c >= 0x41 && c <= 0x46 ) *d = c - 0x37; 413*817466cbSJens Wiklander if( c >= 0x61 && c <= 0x66 ) *d = c - 0x57; 414*817466cbSJens Wiklander 415*817466cbSJens Wiklander if( *d >= (mbedtls_mpi_uint) radix ) 416*817466cbSJens Wiklander return( MBEDTLS_ERR_MPI_INVALID_CHARACTER ); 417*817466cbSJens Wiklander 418*817466cbSJens Wiklander return( 0 ); 419*817466cbSJens Wiklander } 420*817466cbSJens Wiklander 421*817466cbSJens Wiklander /* 422*817466cbSJens Wiklander * Import from an ASCII string 423*817466cbSJens Wiklander */ 424*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_read_string( mbedtls_mpi *X, int radix, const char *s ) 425*817466cbSJens Wiklander { 426*817466cbSJens Wiklander int ret; 427*817466cbSJens Wiklander size_t i, j, slen, n; 428*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_uint d; 429*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi T; 430*817466cbSJens Wiklander 431*817466cbSJens Wiklander if( radix < 2 || radix > 16 ) 432*817466cbSJens Wiklander return( MBEDTLS_ERR_MPI_BAD_INPUT_DATA ); 433*817466cbSJens Wiklander 434*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_init( &T ); 435*817466cbSJens Wiklander 436*817466cbSJens Wiklander slen = strlen( s ); 437*817466cbSJens Wiklander 438*817466cbSJens Wiklander if( radix == 16 ) 439*817466cbSJens Wiklander { 440*817466cbSJens Wiklander if( slen > MPI_SIZE_T_MAX >> 2 ) 441*817466cbSJens Wiklander return( MBEDTLS_ERR_MPI_BAD_INPUT_DATA ); 442*817466cbSJens Wiklander 443*817466cbSJens Wiklander n = BITS_TO_LIMBS( slen << 2 ); 444*817466cbSJens Wiklander 445*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_grow( X, n ) ); 446*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_lset( X, 0 ) ); 447*817466cbSJens Wiklander 448*817466cbSJens Wiklander for( i = slen, j = 0; i > 0; i--, j++ ) 449*817466cbSJens Wiklander { 450*817466cbSJens Wiklander if( i == 1 && s[i - 1] == '-' ) 451*817466cbSJens Wiklander { 452*817466cbSJens Wiklander X->s = -1; 453*817466cbSJens Wiklander break; 454*817466cbSJens Wiklander } 455*817466cbSJens Wiklander 456*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mpi_get_digit( &d, radix, s[i - 1] ) ); 457*817466cbSJens Wiklander X->p[j / ( 2 * ciL )] |= d << ( ( j % ( 2 * ciL ) ) << 2 ); 458*817466cbSJens Wiklander } 459*817466cbSJens Wiklander } 460*817466cbSJens Wiklander else 461*817466cbSJens Wiklander { 462*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_lset( X, 0 ) ); 463*817466cbSJens Wiklander 464*817466cbSJens Wiklander for( i = 0; i < slen; i++ ) 465*817466cbSJens Wiklander { 466*817466cbSJens Wiklander if( i == 0 && s[i] == '-' ) 467*817466cbSJens Wiklander { 468*817466cbSJens Wiklander X->s = -1; 469*817466cbSJens Wiklander continue; 470*817466cbSJens Wiklander } 471*817466cbSJens Wiklander 472*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mpi_get_digit( &d, radix, s[i] ) ); 473*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_mul_int( &T, X, radix ) ); 474*817466cbSJens Wiklander 475*817466cbSJens Wiklander if( X->s == 1 ) 476*817466cbSJens Wiklander { 477*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_add_int( X, &T, d ) ); 478*817466cbSJens Wiklander } 479*817466cbSJens Wiklander else 480*817466cbSJens Wiklander { 481*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_sub_int( X, &T, d ) ); 482*817466cbSJens Wiklander } 483*817466cbSJens Wiklander } 484*817466cbSJens Wiklander } 485*817466cbSJens Wiklander 486*817466cbSJens Wiklander cleanup: 487*817466cbSJens Wiklander 488*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_free( &T ); 489*817466cbSJens Wiklander 490*817466cbSJens Wiklander return( ret ); 491*817466cbSJens Wiklander } 492*817466cbSJens Wiklander 493*817466cbSJens Wiklander /* 494*817466cbSJens Wiklander * Helper to write the digits high-order first 495*817466cbSJens Wiklander */ 496*817466cbSJens Wiklander static int mpi_write_hlp( mbedtls_mpi *X, int radix, char **p ) 497*817466cbSJens Wiklander { 498*817466cbSJens Wiklander int ret; 499*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_uint r; 500*817466cbSJens Wiklander 501*817466cbSJens Wiklander if( radix < 2 || radix > 16 ) 502*817466cbSJens Wiklander return( MBEDTLS_ERR_MPI_BAD_INPUT_DATA ); 503*817466cbSJens Wiklander 504*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_mod_int( &r, X, radix ) ); 505*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_div_int( X, NULL, X, radix ) ); 506*817466cbSJens Wiklander 507*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_int( X, 0 ) != 0 ) 508*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mpi_write_hlp( X, radix, p ) ); 509*817466cbSJens Wiklander 510*817466cbSJens Wiklander if( r < 10 ) 511*817466cbSJens Wiklander *(*p)++ = (char)( r + 0x30 ); 512*817466cbSJens Wiklander else 513*817466cbSJens Wiklander *(*p)++ = (char)( r + 0x37 ); 514*817466cbSJens Wiklander 515*817466cbSJens Wiklander cleanup: 516*817466cbSJens Wiklander 517*817466cbSJens Wiklander return( ret ); 518*817466cbSJens Wiklander } 519*817466cbSJens Wiklander 520*817466cbSJens Wiklander /* 521*817466cbSJens Wiklander * Export into an ASCII string 522*817466cbSJens Wiklander */ 523*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_write_string( const mbedtls_mpi *X, int radix, 524*817466cbSJens Wiklander char *buf, size_t buflen, size_t *olen ) 525*817466cbSJens Wiklander { 526*817466cbSJens Wiklander int ret = 0; 527*817466cbSJens Wiklander size_t n; 528*817466cbSJens Wiklander char *p; 529*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi T; 530*817466cbSJens Wiklander 531*817466cbSJens Wiklander if( radix < 2 || radix > 16 ) 532*817466cbSJens Wiklander return( MBEDTLS_ERR_MPI_BAD_INPUT_DATA ); 533*817466cbSJens Wiklander 534*817466cbSJens Wiklander n = mbedtls_mpi_bitlen( X ); 535*817466cbSJens Wiklander if( radix >= 4 ) n >>= 1; 536*817466cbSJens Wiklander if( radix >= 16 ) n >>= 1; 537*817466cbSJens Wiklander /* 538*817466cbSJens Wiklander * Round up the buffer length to an even value to ensure that there is 539*817466cbSJens Wiklander * enough room for hexadecimal values that can be represented in an odd 540*817466cbSJens Wiklander * number of digits. 541*817466cbSJens Wiklander */ 542*817466cbSJens Wiklander n += 3 + ( ( n + 1 ) & 1 ); 543*817466cbSJens Wiklander 544*817466cbSJens Wiklander if( buflen < n ) 545*817466cbSJens Wiklander { 546*817466cbSJens Wiklander *olen = n; 547*817466cbSJens Wiklander return( MBEDTLS_ERR_MPI_BUFFER_TOO_SMALL ); 548*817466cbSJens Wiklander } 549*817466cbSJens Wiklander 550*817466cbSJens Wiklander p = buf; 551*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_init( &T ); 552*817466cbSJens Wiklander 553*817466cbSJens Wiklander if( X->s == -1 ) 554*817466cbSJens Wiklander *p++ = '-'; 555*817466cbSJens Wiklander 556*817466cbSJens Wiklander if( radix == 16 ) 557*817466cbSJens Wiklander { 558*817466cbSJens Wiklander int c; 559*817466cbSJens Wiklander size_t i, j, k; 560*817466cbSJens Wiklander 561*817466cbSJens Wiklander for( i = X->n, k = 0; i > 0; i-- ) 562*817466cbSJens Wiklander { 563*817466cbSJens Wiklander for( j = ciL; j > 0; j-- ) 564*817466cbSJens Wiklander { 565*817466cbSJens Wiklander c = ( X->p[i - 1] >> ( ( j - 1 ) << 3) ) & 0xFF; 566*817466cbSJens Wiklander 567*817466cbSJens Wiklander if( c == 0 && k == 0 && ( i + j ) != 2 ) 568*817466cbSJens Wiklander continue; 569*817466cbSJens Wiklander 570*817466cbSJens Wiklander *(p++) = "0123456789ABCDEF" [c / 16]; 571*817466cbSJens Wiklander *(p++) = "0123456789ABCDEF" [c % 16]; 572*817466cbSJens Wiklander k = 1; 573*817466cbSJens Wiklander } 574*817466cbSJens Wiklander } 575*817466cbSJens Wiklander } 576*817466cbSJens Wiklander else 577*817466cbSJens Wiklander { 578*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_copy( &T, X ) ); 579*817466cbSJens Wiklander 580*817466cbSJens Wiklander if( T.s == -1 ) 581*817466cbSJens Wiklander T.s = 1; 582*817466cbSJens Wiklander 583*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mpi_write_hlp( &T, radix, &p ) ); 584*817466cbSJens Wiklander } 585*817466cbSJens Wiklander 586*817466cbSJens Wiklander *p++ = '\0'; 587*817466cbSJens Wiklander *olen = p - buf; 588*817466cbSJens Wiklander 589*817466cbSJens Wiklander cleanup: 590*817466cbSJens Wiklander 591*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_free( &T ); 592*817466cbSJens Wiklander 593*817466cbSJens Wiklander return( ret ); 594*817466cbSJens Wiklander } 595*817466cbSJens Wiklander 596*817466cbSJens Wiklander #if defined(MBEDTLS_FS_IO) 597*817466cbSJens Wiklander /* 598*817466cbSJens Wiklander * Read X from an opened file 599*817466cbSJens Wiklander */ 600*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_read_file( mbedtls_mpi *X, int radix, FILE *fin ) 601*817466cbSJens Wiklander { 602*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_uint d; 603*817466cbSJens Wiklander size_t slen; 604*817466cbSJens Wiklander char *p; 605*817466cbSJens Wiklander /* 606*817466cbSJens Wiklander * Buffer should have space for (short) label and decimal formatted MPI, 607*817466cbSJens Wiklander * newline characters and '\0' 608*817466cbSJens Wiklander */ 609*817466cbSJens Wiklander char s[ MBEDTLS_MPI_RW_BUFFER_SIZE ]; 610*817466cbSJens Wiklander 611*817466cbSJens Wiklander memset( s, 0, sizeof( s ) ); 612*817466cbSJens Wiklander if( fgets( s, sizeof( s ) - 1, fin ) == NULL ) 613*817466cbSJens Wiklander return( MBEDTLS_ERR_MPI_FILE_IO_ERROR ); 614*817466cbSJens Wiklander 615*817466cbSJens Wiklander slen = strlen( s ); 616*817466cbSJens Wiklander if( slen == sizeof( s ) - 2 ) 617*817466cbSJens Wiklander return( MBEDTLS_ERR_MPI_BUFFER_TOO_SMALL ); 618*817466cbSJens Wiklander 619*817466cbSJens Wiklander if( slen > 0 && s[slen - 1] == '\n' ) { slen--; s[slen] = '\0'; } 620*817466cbSJens Wiklander if( slen > 0 && s[slen - 1] == '\r' ) { slen--; s[slen] = '\0'; } 621*817466cbSJens Wiklander 622*817466cbSJens Wiklander p = s + slen; 623*817466cbSJens Wiklander while( p-- > s ) 624*817466cbSJens Wiklander if( mpi_get_digit( &d, radix, *p ) != 0 ) 625*817466cbSJens Wiklander break; 626*817466cbSJens Wiklander 627*817466cbSJens Wiklander return( mbedtls_mpi_read_string( X, radix, p + 1 ) ); 628*817466cbSJens Wiklander } 629*817466cbSJens Wiklander 630*817466cbSJens Wiklander /* 631*817466cbSJens Wiklander * Write X into an opened file (or stdout if fout == NULL) 632*817466cbSJens Wiklander */ 633*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_write_file( const char *p, const mbedtls_mpi *X, int radix, FILE *fout ) 634*817466cbSJens Wiklander { 635*817466cbSJens Wiklander int ret; 636*817466cbSJens Wiklander size_t n, slen, plen; 637*817466cbSJens Wiklander /* 638*817466cbSJens Wiklander * Buffer should have space for (short) label and decimal formatted MPI, 639*817466cbSJens Wiklander * newline characters and '\0' 640*817466cbSJens Wiklander */ 641*817466cbSJens Wiklander char s[ MBEDTLS_MPI_RW_BUFFER_SIZE ]; 642*817466cbSJens Wiklander 643*817466cbSJens Wiklander memset( s, 0, sizeof( s ) ); 644*817466cbSJens Wiklander 645*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_write_string( X, radix, s, sizeof( s ) - 2, &n ) ); 646*817466cbSJens Wiklander 647*817466cbSJens Wiklander if( p == NULL ) p = ""; 648*817466cbSJens Wiklander 649*817466cbSJens Wiklander plen = strlen( p ); 650*817466cbSJens Wiklander slen = strlen( s ); 651*817466cbSJens Wiklander s[slen++] = '\r'; 652*817466cbSJens Wiklander s[slen++] = '\n'; 653*817466cbSJens Wiklander 654*817466cbSJens Wiklander if( fout != NULL ) 655*817466cbSJens Wiklander { 656*817466cbSJens Wiklander if( fwrite( p, 1, plen, fout ) != plen || 657*817466cbSJens Wiklander fwrite( s, 1, slen, fout ) != slen ) 658*817466cbSJens Wiklander return( MBEDTLS_ERR_MPI_FILE_IO_ERROR ); 659*817466cbSJens Wiklander } 660*817466cbSJens Wiklander else 661*817466cbSJens Wiklander mbedtls_printf( "%s%s", p, s ); 662*817466cbSJens Wiklander 663*817466cbSJens Wiklander cleanup: 664*817466cbSJens Wiklander 665*817466cbSJens Wiklander return( ret ); 666*817466cbSJens Wiklander } 667*817466cbSJens Wiklander #endif /* MBEDTLS_FS_IO */ 668*817466cbSJens Wiklander 669*817466cbSJens Wiklander /* 670*817466cbSJens Wiklander * Import X from unsigned binary data, big endian 671*817466cbSJens Wiklander */ 672*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_read_binary( mbedtls_mpi *X, const unsigned char *buf, size_t buflen ) 673*817466cbSJens Wiklander { 674*817466cbSJens Wiklander int ret; 675*817466cbSJens Wiklander size_t i, j, n; 676*817466cbSJens Wiklander 677*817466cbSJens Wiklander for( n = 0; n < buflen; n++ ) 678*817466cbSJens Wiklander if( buf[n] != 0 ) 679*817466cbSJens Wiklander break; 680*817466cbSJens Wiklander 681*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_grow( X, CHARS_TO_LIMBS( buflen - n ) ) ); 682*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_lset( X, 0 ) ); 683*817466cbSJens Wiklander 684*817466cbSJens Wiklander for( i = buflen, j = 0; i > n; i--, j++ ) 685*817466cbSJens Wiklander X->p[j / ciL] |= ((mbedtls_mpi_uint) buf[i - 1]) << ((j % ciL) << 3); 686*817466cbSJens Wiklander 687*817466cbSJens Wiklander cleanup: 688*817466cbSJens Wiklander 689*817466cbSJens Wiklander return( ret ); 690*817466cbSJens Wiklander } 691*817466cbSJens Wiklander 692*817466cbSJens Wiklander /* 693*817466cbSJens Wiklander * Export X into unsigned binary data, big endian 694*817466cbSJens Wiklander */ 695*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_write_binary( const mbedtls_mpi *X, unsigned char *buf, size_t buflen ) 696*817466cbSJens Wiklander { 697*817466cbSJens Wiklander size_t i, j, n; 698*817466cbSJens Wiklander 699*817466cbSJens Wiklander n = mbedtls_mpi_size( X ); 700*817466cbSJens Wiklander 701*817466cbSJens Wiklander if( buflen < n ) 702*817466cbSJens Wiklander return( MBEDTLS_ERR_MPI_BUFFER_TOO_SMALL ); 703*817466cbSJens Wiklander 704*817466cbSJens Wiklander memset( buf, 0, buflen ); 705*817466cbSJens Wiklander 706*817466cbSJens Wiklander for( i = buflen - 1, j = 0; n > 0; i--, j++, n-- ) 707*817466cbSJens Wiklander buf[i] = (unsigned char)( X->p[j / ciL] >> ((j % ciL) << 3) ); 708*817466cbSJens Wiklander 709*817466cbSJens Wiklander return( 0 ); 710*817466cbSJens Wiklander } 711*817466cbSJens Wiklander 712*817466cbSJens Wiklander /* 713*817466cbSJens Wiklander * Left-shift: X <<= count 714*817466cbSJens Wiklander */ 715*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_shift_l( mbedtls_mpi *X, size_t count ) 716*817466cbSJens Wiklander { 717*817466cbSJens Wiklander int ret; 718*817466cbSJens Wiklander size_t i, v0, t1; 719*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_uint r0 = 0, r1; 720*817466cbSJens Wiklander 721*817466cbSJens Wiklander v0 = count / (biL ); 722*817466cbSJens Wiklander t1 = count & (biL - 1); 723*817466cbSJens Wiklander 724*817466cbSJens Wiklander i = mbedtls_mpi_bitlen( X ) + count; 725*817466cbSJens Wiklander 726*817466cbSJens Wiklander if( X->n * biL < i ) 727*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_grow( X, BITS_TO_LIMBS( i ) ) ); 728*817466cbSJens Wiklander 729*817466cbSJens Wiklander ret = 0; 730*817466cbSJens Wiklander 731*817466cbSJens Wiklander /* 732*817466cbSJens Wiklander * shift by count / limb_size 733*817466cbSJens Wiklander */ 734*817466cbSJens Wiklander if( v0 > 0 ) 735*817466cbSJens Wiklander { 736*817466cbSJens Wiklander for( i = X->n; i > v0; i-- ) 737*817466cbSJens Wiklander X->p[i - 1] = X->p[i - v0 - 1]; 738*817466cbSJens Wiklander 739*817466cbSJens Wiklander for( ; i > 0; i-- ) 740*817466cbSJens Wiklander X->p[i - 1] = 0; 741*817466cbSJens Wiklander } 742*817466cbSJens Wiklander 743*817466cbSJens Wiklander /* 744*817466cbSJens Wiklander * shift by count % limb_size 745*817466cbSJens Wiklander */ 746*817466cbSJens Wiklander if( t1 > 0 ) 747*817466cbSJens Wiklander { 748*817466cbSJens Wiklander for( i = v0; i < X->n; i++ ) 749*817466cbSJens Wiklander { 750*817466cbSJens Wiklander r1 = X->p[i] >> (biL - t1); 751*817466cbSJens Wiklander X->p[i] <<= t1; 752*817466cbSJens Wiklander X->p[i] |= r0; 753*817466cbSJens Wiklander r0 = r1; 754*817466cbSJens Wiklander } 755*817466cbSJens Wiklander } 756*817466cbSJens Wiklander 757*817466cbSJens Wiklander cleanup: 758*817466cbSJens Wiklander 759*817466cbSJens Wiklander return( ret ); 760*817466cbSJens Wiklander } 761*817466cbSJens Wiklander 762*817466cbSJens Wiklander /* 763*817466cbSJens Wiklander * Right-shift: X >>= count 764*817466cbSJens Wiklander */ 765*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_shift_r( mbedtls_mpi *X, size_t count ) 766*817466cbSJens Wiklander { 767*817466cbSJens Wiklander size_t i, v0, v1; 768*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_uint r0 = 0, r1; 769*817466cbSJens Wiklander 770*817466cbSJens Wiklander v0 = count / biL; 771*817466cbSJens Wiklander v1 = count & (biL - 1); 772*817466cbSJens Wiklander 773*817466cbSJens Wiklander if( v0 > X->n || ( v0 == X->n && v1 > 0 ) ) 774*817466cbSJens Wiklander return mbedtls_mpi_lset( X, 0 ); 775*817466cbSJens Wiklander 776*817466cbSJens Wiklander /* 777*817466cbSJens Wiklander * shift by count / limb_size 778*817466cbSJens Wiklander */ 779*817466cbSJens Wiklander if( v0 > 0 ) 780*817466cbSJens Wiklander { 781*817466cbSJens Wiklander for( i = 0; i < X->n - v0; i++ ) 782*817466cbSJens Wiklander X->p[i] = X->p[i + v0]; 783*817466cbSJens Wiklander 784*817466cbSJens Wiklander for( ; i < X->n; i++ ) 785*817466cbSJens Wiklander X->p[i] = 0; 786*817466cbSJens Wiklander } 787*817466cbSJens Wiklander 788*817466cbSJens Wiklander /* 789*817466cbSJens Wiklander * shift by count % limb_size 790*817466cbSJens Wiklander */ 791*817466cbSJens Wiklander if( v1 > 0 ) 792*817466cbSJens Wiklander { 793*817466cbSJens Wiklander for( i = X->n; i > 0; i-- ) 794*817466cbSJens Wiklander { 795*817466cbSJens Wiklander r1 = X->p[i - 1] << (biL - v1); 796*817466cbSJens Wiklander X->p[i - 1] >>= v1; 797*817466cbSJens Wiklander X->p[i - 1] |= r0; 798*817466cbSJens Wiklander r0 = r1; 799*817466cbSJens Wiklander } 800*817466cbSJens Wiklander } 801*817466cbSJens Wiklander 802*817466cbSJens Wiklander return( 0 ); 803*817466cbSJens Wiklander } 804*817466cbSJens Wiklander 805*817466cbSJens Wiklander /* 806*817466cbSJens Wiklander * Compare unsigned values 807*817466cbSJens Wiklander */ 808*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_cmp_abs( const mbedtls_mpi *X, const mbedtls_mpi *Y ) 809*817466cbSJens Wiklander { 810*817466cbSJens Wiklander size_t i, j; 811*817466cbSJens Wiklander 812*817466cbSJens Wiklander for( i = X->n; i > 0; i-- ) 813*817466cbSJens Wiklander if( X->p[i - 1] != 0 ) 814*817466cbSJens Wiklander break; 815*817466cbSJens Wiklander 816*817466cbSJens Wiklander for( j = Y->n; j > 0; j-- ) 817*817466cbSJens Wiklander if( Y->p[j - 1] != 0 ) 818*817466cbSJens Wiklander break; 819*817466cbSJens Wiklander 820*817466cbSJens Wiklander if( i == 0 && j == 0 ) 821*817466cbSJens Wiklander return( 0 ); 822*817466cbSJens Wiklander 823*817466cbSJens Wiklander if( i > j ) return( 1 ); 824*817466cbSJens Wiklander if( j > i ) return( -1 ); 825*817466cbSJens Wiklander 826*817466cbSJens Wiklander for( ; i > 0; i-- ) 827*817466cbSJens Wiklander { 828*817466cbSJens Wiklander if( X->p[i - 1] > Y->p[i - 1] ) return( 1 ); 829*817466cbSJens Wiklander if( X->p[i - 1] < Y->p[i - 1] ) return( -1 ); 830*817466cbSJens Wiklander } 831*817466cbSJens Wiklander 832*817466cbSJens Wiklander return( 0 ); 833*817466cbSJens Wiklander } 834*817466cbSJens Wiklander 835*817466cbSJens Wiklander /* 836*817466cbSJens Wiklander * Compare signed values 837*817466cbSJens Wiklander */ 838*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_cmp_mpi( const mbedtls_mpi *X, const mbedtls_mpi *Y ) 839*817466cbSJens Wiklander { 840*817466cbSJens Wiklander size_t i, j; 841*817466cbSJens Wiklander 842*817466cbSJens Wiklander for( i = X->n; i > 0; i-- ) 843*817466cbSJens Wiklander if( X->p[i - 1] != 0 ) 844*817466cbSJens Wiklander break; 845*817466cbSJens Wiklander 846*817466cbSJens Wiklander for( j = Y->n; j > 0; j-- ) 847*817466cbSJens Wiklander if( Y->p[j - 1] != 0 ) 848*817466cbSJens Wiklander break; 849*817466cbSJens Wiklander 850*817466cbSJens Wiklander if( i == 0 && j == 0 ) 851*817466cbSJens Wiklander return( 0 ); 852*817466cbSJens Wiklander 853*817466cbSJens Wiklander if( i > j ) return( X->s ); 854*817466cbSJens Wiklander if( j > i ) return( -Y->s ); 855*817466cbSJens Wiklander 856*817466cbSJens Wiklander if( X->s > 0 && Y->s < 0 ) return( 1 ); 857*817466cbSJens Wiklander if( Y->s > 0 && X->s < 0 ) return( -1 ); 858*817466cbSJens Wiklander 859*817466cbSJens Wiklander for( ; i > 0; i-- ) 860*817466cbSJens Wiklander { 861*817466cbSJens Wiklander if( X->p[i - 1] > Y->p[i - 1] ) return( X->s ); 862*817466cbSJens Wiklander if( X->p[i - 1] < Y->p[i - 1] ) return( -X->s ); 863*817466cbSJens Wiklander } 864*817466cbSJens Wiklander 865*817466cbSJens Wiklander return( 0 ); 866*817466cbSJens Wiklander } 867*817466cbSJens Wiklander 868*817466cbSJens Wiklander /* 869*817466cbSJens Wiklander * Compare signed values 870*817466cbSJens Wiklander */ 871*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_cmp_int( const mbedtls_mpi *X, mbedtls_mpi_sint z ) 872*817466cbSJens Wiklander { 873*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi Y; 874*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_uint p[1]; 875*817466cbSJens Wiklander 876*817466cbSJens Wiklander *p = ( z < 0 ) ? -z : z; 877*817466cbSJens Wiklander Y.s = ( z < 0 ) ? -1 : 1; 878*817466cbSJens Wiklander Y.n = 1; 879*817466cbSJens Wiklander Y.p = p; 880*817466cbSJens Wiklander 881*817466cbSJens Wiklander return( mbedtls_mpi_cmp_mpi( X, &Y ) ); 882*817466cbSJens Wiklander } 883*817466cbSJens Wiklander 884*817466cbSJens Wiklander /* 885*817466cbSJens Wiklander * Unsigned addition: X = |A| + |B| (HAC 14.7) 886*817466cbSJens Wiklander */ 887*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_add_abs( mbedtls_mpi *X, const mbedtls_mpi *A, const mbedtls_mpi *B ) 888*817466cbSJens Wiklander { 889*817466cbSJens Wiklander int ret; 890*817466cbSJens Wiklander size_t i, j; 891*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_uint *o, *p, c, tmp; 892*817466cbSJens Wiklander 893*817466cbSJens Wiklander if( X == B ) 894*817466cbSJens Wiklander { 895*817466cbSJens Wiklander const mbedtls_mpi *T = A; A = X; B = T; 896*817466cbSJens Wiklander } 897*817466cbSJens Wiklander 898*817466cbSJens Wiklander if( X != A ) 899*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_copy( X, A ) ); 900*817466cbSJens Wiklander 901*817466cbSJens Wiklander /* 902*817466cbSJens Wiklander * X should always be positive as a result of unsigned additions. 903*817466cbSJens Wiklander */ 904*817466cbSJens Wiklander X->s = 1; 905*817466cbSJens Wiklander 906*817466cbSJens Wiklander for( j = B->n; j > 0; j-- ) 907*817466cbSJens Wiklander if( B->p[j - 1] != 0 ) 908*817466cbSJens Wiklander break; 909*817466cbSJens Wiklander 910*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_grow( X, j ) ); 911*817466cbSJens Wiklander 912*817466cbSJens Wiklander o = B->p; p = X->p; c = 0; 913*817466cbSJens Wiklander 914*817466cbSJens Wiklander /* 915*817466cbSJens Wiklander * tmp is used because it might happen that p == o 916*817466cbSJens Wiklander */ 917*817466cbSJens Wiklander for( i = 0; i < j; i++, o++, p++ ) 918*817466cbSJens Wiklander { 919*817466cbSJens Wiklander tmp= *o; 920*817466cbSJens Wiklander *p += c; c = ( *p < c ); 921*817466cbSJens Wiklander *p += tmp; c += ( *p < tmp ); 922*817466cbSJens Wiklander } 923*817466cbSJens Wiklander 924*817466cbSJens Wiklander while( c != 0 ) 925*817466cbSJens Wiklander { 926*817466cbSJens Wiklander if( i >= X->n ) 927*817466cbSJens Wiklander { 928*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_grow( X, i + 1 ) ); 929*817466cbSJens Wiklander p = X->p + i; 930*817466cbSJens Wiklander } 931*817466cbSJens Wiklander 932*817466cbSJens Wiklander *p += c; c = ( *p < c ); i++; p++; 933*817466cbSJens Wiklander } 934*817466cbSJens Wiklander 935*817466cbSJens Wiklander cleanup: 936*817466cbSJens Wiklander 937*817466cbSJens Wiklander return( ret ); 938*817466cbSJens Wiklander } 939*817466cbSJens Wiklander 940*817466cbSJens Wiklander /* 941*817466cbSJens Wiklander * Helper for mbedtls_mpi subtraction 942*817466cbSJens Wiklander */ 943*817466cbSJens Wiklander static void mpi_sub_hlp( size_t n, mbedtls_mpi_uint *s, mbedtls_mpi_uint *d ) 944*817466cbSJens Wiklander { 945*817466cbSJens Wiklander size_t i; 946*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_uint c, z; 947*817466cbSJens Wiklander 948*817466cbSJens Wiklander for( i = c = 0; i < n; i++, s++, d++ ) 949*817466cbSJens Wiklander { 950*817466cbSJens Wiklander z = ( *d < c ); *d -= c; 951*817466cbSJens Wiklander c = ( *d < *s ) + z; *d -= *s; 952*817466cbSJens Wiklander } 953*817466cbSJens Wiklander 954*817466cbSJens Wiklander while( c != 0 ) 955*817466cbSJens Wiklander { 956*817466cbSJens Wiklander z = ( *d < c ); *d -= c; 957*817466cbSJens Wiklander c = z; i++; d++; 958*817466cbSJens Wiklander } 959*817466cbSJens Wiklander } 960*817466cbSJens Wiklander 961*817466cbSJens Wiklander /* 962*817466cbSJens Wiklander * Unsigned subtraction: X = |A| - |B| (HAC 14.9) 963*817466cbSJens Wiklander */ 964*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_sub_abs( mbedtls_mpi *X, const mbedtls_mpi *A, const mbedtls_mpi *B ) 965*817466cbSJens Wiklander { 966*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi TB; 967*817466cbSJens Wiklander int ret; 968*817466cbSJens Wiklander size_t n; 969*817466cbSJens Wiklander 970*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_abs( A, B ) < 0 ) 971*817466cbSJens Wiklander return( MBEDTLS_ERR_MPI_NEGATIVE_VALUE ); 972*817466cbSJens Wiklander 973*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_init( &TB ); 974*817466cbSJens Wiklander 975*817466cbSJens Wiklander if( X == B ) 976*817466cbSJens Wiklander { 977*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_copy( &TB, B ) ); 978*817466cbSJens Wiklander B = &TB; 979*817466cbSJens Wiklander } 980*817466cbSJens Wiklander 981*817466cbSJens Wiklander if( X != A ) 982*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_copy( X, A ) ); 983*817466cbSJens Wiklander 984*817466cbSJens Wiklander /* 985*817466cbSJens Wiklander * X should always be positive as a result of unsigned subtractions. 986*817466cbSJens Wiklander */ 987*817466cbSJens Wiklander X->s = 1; 988*817466cbSJens Wiklander 989*817466cbSJens Wiklander ret = 0; 990*817466cbSJens Wiklander 991*817466cbSJens Wiklander for( n = B->n; n > 0; n-- ) 992*817466cbSJens Wiklander if( B->p[n - 1] != 0 ) 993*817466cbSJens Wiklander break; 994*817466cbSJens Wiklander 995*817466cbSJens Wiklander mpi_sub_hlp( n, B->p, X->p ); 996*817466cbSJens Wiklander 997*817466cbSJens Wiklander cleanup: 998*817466cbSJens Wiklander 999*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_free( &TB ); 1000*817466cbSJens Wiklander 1001*817466cbSJens Wiklander return( ret ); 1002*817466cbSJens Wiklander } 1003*817466cbSJens Wiklander 1004*817466cbSJens Wiklander /* 1005*817466cbSJens Wiklander * Signed addition: X = A + B 1006*817466cbSJens Wiklander */ 1007*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_add_mpi( mbedtls_mpi *X, const mbedtls_mpi *A, const mbedtls_mpi *B ) 1008*817466cbSJens Wiklander { 1009*817466cbSJens Wiklander int ret, s = A->s; 1010*817466cbSJens Wiklander 1011*817466cbSJens Wiklander if( A->s * B->s < 0 ) 1012*817466cbSJens Wiklander { 1013*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_abs( A, B ) >= 0 ) 1014*817466cbSJens Wiklander { 1015*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_sub_abs( X, A, B ) ); 1016*817466cbSJens Wiklander X->s = s; 1017*817466cbSJens Wiklander } 1018*817466cbSJens Wiklander else 1019*817466cbSJens Wiklander { 1020*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_sub_abs( X, B, A ) ); 1021*817466cbSJens Wiklander X->s = -s; 1022*817466cbSJens Wiklander } 1023*817466cbSJens Wiklander } 1024*817466cbSJens Wiklander else 1025*817466cbSJens Wiklander { 1026*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_add_abs( X, A, B ) ); 1027*817466cbSJens Wiklander X->s = s; 1028*817466cbSJens Wiklander } 1029*817466cbSJens Wiklander 1030*817466cbSJens Wiklander cleanup: 1031*817466cbSJens Wiklander 1032*817466cbSJens Wiklander return( ret ); 1033*817466cbSJens Wiklander } 1034*817466cbSJens Wiklander 1035*817466cbSJens Wiklander /* 1036*817466cbSJens Wiklander * Signed subtraction: X = A - B 1037*817466cbSJens Wiklander */ 1038*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_sub_mpi( mbedtls_mpi *X, const mbedtls_mpi *A, const mbedtls_mpi *B ) 1039*817466cbSJens Wiklander { 1040*817466cbSJens Wiklander int ret, s = A->s; 1041*817466cbSJens Wiklander 1042*817466cbSJens Wiklander if( A->s * B->s > 0 ) 1043*817466cbSJens Wiklander { 1044*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_abs( A, B ) >= 0 ) 1045*817466cbSJens Wiklander { 1046*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_sub_abs( X, A, B ) ); 1047*817466cbSJens Wiklander X->s = s; 1048*817466cbSJens Wiklander } 1049*817466cbSJens Wiklander else 1050*817466cbSJens Wiklander { 1051*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_sub_abs( X, B, A ) ); 1052*817466cbSJens Wiklander X->s = -s; 1053*817466cbSJens Wiklander } 1054*817466cbSJens Wiklander } 1055*817466cbSJens Wiklander else 1056*817466cbSJens Wiklander { 1057*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_add_abs( X, A, B ) ); 1058*817466cbSJens Wiklander X->s = s; 1059*817466cbSJens Wiklander } 1060*817466cbSJens Wiklander 1061*817466cbSJens Wiklander cleanup: 1062*817466cbSJens Wiklander 1063*817466cbSJens Wiklander return( ret ); 1064*817466cbSJens Wiklander } 1065*817466cbSJens Wiklander 1066*817466cbSJens Wiklander /* 1067*817466cbSJens Wiklander * Signed addition: X = A + b 1068*817466cbSJens Wiklander */ 1069*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_add_int( mbedtls_mpi *X, const mbedtls_mpi *A, mbedtls_mpi_sint b ) 1070*817466cbSJens Wiklander { 1071*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi _B; 1072*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_uint p[1]; 1073*817466cbSJens Wiklander 1074*817466cbSJens Wiklander p[0] = ( b < 0 ) ? -b : b; 1075*817466cbSJens Wiklander _B.s = ( b < 0 ) ? -1 : 1; 1076*817466cbSJens Wiklander _B.n = 1; 1077*817466cbSJens Wiklander _B.p = p; 1078*817466cbSJens Wiklander 1079*817466cbSJens Wiklander return( mbedtls_mpi_add_mpi( X, A, &_B ) ); 1080*817466cbSJens Wiklander } 1081*817466cbSJens Wiklander 1082*817466cbSJens Wiklander /* 1083*817466cbSJens Wiklander * Signed subtraction: X = A - b 1084*817466cbSJens Wiklander */ 1085*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_sub_int( mbedtls_mpi *X, const mbedtls_mpi *A, mbedtls_mpi_sint b ) 1086*817466cbSJens Wiklander { 1087*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi _B; 1088*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_uint p[1]; 1089*817466cbSJens Wiklander 1090*817466cbSJens Wiklander p[0] = ( b < 0 ) ? -b : b; 1091*817466cbSJens Wiklander _B.s = ( b < 0 ) ? -1 : 1; 1092*817466cbSJens Wiklander _B.n = 1; 1093*817466cbSJens Wiklander _B.p = p; 1094*817466cbSJens Wiklander 1095*817466cbSJens Wiklander return( mbedtls_mpi_sub_mpi( X, A, &_B ) ); 1096*817466cbSJens Wiklander } 1097*817466cbSJens Wiklander 1098*817466cbSJens Wiklander /* 1099*817466cbSJens Wiklander * Helper for mbedtls_mpi multiplication 1100*817466cbSJens Wiklander */ 1101*817466cbSJens Wiklander static 1102*817466cbSJens Wiklander #if defined(__APPLE__) && defined(__arm__) 1103*817466cbSJens Wiklander /* 1104*817466cbSJens Wiklander * Apple LLVM version 4.2 (clang-425.0.24) (based on LLVM 3.2svn) 1105*817466cbSJens Wiklander * appears to need this to prevent bad ARM code generation at -O3. 1106*817466cbSJens Wiklander */ 1107*817466cbSJens Wiklander __attribute__ ((noinline)) 1108*817466cbSJens Wiklander #endif 1109*817466cbSJens Wiklander void mpi_mul_hlp( size_t i, mbedtls_mpi_uint *s, mbedtls_mpi_uint *d, mbedtls_mpi_uint b ) 1110*817466cbSJens Wiklander { 1111*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_uint c = 0, t = 0; 1112*817466cbSJens Wiklander 1113*817466cbSJens Wiklander #if defined(MULADDC_HUIT) 1114*817466cbSJens Wiklander for( ; i >= 8; i -= 8 ) 1115*817466cbSJens Wiklander { 1116*817466cbSJens Wiklander MULADDC_INIT 1117*817466cbSJens Wiklander MULADDC_HUIT 1118*817466cbSJens Wiklander MULADDC_STOP 1119*817466cbSJens Wiklander } 1120*817466cbSJens Wiklander 1121*817466cbSJens Wiklander for( ; i > 0; i-- ) 1122*817466cbSJens Wiklander { 1123*817466cbSJens Wiklander MULADDC_INIT 1124*817466cbSJens Wiklander MULADDC_CORE 1125*817466cbSJens Wiklander MULADDC_STOP 1126*817466cbSJens Wiklander } 1127*817466cbSJens Wiklander #else /* MULADDC_HUIT */ 1128*817466cbSJens Wiklander for( ; i >= 16; i -= 16 ) 1129*817466cbSJens Wiklander { 1130*817466cbSJens Wiklander MULADDC_INIT 1131*817466cbSJens Wiklander MULADDC_CORE MULADDC_CORE 1132*817466cbSJens Wiklander MULADDC_CORE MULADDC_CORE 1133*817466cbSJens Wiklander MULADDC_CORE MULADDC_CORE 1134*817466cbSJens Wiklander MULADDC_CORE MULADDC_CORE 1135*817466cbSJens Wiklander 1136*817466cbSJens Wiklander MULADDC_CORE MULADDC_CORE 1137*817466cbSJens Wiklander MULADDC_CORE MULADDC_CORE 1138*817466cbSJens Wiklander MULADDC_CORE MULADDC_CORE 1139*817466cbSJens Wiklander MULADDC_CORE MULADDC_CORE 1140*817466cbSJens Wiklander MULADDC_STOP 1141*817466cbSJens Wiklander } 1142*817466cbSJens Wiklander 1143*817466cbSJens Wiklander for( ; i >= 8; i -= 8 ) 1144*817466cbSJens Wiklander { 1145*817466cbSJens Wiklander MULADDC_INIT 1146*817466cbSJens Wiklander MULADDC_CORE MULADDC_CORE 1147*817466cbSJens Wiklander MULADDC_CORE MULADDC_CORE 1148*817466cbSJens Wiklander 1149*817466cbSJens Wiklander MULADDC_CORE MULADDC_CORE 1150*817466cbSJens Wiklander MULADDC_CORE MULADDC_CORE 1151*817466cbSJens Wiklander MULADDC_STOP 1152*817466cbSJens Wiklander } 1153*817466cbSJens Wiklander 1154*817466cbSJens Wiklander for( ; i > 0; i-- ) 1155*817466cbSJens Wiklander { 1156*817466cbSJens Wiklander MULADDC_INIT 1157*817466cbSJens Wiklander MULADDC_CORE 1158*817466cbSJens Wiklander MULADDC_STOP 1159*817466cbSJens Wiklander } 1160*817466cbSJens Wiklander #endif /* MULADDC_HUIT */ 1161*817466cbSJens Wiklander 1162*817466cbSJens Wiklander t++; 1163*817466cbSJens Wiklander 1164*817466cbSJens Wiklander do { 1165*817466cbSJens Wiklander *d += c; c = ( *d < c ); d++; 1166*817466cbSJens Wiklander } 1167*817466cbSJens Wiklander while( c != 0 ); 1168*817466cbSJens Wiklander } 1169*817466cbSJens Wiklander 1170*817466cbSJens Wiklander /* 1171*817466cbSJens Wiklander * Baseline multiplication: X = A * B (HAC 14.12) 1172*817466cbSJens Wiklander */ 1173*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_mul_mpi( mbedtls_mpi *X, const mbedtls_mpi *A, const mbedtls_mpi *B ) 1174*817466cbSJens Wiklander { 1175*817466cbSJens Wiklander int ret; 1176*817466cbSJens Wiklander size_t i, j; 1177*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi TA, TB; 1178*817466cbSJens Wiklander 1179*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_init( &TA ); mbedtls_mpi_init( &TB ); 1180*817466cbSJens Wiklander 1181*817466cbSJens Wiklander if( X == A ) { MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_copy( &TA, A ) ); A = &TA; } 1182*817466cbSJens Wiklander if( X == B ) { MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_copy( &TB, B ) ); B = &TB; } 1183*817466cbSJens Wiklander 1184*817466cbSJens Wiklander for( i = A->n; i > 0; i-- ) 1185*817466cbSJens Wiklander if( A->p[i - 1] != 0 ) 1186*817466cbSJens Wiklander break; 1187*817466cbSJens Wiklander 1188*817466cbSJens Wiklander for( j = B->n; j > 0; j-- ) 1189*817466cbSJens Wiklander if( B->p[j - 1] != 0 ) 1190*817466cbSJens Wiklander break; 1191*817466cbSJens Wiklander 1192*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_grow( X, i + j ) ); 1193*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_lset( X, 0 ) ); 1194*817466cbSJens Wiklander 1195*817466cbSJens Wiklander for( i++; j > 0; j-- ) 1196*817466cbSJens Wiklander mpi_mul_hlp( i - 1, A->p, X->p + j - 1, B->p[j - 1] ); 1197*817466cbSJens Wiklander 1198*817466cbSJens Wiklander X->s = A->s * B->s; 1199*817466cbSJens Wiklander 1200*817466cbSJens Wiklander cleanup: 1201*817466cbSJens Wiklander 1202*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_free( &TB ); mbedtls_mpi_free( &TA ); 1203*817466cbSJens Wiklander 1204*817466cbSJens Wiklander return( ret ); 1205*817466cbSJens Wiklander } 1206*817466cbSJens Wiklander 1207*817466cbSJens Wiklander /* 1208*817466cbSJens Wiklander * Baseline multiplication: X = A * b 1209*817466cbSJens Wiklander */ 1210*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_mul_int( mbedtls_mpi *X, const mbedtls_mpi *A, mbedtls_mpi_uint b ) 1211*817466cbSJens Wiklander { 1212*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi _B; 1213*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_uint p[1]; 1214*817466cbSJens Wiklander 1215*817466cbSJens Wiklander _B.s = 1; 1216*817466cbSJens Wiklander _B.n = 1; 1217*817466cbSJens Wiklander _B.p = p; 1218*817466cbSJens Wiklander p[0] = b; 1219*817466cbSJens Wiklander 1220*817466cbSJens Wiklander return( mbedtls_mpi_mul_mpi( X, A, &_B ) ); 1221*817466cbSJens Wiklander } 1222*817466cbSJens Wiklander 1223*817466cbSJens Wiklander /* 1224*817466cbSJens Wiklander * Unsigned integer divide - double mbedtls_mpi_uint dividend, u1/u0, and 1225*817466cbSJens Wiklander * mbedtls_mpi_uint divisor, d 1226*817466cbSJens Wiklander */ 1227*817466cbSJens Wiklander static mbedtls_mpi_uint mbedtls_int_div_int( mbedtls_mpi_uint u1, 1228*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_uint u0, mbedtls_mpi_uint d, mbedtls_mpi_uint *r ) 1229*817466cbSJens Wiklander { 1230*817466cbSJens Wiklander #if defined(MBEDTLS_HAVE_UDBL) 1231*817466cbSJens Wiklander mbedtls_t_udbl dividend, quotient; 1232*817466cbSJens Wiklander #else 1233*817466cbSJens Wiklander const mbedtls_mpi_uint radix = (mbedtls_mpi_uint) 1 << biH; 1234*817466cbSJens Wiklander const mbedtls_mpi_uint uint_halfword_mask = ( (mbedtls_mpi_uint) 1 << biH ) - 1; 1235*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_uint d0, d1, q0, q1, rAX, r0, quotient; 1236*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_uint u0_msw, u0_lsw; 1237*817466cbSJens Wiklander size_t s; 1238*817466cbSJens Wiklander #endif 1239*817466cbSJens Wiklander 1240*817466cbSJens Wiklander /* 1241*817466cbSJens Wiklander * Check for overflow 1242*817466cbSJens Wiklander */ 1243*817466cbSJens Wiklander if( 0 == d || u1 >= d ) 1244*817466cbSJens Wiklander { 1245*817466cbSJens Wiklander if (r != NULL) *r = ~0; 1246*817466cbSJens Wiklander 1247*817466cbSJens Wiklander return ( ~0 ); 1248*817466cbSJens Wiklander } 1249*817466cbSJens Wiklander 1250*817466cbSJens Wiklander #if defined(MBEDTLS_HAVE_UDBL) 1251*817466cbSJens Wiklander dividend = (mbedtls_t_udbl) u1 << biL; 1252*817466cbSJens Wiklander dividend |= (mbedtls_t_udbl) u0; 1253*817466cbSJens Wiklander quotient = dividend / d; 1254*817466cbSJens Wiklander if( quotient > ( (mbedtls_t_udbl) 1 << biL ) - 1 ) 1255*817466cbSJens Wiklander quotient = ( (mbedtls_t_udbl) 1 << biL ) - 1; 1256*817466cbSJens Wiklander 1257*817466cbSJens Wiklander if( r != NULL ) 1258*817466cbSJens Wiklander *r = (mbedtls_mpi_uint)( dividend - (quotient * d ) ); 1259*817466cbSJens Wiklander 1260*817466cbSJens Wiklander return (mbedtls_mpi_uint) quotient; 1261*817466cbSJens Wiklander #else 1262*817466cbSJens Wiklander 1263*817466cbSJens Wiklander /* 1264*817466cbSJens Wiklander * Algorithm D, Section 4.3.1 - The Art of Computer Programming 1265*817466cbSJens Wiklander * Vol. 2 - Seminumerical Algorithms, Knuth 1266*817466cbSJens Wiklander */ 1267*817466cbSJens Wiklander 1268*817466cbSJens Wiklander /* 1269*817466cbSJens Wiklander * Normalize the divisor, d, and dividend, u0, u1 1270*817466cbSJens Wiklander */ 1271*817466cbSJens Wiklander s = mbedtls_clz( d ); 1272*817466cbSJens Wiklander d = d << s; 1273*817466cbSJens Wiklander 1274*817466cbSJens Wiklander u1 = u1 << s; 1275*817466cbSJens Wiklander u1 |= ( u0 >> ( biL - s ) ) & ( -(mbedtls_mpi_sint)s >> ( biL - 1 ) ); 1276*817466cbSJens Wiklander u0 = u0 << s; 1277*817466cbSJens Wiklander 1278*817466cbSJens Wiklander d1 = d >> biH; 1279*817466cbSJens Wiklander d0 = d & uint_halfword_mask; 1280*817466cbSJens Wiklander 1281*817466cbSJens Wiklander u0_msw = u0 >> biH; 1282*817466cbSJens Wiklander u0_lsw = u0 & uint_halfword_mask; 1283*817466cbSJens Wiklander 1284*817466cbSJens Wiklander /* 1285*817466cbSJens Wiklander * Find the first quotient and remainder 1286*817466cbSJens Wiklander */ 1287*817466cbSJens Wiklander q1 = u1 / d1; 1288*817466cbSJens Wiklander r0 = u1 - d1 * q1; 1289*817466cbSJens Wiklander 1290*817466cbSJens Wiklander while( q1 >= radix || ( q1 * d0 > radix * r0 + u0_msw ) ) 1291*817466cbSJens Wiklander { 1292*817466cbSJens Wiklander q1 -= 1; 1293*817466cbSJens Wiklander r0 += d1; 1294*817466cbSJens Wiklander 1295*817466cbSJens Wiklander if ( r0 >= radix ) break; 1296*817466cbSJens Wiklander } 1297*817466cbSJens Wiklander 1298*817466cbSJens Wiklander rAX = ( u1 * radix ) + ( u0_msw - q1 * d ); 1299*817466cbSJens Wiklander q0 = rAX / d1; 1300*817466cbSJens Wiklander r0 = rAX - q0 * d1; 1301*817466cbSJens Wiklander 1302*817466cbSJens Wiklander while( q0 >= radix || ( q0 * d0 > radix * r0 + u0_lsw ) ) 1303*817466cbSJens Wiklander { 1304*817466cbSJens Wiklander q0 -= 1; 1305*817466cbSJens Wiklander r0 += d1; 1306*817466cbSJens Wiklander 1307*817466cbSJens Wiklander if ( r0 >= radix ) break; 1308*817466cbSJens Wiklander } 1309*817466cbSJens Wiklander 1310*817466cbSJens Wiklander if (r != NULL) 1311*817466cbSJens Wiklander *r = ( rAX * radix + u0_lsw - q0 * d ) >> s; 1312*817466cbSJens Wiklander 1313*817466cbSJens Wiklander quotient = q1 * radix + q0; 1314*817466cbSJens Wiklander 1315*817466cbSJens Wiklander return quotient; 1316*817466cbSJens Wiklander #endif 1317*817466cbSJens Wiklander } 1318*817466cbSJens Wiklander 1319*817466cbSJens Wiklander /* 1320*817466cbSJens Wiklander * Division by mbedtls_mpi: A = Q * B + R (HAC 14.20) 1321*817466cbSJens Wiklander */ 1322*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_div_mpi( mbedtls_mpi *Q, mbedtls_mpi *R, const mbedtls_mpi *A, const mbedtls_mpi *B ) 1323*817466cbSJens Wiklander { 1324*817466cbSJens Wiklander int ret; 1325*817466cbSJens Wiklander size_t i, n, t, k; 1326*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi X, Y, Z, T1, T2; 1327*817466cbSJens Wiklander 1328*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_int( B, 0 ) == 0 ) 1329*817466cbSJens Wiklander return( MBEDTLS_ERR_MPI_DIVISION_BY_ZERO ); 1330*817466cbSJens Wiklander 1331*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_init( &X ); mbedtls_mpi_init( &Y ); mbedtls_mpi_init( &Z ); 1332*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_init( &T1 ); mbedtls_mpi_init( &T2 ); 1333*817466cbSJens Wiklander 1334*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_abs( A, B ) < 0 ) 1335*817466cbSJens Wiklander { 1336*817466cbSJens Wiklander if( Q != NULL ) MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_lset( Q, 0 ) ); 1337*817466cbSJens Wiklander if( R != NULL ) MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_copy( R, A ) ); 1338*817466cbSJens Wiklander return( 0 ); 1339*817466cbSJens Wiklander } 1340*817466cbSJens Wiklander 1341*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_copy( &X, A ) ); 1342*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_copy( &Y, B ) ); 1343*817466cbSJens Wiklander X.s = Y.s = 1; 1344*817466cbSJens Wiklander 1345*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_grow( &Z, A->n + 2 ) ); 1346*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_lset( &Z, 0 ) ); 1347*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_grow( &T1, 2 ) ); 1348*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_grow( &T2, 3 ) ); 1349*817466cbSJens Wiklander 1350*817466cbSJens Wiklander k = mbedtls_mpi_bitlen( &Y ) % biL; 1351*817466cbSJens Wiklander if( k < biL - 1 ) 1352*817466cbSJens Wiklander { 1353*817466cbSJens Wiklander k = biL - 1 - k; 1354*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_shift_l( &X, k ) ); 1355*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_shift_l( &Y, k ) ); 1356*817466cbSJens Wiklander } 1357*817466cbSJens Wiklander else k = 0; 1358*817466cbSJens Wiklander 1359*817466cbSJens Wiklander n = X.n - 1; 1360*817466cbSJens Wiklander t = Y.n - 1; 1361*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_shift_l( &Y, biL * ( n - t ) ) ); 1362*817466cbSJens Wiklander 1363*817466cbSJens Wiklander while( mbedtls_mpi_cmp_mpi( &X, &Y ) >= 0 ) 1364*817466cbSJens Wiklander { 1365*817466cbSJens Wiklander Z.p[n - t]++; 1366*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_sub_mpi( &X, &X, &Y ) ); 1367*817466cbSJens Wiklander } 1368*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_shift_r( &Y, biL * ( n - t ) ) ); 1369*817466cbSJens Wiklander 1370*817466cbSJens Wiklander for( i = n; i > t ; i-- ) 1371*817466cbSJens Wiklander { 1372*817466cbSJens Wiklander if( X.p[i] >= Y.p[t] ) 1373*817466cbSJens Wiklander Z.p[i - t - 1] = ~0; 1374*817466cbSJens Wiklander else 1375*817466cbSJens Wiklander { 1376*817466cbSJens Wiklander Z.p[i - t - 1] = mbedtls_int_div_int( X.p[i], X.p[i - 1], 1377*817466cbSJens Wiklander Y.p[t], NULL); 1378*817466cbSJens Wiklander } 1379*817466cbSJens Wiklander 1380*817466cbSJens Wiklander Z.p[i - t - 1]++; 1381*817466cbSJens Wiklander do 1382*817466cbSJens Wiklander { 1383*817466cbSJens Wiklander Z.p[i - t - 1]--; 1384*817466cbSJens Wiklander 1385*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_lset( &T1, 0 ) ); 1386*817466cbSJens Wiklander T1.p[0] = ( t < 1 ) ? 0 : Y.p[t - 1]; 1387*817466cbSJens Wiklander T1.p[1] = Y.p[t]; 1388*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_mul_int( &T1, &T1, Z.p[i - t - 1] ) ); 1389*817466cbSJens Wiklander 1390*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_lset( &T2, 0 ) ); 1391*817466cbSJens Wiklander T2.p[0] = ( i < 2 ) ? 0 : X.p[i - 2]; 1392*817466cbSJens Wiklander T2.p[1] = ( i < 1 ) ? 0 : X.p[i - 1]; 1393*817466cbSJens Wiklander T2.p[2] = X.p[i]; 1394*817466cbSJens Wiklander } 1395*817466cbSJens Wiklander while( mbedtls_mpi_cmp_mpi( &T1, &T2 ) > 0 ); 1396*817466cbSJens Wiklander 1397*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_mul_int( &T1, &Y, Z.p[i - t - 1] ) ); 1398*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_shift_l( &T1, biL * ( i - t - 1 ) ) ); 1399*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_sub_mpi( &X, &X, &T1 ) ); 1400*817466cbSJens Wiklander 1401*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_int( &X, 0 ) < 0 ) 1402*817466cbSJens Wiklander { 1403*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_copy( &T1, &Y ) ); 1404*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_shift_l( &T1, biL * ( i - t - 1 ) ) ); 1405*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_add_mpi( &X, &X, &T1 ) ); 1406*817466cbSJens Wiklander Z.p[i - t - 1]--; 1407*817466cbSJens Wiklander } 1408*817466cbSJens Wiklander } 1409*817466cbSJens Wiklander 1410*817466cbSJens Wiklander if( Q != NULL ) 1411*817466cbSJens Wiklander { 1412*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_copy( Q, &Z ) ); 1413*817466cbSJens Wiklander Q->s = A->s * B->s; 1414*817466cbSJens Wiklander } 1415*817466cbSJens Wiklander 1416*817466cbSJens Wiklander if( R != NULL ) 1417*817466cbSJens Wiklander { 1418*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_shift_r( &X, k ) ); 1419*817466cbSJens Wiklander X.s = A->s; 1420*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_copy( R, &X ) ); 1421*817466cbSJens Wiklander 1422*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_int( R, 0 ) == 0 ) 1423*817466cbSJens Wiklander R->s = 1; 1424*817466cbSJens Wiklander } 1425*817466cbSJens Wiklander 1426*817466cbSJens Wiklander cleanup: 1427*817466cbSJens Wiklander 1428*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_free( &X ); mbedtls_mpi_free( &Y ); mbedtls_mpi_free( &Z ); 1429*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_free( &T1 ); mbedtls_mpi_free( &T2 ); 1430*817466cbSJens Wiklander 1431*817466cbSJens Wiklander return( ret ); 1432*817466cbSJens Wiklander } 1433*817466cbSJens Wiklander 1434*817466cbSJens Wiklander /* 1435*817466cbSJens Wiklander * Division by int: A = Q * b + R 1436*817466cbSJens Wiklander */ 1437*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_div_int( mbedtls_mpi *Q, mbedtls_mpi *R, const mbedtls_mpi *A, mbedtls_mpi_sint b ) 1438*817466cbSJens Wiklander { 1439*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi _B; 1440*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_uint p[1]; 1441*817466cbSJens Wiklander 1442*817466cbSJens Wiklander p[0] = ( b < 0 ) ? -b : b; 1443*817466cbSJens Wiklander _B.s = ( b < 0 ) ? -1 : 1; 1444*817466cbSJens Wiklander _B.n = 1; 1445*817466cbSJens Wiklander _B.p = p; 1446*817466cbSJens Wiklander 1447*817466cbSJens Wiklander return( mbedtls_mpi_div_mpi( Q, R, A, &_B ) ); 1448*817466cbSJens Wiklander } 1449*817466cbSJens Wiklander 1450*817466cbSJens Wiklander /* 1451*817466cbSJens Wiklander * Modulo: R = A mod B 1452*817466cbSJens Wiklander */ 1453*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_mod_mpi( mbedtls_mpi *R, const mbedtls_mpi *A, const mbedtls_mpi *B ) 1454*817466cbSJens Wiklander { 1455*817466cbSJens Wiklander int ret; 1456*817466cbSJens Wiklander 1457*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_int( B, 0 ) < 0 ) 1458*817466cbSJens Wiklander return( MBEDTLS_ERR_MPI_NEGATIVE_VALUE ); 1459*817466cbSJens Wiklander 1460*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_div_mpi( NULL, R, A, B ) ); 1461*817466cbSJens Wiklander 1462*817466cbSJens Wiklander while( mbedtls_mpi_cmp_int( R, 0 ) < 0 ) 1463*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_add_mpi( R, R, B ) ); 1464*817466cbSJens Wiklander 1465*817466cbSJens Wiklander while( mbedtls_mpi_cmp_mpi( R, B ) >= 0 ) 1466*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_sub_mpi( R, R, B ) ); 1467*817466cbSJens Wiklander 1468*817466cbSJens Wiklander cleanup: 1469*817466cbSJens Wiklander 1470*817466cbSJens Wiklander return( ret ); 1471*817466cbSJens Wiklander } 1472*817466cbSJens Wiklander 1473*817466cbSJens Wiklander /* 1474*817466cbSJens Wiklander * Modulo: r = A mod b 1475*817466cbSJens Wiklander */ 1476*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_mod_int( mbedtls_mpi_uint *r, const mbedtls_mpi *A, mbedtls_mpi_sint b ) 1477*817466cbSJens Wiklander { 1478*817466cbSJens Wiklander size_t i; 1479*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_uint x, y, z; 1480*817466cbSJens Wiklander 1481*817466cbSJens Wiklander if( b == 0 ) 1482*817466cbSJens Wiklander return( MBEDTLS_ERR_MPI_DIVISION_BY_ZERO ); 1483*817466cbSJens Wiklander 1484*817466cbSJens Wiklander if( b < 0 ) 1485*817466cbSJens Wiklander return( MBEDTLS_ERR_MPI_NEGATIVE_VALUE ); 1486*817466cbSJens Wiklander 1487*817466cbSJens Wiklander /* 1488*817466cbSJens Wiklander * handle trivial cases 1489*817466cbSJens Wiklander */ 1490*817466cbSJens Wiklander if( b == 1 ) 1491*817466cbSJens Wiklander { 1492*817466cbSJens Wiklander *r = 0; 1493*817466cbSJens Wiklander return( 0 ); 1494*817466cbSJens Wiklander } 1495*817466cbSJens Wiklander 1496*817466cbSJens Wiklander if( b == 2 ) 1497*817466cbSJens Wiklander { 1498*817466cbSJens Wiklander *r = A->p[0] & 1; 1499*817466cbSJens Wiklander return( 0 ); 1500*817466cbSJens Wiklander } 1501*817466cbSJens Wiklander 1502*817466cbSJens Wiklander /* 1503*817466cbSJens Wiklander * general case 1504*817466cbSJens Wiklander */ 1505*817466cbSJens Wiklander for( i = A->n, y = 0; i > 0; i-- ) 1506*817466cbSJens Wiklander { 1507*817466cbSJens Wiklander x = A->p[i - 1]; 1508*817466cbSJens Wiklander y = ( y << biH ) | ( x >> biH ); 1509*817466cbSJens Wiklander z = y / b; 1510*817466cbSJens Wiklander y -= z * b; 1511*817466cbSJens Wiklander 1512*817466cbSJens Wiklander x <<= biH; 1513*817466cbSJens Wiklander y = ( y << biH ) | ( x >> biH ); 1514*817466cbSJens Wiklander z = y / b; 1515*817466cbSJens Wiklander y -= z * b; 1516*817466cbSJens Wiklander } 1517*817466cbSJens Wiklander 1518*817466cbSJens Wiklander /* 1519*817466cbSJens Wiklander * If A is negative, then the current y represents a negative value. 1520*817466cbSJens Wiklander * Flipping it to the positive side. 1521*817466cbSJens Wiklander */ 1522*817466cbSJens Wiklander if( A->s < 0 && y != 0 ) 1523*817466cbSJens Wiklander y = b - y; 1524*817466cbSJens Wiklander 1525*817466cbSJens Wiklander *r = y; 1526*817466cbSJens Wiklander 1527*817466cbSJens Wiklander return( 0 ); 1528*817466cbSJens Wiklander } 1529*817466cbSJens Wiklander 1530*817466cbSJens Wiklander /* 1531*817466cbSJens Wiklander * Fast Montgomery initialization (thanks to Tom St Denis) 1532*817466cbSJens Wiklander */ 1533*817466cbSJens Wiklander static void mpi_montg_init( mbedtls_mpi_uint *mm, const mbedtls_mpi *N ) 1534*817466cbSJens Wiklander { 1535*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_uint x, m0 = N->p[0]; 1536*817466cbSJens Wiklander unsigned int i; 1537*817466cbSJens Wiklander 1538*817466cbSJens Wiklander x = m0; 1539*817466cbSJens Wiklander x += ( ( m0 + 2 ) & 4 ) << 1; 1540*817466cbSJens Wiklander 1541*817466cbSJens Wiklander for( i = biL; i >= 8; i /= 2 ) 1542*817466cbSJens Wiklander x *= ( 2 - ( m0 * x ) ); 1543*817466cbSJens Wiklander 1544*817466cbSJens Wiklander *mm = ~x + 1; 1545*817466cbSJens Wiklander } 1546*817466cbSJens Wiklander 1547*817466cbSJens Wiklander /* 1548*817466cbSJens Wiklander * Montgomery multiplication: A = A * B * R^-1 mod N (HAC 14.36) 1549*817466cbSJens Wiklander */ 1550*817466cbSJens Wiklander static int mpi_montmul( mbedtls_mpi *A, const mbedtls_mpi *B, const mbedtls_mpi *N, mbedtls_mpi_uint mm, 1551*817466cbSJens Wiklander const mbedtls_mpi *T ) 1552*817466cbSJens Wiklander { 1553*817466cbSJens Wiklander size_t i, n, m; 1554*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_uint u0, u1, *d; 1555*817466cbSJens Wiklander 1556*817466cbSJens Wiklander if( T->n < N->n + 1 || T->p == NULL ) 1557*817466cbSJens Wiklander return( MBEDTLS_ERR_MPI_BAD_INPUT_DATA ); 1558*817466cbSJens Wiklander 1559*817466cbSJens Wiklander memset( T->p, 0, T->n * ciL ); 1560*817466cbSJens Wiklander 1561*817466cbSJens Wiklander d = T->p; 1562*817466cbSJens Wiklander n = N->n; 1563*817466cbSJens Wiklander m = ( B->n < n ) ? B->n : n; 1564*817466cbSJens Wiklander 1565*817466cbSJens Wiklander for( i = 0; i < n; i++ ) 1566*817466cbSJens Wiklander { 1567*817466cbSJens Wiklander /* 1568*817466cbSJens Wiklander * T = (T + u0*B + u1*N) / 2^biL 1569*817466cbSJens Wiklander */ 1570*817466cbSJens Wiklander u0 = A->p[i]; 1571*817466cbSJens Wiklander u1 = ( d[0] + u0 * B->p[0] ) * mm; 1572*817466cbSJens Wiklander 1573*817466cbSJens Wiklander mpi_mul_hlp( m, B->p, d, u0 ); 1574*817466cbSJens Wiklander mpi_mul_hlp( n, N->p, d, u1 ); 1575*817466cbSJens Wiklander 1576*817466cbSJens Wiklander *d++ = u0; d[n + 1] = 0; 1577*817466cbSJens Wiklander } 1578*817466cbSJens Wiklander 1579*817466cbSJens Wiklander memcpy( A->p, d, ( n + 1 ) * ciL ); 1580*817466cbSJens Wiklander 1581*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_abs( A, N ) >= 0 ) 1582*817466cbSJens Wiklander mpi_sub_hlp( n, N->p, A->p ); 1583*817466cbSJens Wiklander else 1584*817466cbSJens Wiklander /* prevent timing attacks */ 1585*817466cbSJens Wiklander mpi_sub_hlp( n, A->p, T->p ); 1586*817466cbSJens Wiklander 1587*817466cbSJens Wiklander return( 0 ); 1588*817466cbSJens Wiklander } 1589*817466cbSJens Wiklander 1590*817466cbSJens Wiklander /* 1591*817466cbSJens Wiklander * Montgomery reduction: A = A * R^-1 mod N 1592*817466cbSJens Wiklander */ 1593*817466cbSJens Wiklander static int mpi_montred( mbedtls_mpi *A, const mbedtls_mpi *N, mbedtls_mpi_uint mm, const mbedtls_mpi *T ) 1594*817466cbSJens Wiklander { 1595*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_uint z = 1; 1596*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi U; 1597*817466cbSJens Wiklander 1598*817466cbSJens Wiklander U.n = U.s = (int) z; 1599*817466cbSJens Wiklander U.p = &z; 1600*817466cbSJens Wiklander 1601*817466cbSJens Wiklander return( mpi_montmul( A, &U, N, mm, T ) ); 1602*817466cbSJens Wiklander } 1603*817466cbSJens Wiklander 1604*817466cbSJens Wiklander /* 1605*817466cbSJens Wiklander * Sliding-window exponentiation: X = A^E mod N (HAC 14.85) 1606*817466cbSJens Wiklander */ 1607*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_exp_mod( mbedtls_mpi *X, const mbedtls_mpi *A, const mbedtls_mpi *E, const mbedtls_mpi *N, mbedtls_mpi *_RR ) 1608*817466cbSJens Wiklander { 1609*817466cbSJens Wiklander int ret; 1610*817466cbSJens Wiklander size_t wbits, wsize, one = 1; 1611*817466cbSJens Wiklander size_t i, j, nblimbs; 1612*817466cbSJens Wiklander size_t bufsize, nbits; 1613*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_uint ei, mm, state; 1614*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi RR, T, W[ 2 << MBEDTLS_MPI_WINDOW_SIZE ], Apos; 1615*817466cbSJens Wiklander int neg; 1616*817466cbSJens Wiklander 1617*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_int( N, 0 ) < 0 || ( N->p[0] & 1 ) == 0 ) 1618*817466cbSJens Wiklander return( MBEDTLS_ERR_MPI_BAD_INPUT_DATA ); 1619*817466cbSJens Wiklander 1620*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_int( E, 0 ) < 0 ) 1621*817466cbSJens Wiklander return( MBEDTLS_ERR_MPI_BAD_INPUT_DATA ); 1622*817466cbSJens Wiklander 1623*817466cbSJens Wiklander /* 1624*817466cbSJens Wiklander * Init temps and window size 1625*817466cbSJens Wiklander */ 1626*817466cbSJens Wiklander mpi_montg_init( &mm, N ); 1627*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_init( &RR ); mbedtls_mpi_init( &T ); 1628*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_init( &Apos ); 1629*817466cbSJens Wiklander memset( W, 0, sizeof( W ) ); 1630*817466cbSJens Wiklander 1631*817466cbSJens Wiklander i = mbedtls_mpi_bitlen( E ); 1632*817466cbSJens Wiklander 1633*817466cbSJens Wiklander wsize = ( i > 671 ) ? 6 : ( i > 239 ) ? 5 : 1634*817466cbSJens Wiklander ( i > 79 ) ? 4 : ( i > 23 ) ? 3 : 1; 1635*817466cbSJens Wiklander 1636*817466cbSJens Wiklander if( wsize > MBEDTLS_MPI_WINDOW_SIZE ) 1637*817466cbSJens Wiklander wsize = MBEDTLS_MPI_WINDOW_SIZE; 1638*817466cbSJens Wiklander 1639*817466cbSJens Wiklander j = N->n + 1; 1640*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_grow( X, j ) ); 1641*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_grow( &W[1], j ) ); 1642*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_grow( &T, j * 2 ) ); 1643*817466cbSJens Wiklander 1644*817466cbSJens Wiklander /* 1645*817466cbSJens Wiklander * Compensate for negative A (and correct at the end) 1646*817466cbSJens Wiklander */ 1647*817466cbSJens Wiklander neg = ( A->s == -1 ); 1648*817466cbSJens Wiklander if( neg ) 1649*817466cbSJens Wiklander { 1650*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_copy( &Apos, A ) ); 1651*817466cbSJens Wiklander Apos.s = 1; 1652*817466cbSJens Wiklander A = &Apos; 1653*817466cbSJens Wiklander } 1654*817466cbSJens Wiklander 1655*817466cbSJens Wiklander /* 1656*817466cbSJens Wiklander * If 1st call, pre-compute R^2 mod N 1657*817466cbSJens Wiklander */ 1658*817466cbSJens Wiklander if( _RR == NULL || _RR->p == NULL ) 1659*817466cbSJens Wiklander { 1660*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_lset( &RR, 1 ) ); 1661*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_shift_l( &RR, N->n * 2 * biL ) ); 1662*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_mod_mpi( &RR, &RR, N ) ); 1663*817466cbSJens Wiklander 1664*817466cbSJens Wiklander if( _RR != NULL ) 1665*817466cbSJens Wiklander memcpy( _RR, &RR, sizeof( mbedtls_mpi ) ); 1666*817466cbSJens Wiklander } 1667*817466cbSJens Wiklander else 1668*817466cbSJens Wiklander memcpy( &RR, _RR, sizeof( mbedtls_mpi ) ); 1669*817466cbSJens Wiklander 1670*817466cbSJens Wiklander /* 1671*817466cbSJens Wiklander * W[1] = A * R^2 * R^-1 mod N = A * R mod N 1672*817466cbSJens Wiklander */ 1673*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_mpi( A, N ) >= 0 ) 1674*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_mod_mpi( &W[1], A, N ) ); 1675*817466cbSJens Wiklander else 1676*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_copy( &W[1], A ) ); 1677*817466cbSJens Wiklander 1678*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mpi_montmul( &W[1], &RR, N, mm, &T ) ); 1679*817466cbSJens Wiklander 1680*817466cbSJens Wiklander /* 1681*817466cbSJens Wiklander * X = R^2 * R^-1 mod N = R mod N 1682*817466cbSJens Wiklander */ 1683*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_copy( X, &RR ) ); 1684*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mpi_montred( X, N, mm, &T ) ); 1685*817466cbSJens Wiklander 1686*817466cbSJens Wiklander if( wsize > 1 ) 1687*817466cbSJens Wiklander { 1688*817466cbSJens Wiklander /* 1689*817466cbSJens Wiklander * W[1 << (wsize - 1)] = W[1] ^ (wsize - 1) 1690*817466cbSJens Wiklander */ 1691*817466cbSJens Wiklander j = one << ( wsize - 1 ); 1692*817466cbSJens Wiklander 1693*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_grow( &W[j], N->n + 1 ) ); 1694*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_copy( &W[j], &W[1] ) ); 1695*817466cbSJens Wiklander 1696*817466cbSJens Wiklander for( i = 0; i < wsize - 1; i++ ) 1697*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mpi_montmul( &W[j], &W[j], N, mm, &T ) ); 1698*817466cbSJens Wiklander 1699*817466cbSJens Wiklander /* 1700*817466cbSJens Wiklander * W[i] = W[i - 1] * W[1] 1701*817466cbSJens Wiklander */ 1702*817466cbSJens Wiklander for( i = j + 1; i < ( one << wsize ); i++ ) 1703*817466cbSJens Wiklander { 1704*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_grow( &W[i], N->n + 1 ) ); 1705*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_copy( &W[i], &W[i - 1] ) ); 1706*817466cbSJens Wiklander 1707*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mpi_montmul( &W[i], &W[1], N, mm, &T ) ); 1708*817466cbSJens Wiklander } 1709*817466cbSJens Wiklander } 1710*817466cbSJens Wiklander 1711*817466cbSJens Wiklander nblimbs = E->n; 1712*817466cbSJens Wiklander bufsize = 0; 1713*817466cbSJens Wiklander nbits = 0; 1714*817466cbSJens Wiklander wbits = 0; 1715*817466cbSJens Wiklander state = 0; 1716*817466cbSJens Wiklander 1717*817466cbSJens Wiklander while( 1 ) 1718*817466cbSJens Wiklander { 1719*817466cbSJens Wiklander if( bufsize == 0 ) 1720*817466cbSJens Wiklander { 1721*817466cbSJens Wiklander if( nblimbs == 0 ) 1722*817466cbSJens Wiklander break; 1723*817466cbSJens Wiklander 1724*817466cbSJens Wiklander nblimbs--; 1725*817466cbSJens Wiklander 1726*817466cbSJens Wiklander bufsize = sizeof( mbedtls_mpi_uint ) << 3; 1727*817466cbSJens Wiklander } 1728*817466cbSJens Wiklander 1729*817466cbSJens Wiklander bufsize--; 1730*817466cbSJens Wiklander 1731*817466cbSJens Wiklander ei = (E->p[nblimbs] >> bufsize) & 1; 1732*817466cbSJens Wiklander 1733*817466cbSJens Wiklander /* 1734*817466cbSJens Wiklander * skip leading 0s 1735*817466cbSJens Wiklander */ 1736*817466cbSJens Wiklander if( ei == 0 && state == 0 ) 1737*817466cbSJens Wiklander continue; 1738*817466cbSJens Wiklander 1739*817466cbSJens Wiklander if( ei == 0 && state == 1 ) 1740*817466cbSJens Wiklander { 1741*817466cbSJens Wiklander /* 1742*817466cbSJens Wiklander * out of window, square X 1743*817466cbSJens Wiklander */ 1744*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mpi_montmul( X, X, N, mm, &T ) ); 1745*817466cbSJens Wiklander continue; 1746*817466cbSJens Wiklander } 1747*817466cbSJens Wiklander 1748*817466cbSJens Wiklander /* 1749*817466cbSJens Wiklander * add ei to current window 1750*817466cbSJens Wiklander */ 1751*817466cbSJens Wiklander state = 2; 1752*817466cbSJens Wiklander 1753*817466cbSJens Wiklander nbits++; 1754*817466cbSJens Wiklander wbits |= ( ei << ( wsize - nbits ) ); 1755*817466cbSJens Wiklander 1756*817466cbSJens Wiklander if( nbits == wsize ) 1757*817466cbSJens Wiklander { 1758*817466cbSJens Wiklander /* 1759*817466cbSJens Wiklander * X = X^wsize R^-1 mod N 1760*817466cbSJens Wiklander */ 1761*817466cbSJens Wiklander for( i = 0; i < wsize; i++ ) 1762*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mpi_montmul( X, X, N, mm, &T ) ); 1763*817466cbSJens Wiklander 1764*817466cbSJens Wiklander /* 1765*817466cbSJens Wiklander * X = X * W[wbits] R^-1 mod N 1766*817466cbSJens Wiklander */ 1767*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mpi_montmul( X, &W[wbits], N, mm, &T ) ); 1768*817466cbSJens Wiklander 1769*817466cbSJens Wiklander state--; 1770*817466cbSJens Wiklander nbits = 0; 1771*817466cbSJens Wiklander wbits = 0; 1772*817466cbSJens Wiklander } 1773*817466cbSJens Wiklander } 1774*817466cbSJens Wiklander 1775*817466cbSJens Wiklander /* 1776*817466cbSJens Wiklander * process the remaining bits 1777*817466cbSJens Wiklander */ 1778*817466cbSJens Wiklander for( i = 0; i < nbits; i++ ) 1779*817466cbSJens Wiklander { 1780*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mpi_montmul( X, X, N, mm, &T ) ); 1781*817466cbSJens Wiklander 1782*817466cbSJens Wiklander wbits <<= 1; 1783*817466cbSJens Wiklander 1784*817466cbSJens Wiklander if( ( wbits & ( one << wsize ) ) != 0 ) 1785*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mpi_montmul( X, &W[1], N, mm, &T ) ); 1786*817466cbSJens Wiklander } 1787*817466cbSJens Wiklander 1788*817466cbSJens Wiklander /* 1789*817466cbSJens Wiklander * X = A^E * R * R^-1 mod N = A^E mod N 1790*817466cbSJens Wiklander */ 1791*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mpi_montred( X, N, mm, &T ) ); 1792*817466cbSJens Wiklander 1793*817466cbSJens Wiklander if( neg && E->n != 0 && ( E->p[0] & 1 ) != 0 ) 1794*817466cbSJens Wiklander { 1795*817466cbSJens Wiklander X->s = -1; 1796*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_add_mpi( X, N, X ) ); 1797*817466cbSJens Wiklander } 1798*817466cbSJens Wiklander 1799*817466cbSJens Wiklander cleanup: 1800*817466cbSJens Wiklander 1801*817466cbSJens Wiklander for( i = ( one << ( wsize - 1 ) ); i < ( one << wsize ); i++ ) 1802*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_free( &W[i] ); 1803*817466cbSJens Wiklander 1804*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_free( &W[1] ); mbedtls_mpi_free( &T ); mbedtls_mpi_free( &Apos ); 1805*817466cbSJens Wiklander 1806*817466cbSJens Wiklander if( _RR == NULL || _RR->p == NULL ) 1807*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_free( &RR ); 1808*817466cbSJens Wiklander 1809*817466cbSJens Wiklander return( ret ); 1810*817466cbSJens Wiklander } 1811*817466cbSJens Wiklander 1812*817466cbSJens Wiklander /* 1813*817466cbSJens Wiklander * Greatest common divisor: G = gcd(A, B) (HAC 14.54) 1814*817466cbSJens Wiklander */ 1815*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_gcd( mbedtls_mpi *G, const mbedtls_mpi *A, const mbedtls_mpi *B ) 1816*817466cbSJens Wiklander { 1817*817466cbSJens Wiklander int ret; 1818*817466cbSJens Wiklander size_t lz, lzt; 1819*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi TG, TA, TB; 1820*817466cbSJens Wiklander 1821*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_init( &TG ); mbedtls_mpi_init( &TA ); mbedtls_mpi_init( &TB ); 1822*817466cbSJens Wiklander 1823*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_copy( &TA, A ) ); 1824*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_copy( &TB, B ) ); 1825*817466cbSJens Wiklander 1826*817466cbSJens Wiklander lz = mbedtls_mpi_lsb( &TA ); 1827*817466cbSJens Wiklander lzt = mbedtls_mpi_lsb( &TB ); 1828*817466cbSJens Wiklander 1829*817466cbSJens Wiklander if( lzt < lz ) 1830*817466cbSJens Wiklander lz = lzt; 1831*817466cbSJens Wiklander 1832*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_shift_r( &TA, lz ) ); 1833*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_shift_r( &TB, lz ) ); 1834*817466cbSJens Wiklander 1835*817466cbSJens Wiklander TA.s = TB.s = 1; 1836*817466cbSJens Wiklander 1837*817466cbSJens Wiklander while( mbedtls_mpi_cmp_int( &TA, 0 ) != 0 ) 1838*817466cbSJens Wiklander { 1839*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_shift_r( &TA, mbedtls_mpi_lsb( &TA ) ) ); 1840*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_shift_r( &TB, mbedtls_mpi_lsb( &TB ) ) ); 1841*817466cbSJens Wiklander 1842*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_mpi( &TA, &TB ) >= 0 ) 1843*817466cbSJens Wiklander { 1844*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_sub_abs( &TA, &TA, &TB ) ); 1845*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_shift_r( &TA, 1 ) ); 1846*817466cbSJens Wiklander } 1847*817466cbSJens Wiklander else 1848*817466cbSJens Wiklander { 1849*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_sub_abs( &TB, &TB, &TA ) ); 1850*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_shift_r( &TB, 1 ) ); 1851*817466cbSJens Wiklander } 1852*817466cbSJens Wiklander } 1853*817466cbSJens Wiklander 1854*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_shift_l( &TB, lz ) ); 1855*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_copy( G, &TB ) ); 1856*817466cbSJens Wiklander 1857*817466cbSJens Wiklander cleanup: 1858*817466cbSJens Wiklander 1859*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_free( &TG ); mbedtls_mpi_free( &TA ); mbedtls_mpi_free( &TB ); 1860*817466cbSJens Wiklander 1861*817466cbSJens Wiklander return( ret ); 1862*817466cbSJens Wiklander } 1863*817466cbSJens Wiklander 1864*817466cbSJens Wiklander /* 1865*817466cbSJens Wiklander * Fill X with size bytes of random. 1866*817466cbSJens Wiklander * 1867*817466cbSJens Wiklander * Use a temporary bytes representation to make sure the result is the same 1868*817466cbSJens Wiklander * regardless of the platform endianness (useful when f_rng is actually 1869*817466cbSJens Wiklander * deterministic, eg for tests). 1870*817466cbSJens Wiklander */ 1871*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_fill_random( mbedtls_mpi *X, size_t size, 1872*817466cbSJens Wiklander int (*f_rng)(void *, unsigned char *, size_t), 1873*817466cbSJens Wiklander void *p_rng ) 1874*817466cbSJens Wiklander { 1875*817466cbSJens Wiklander int ret; 1876*817466cbSJens Wiklander unsigned char buf[MBEDTLS_MPI_MAX_SIZE]; 1877*817466cbSJens Wiklander 1878*817466cbSJens Wiklander if( size > MBEDTLS_MPI_MAX_SIZE ) 1879*817466cbSJens Wiklander return( MBEDTLS_ERR_MPI_BAD_INPUT_DATA ); 1880*817466cbSJens Wiklander 1881*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( f_rng( p_rng, buf, size ) ); 1882*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_read_binary( X, buf, size ) ); 1883*817466cbSJens Wiklander 1884*817466cbSJens Wiklander cleanup: 1885*817466cbSJens Wiklander return( ret ); 1886*817466cbSJens Wiklander } 1887*817466cbSJens Wiklander 1888*817466cbSJens Wiklander /* 1889*817466cbSJens Wiklander * Modular inverse: X = A^-1 mod N (HAC 14.61 / 14.64) 1890*817466cbSJens Wiklander */ 1891*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_inv_mod( mbedtls_mpi *X, const mbedtls_mpi *A, const mbedtls_mpi *N ) 1892*817466cbSJens Wiklander { 1893*817466cbSJens Wiklander int ret; 1894*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi G, TA, TU, U1, U2, TB, TV, V1, V2; 1895*817466cbSJens Wiklander 1896*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_int( N, 1 ) <= 0 ) 1897*817466cbSJens Wiklander return( MBEDTLS_ERR_MPI_BAD_INPUT_DATA ); 1898*817466cbSJens Wiklander 1899*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_init( &TA ); mbedtls_mpi_init( &TU ); mbedtls_mpi_init( &U1 ); mbedtls_mpi_init( &U2 ); 1900*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_init( &G ); mbedtls_mpi_init( &TB ); mbedtls_mpi_init( &TV ); 1901*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_init( &V1 ); mbedtls_mpi_init( &V2 ); 1902*817466cbSJens Wiklander 1903*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_gcd( &G, A, N ) ); 1904*817466cbSJens Wiklander 1905*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_int( &G, 1 ) != 0 ) 1906*817466cbSJens Wiklander { 1907*817466cbSJens Wiklander ret = MBEDTLS_ERR_MPI_NOT_ACCEPTABLE; 1908*817466cbSJens Wiklander goto cleanup; 1909*817466cbSJens Wiklander } 1910*817466cbSJens Wiklander 1911*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_mod_mpi( &TA, A, N ) ); 1912*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_copy( &TU, &TA ) ); 1913*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_copy( &TB, N ) ); 1914*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_copy( &TV, N ) ); 1915*817466cbSJens Wiklander 1916*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_lset( &U1, 1 ) ); 1917*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_lset( &U2, 0 ) ); 1918*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_lset( &V1, 0 ) ); 1919*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_lset( &V2, 1 ) ); 1920*817466cbSJens Wiklander 1921*817466cbSJens Wiklander do 1922*817466cbSJens Wiklander { 1923*817466cbSJens Wiklander while( ( TU.p[0] & 1 ) == 0 ) 1924*817466cbSJens Wiklander { 1925*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_shift_r( &TU, 1 ) ); 1926*817466cbSJens Wiklander 1927*817466cbSJens Wiklander if( ( U1.p[0] & 1 ) != 0 || ( U2.p[0] & 1 ) != 0 ) 1928*817466cbSJens Wiklander { 1929*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_add_mpi( &U1, &U1, &TB ) ); 1930*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_sub_mpi( &U2, &U2, &TA ) ); 1931*817466cbSJens Wiklander } 1932*817466cbSJens Wiklander 1933*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_shift_r( &U1, 1 ) ); 1934*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_shift_r( &U2, 1 ) ); 1935*817466cbSJens Wiklander } 1936*817466cbSJens Wiklander 1937*817466cbSJens Wiklander while( ( TV.p[0] & 1 ) == 0 ) 1938*817466cbSJens Wiklander { 1939*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_shift_r( &TV, 1 ) ); 1940*817466cbSJens Wiklander 1941*817466cbSJens Wiklander if( ( V1.p[0] & 1 ) != 0 || ( V2.p[0] & 1 ) != 0 ) 1942*817466cbSJens Wiklander { 1943*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_add_mpi( &V1, &V1, &TB ) ); 1944*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_sub_mpi( &V2, &V2, &TA ) ); 1945*817466cbSJens Wiklander } 1946*817466cbSJens Wiklander 1947*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_shift_r( &V1, 1 ) ); 1948*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_shift_r( &V2, 1 ) ); 1949*817466cbSJens Wiklander } 1950*817466cbSJens Wiklander 1951*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_mpi( &TU, &TV ) >= 0 ) 1952*817466cbSJens Wiklander { 1953*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_sub_mpi( &TU, &TU, &TV ) ); 1954*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_sub_mpi( &U1, &U1, &V1 ) ); 1955*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_sub_mpi( &U2, &U2, &V2 ) ); 1956*817466cbSJens Wiklander } 1957*817466cbSJens Wiklander else 1958*817466cbSJens Wiklander { 1959*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_sub_mpi( &TV, &TV, &TU ) ); 1960*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_sub_mpi( &V1, &V1, &U1 ) ); 1961*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_sub_mpi( &V2, &V2, &U2 ) ); 1962*817466cbSJens Wiklander } 1963*817466cbSJens Wiklander } 1964*817466cbSJens Wiklander while( mbedtls_mpi_cmp_int( &TU, 0 ) != 0 ); 1965*817466cbSJens Wiklander 1966*817466cbSJens Wiklander while( mbedtls_mpi_cmp_int( &V1, 0 ) < 0 ) 1967*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_add_mpi( &V1, &V1, N ) ); 1968*817466cbSJens Wiklander 1969*817466cbSJens Wiklander while( mbedtls_mpi_cmp_mpi( &V1, N ) >= 0 ) 1970*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_sub_mpi( &V1, &V1, N ) ); 1971*817466cbSJens Wiklander 1972*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_copy( X, &V1 ) ); 1973*817466cbSJens Wiklander 1974*817466cbSJens Wiklander cleanup: 1975*817466cbSJens Wiklander 1976*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_free( &TA ); mbedtls_mpi_free( &TU ); mbedtls_mpi_free( &U1 ); mbedtls_mpi_free( &U2 ); 1977*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_free( &G ); mbedtls_mpi_free( &TB ); mbedtls_mpi_free( &TV ); 1978*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_free( &V1 ); mbedtls_mpi_free( &V2 ); 1979*817466cbSJens Wiklander 1980*817466cbSJens Wiklander return( ret ); 1981*817466cbSJens Wiklander } 1982*817466cbSJens Wiklander 1983*817466cbSJens Wiklander #if defined(MBEDTLS_GENPRIME) 1984*817466cbSJens Wiklander 1985*817466cbSJens Wiklander static const int small_prime[] = 1986*817466cbSJens Wiklander { 1987*817466cbSJens Wiklander 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 1988*817466cbSJens Wiklander 29, 31, 37, 41, 43, 47, 53, 59, 1989*817466cbSJens Wiklander 61, 67, 71, 73, 79, 83, 89, 97, 1990*817466cbSJens Wiklander 101, 103, 107, 109, 113, 127, 131, 137, 1991*817466cbSJens Wiklander 139, 149, 151, 157, 163, 167, 173, 179, 1992*817466cbSJens Wiklander 181, 191, 193, 197, 199, 211, 223, 227, 1993*817466cbSJens Wiklander 229, 233, 239, 241, 251, 257, 263, 269, 1994*817466cbSJens Wiklander 271, 277, 281, 283, 293, 307, 311, 313, 1995*817466cbSJens Wiklander 317, 331, 337, 347, 349, 353, 359, 367, 1996*817466cbSJens Wiklander 373, 379, 383, 389, 397, 401, 409, 419, 1997*817466cbSJens Wiklander 421, 431, 433, 439, 443, 449, 457, 461, 1998*817466cbSJens Wiklander 463, 467, 479, 487, 491, 499, 503, 509, 1999*817466cbSJens Wiklander 521, 523, 541, 547, 557, 563, 569, 571, 2000*817466cbSJens Wiklander 577, 587, 593, 599, 601, 607, 613, 617, 2001*817466cbSJens Wiklander 619, 631, 641, 643, 647, 653, 659, 661, 2002*817466cbSJens Wiklander 673, 677, 683, 691, 701, 709, 719, 727, 2003*817466cbSJens Wiklander 733, 739, 743, 751, 757, 761, 769, 773, 2004*817466cbSJens Wiklander 787, 797, 809, 811, 821, 823, 827, 829, 2005*817466cbSJens Wiklander 839, 853, 857, 859, 863, 877, 881, 883, 2006*817466cbSJens Wiklander 887, 907, 911, 919, 929, 937, 941, 947, 2007*817466cbSJens Wiklander 953, 967, 971, 977, 983, 991, 997, -103 2008*817466cbSJens Wiklander }; 2009*817466cbSJens Wiklander 2010*817466cbSJens Wiklander /* 2011*817466cbSJens Wiklander * Small divisors test (X must be positive) 2012*817466cbSJens Wiklander * 2013*817466cbSJens Wiklander * Return values: 2014*817466cbSJens Wiklander * 0: no small factor (possible prime, more tests needed) 2015*817466cbSJens Wiklander * 1: certain prime 2016*817466cbSJens Wiklander * MBEDTLS_ERR_MPI_NOT_ACCEPTABLE: certain non-prime 2017*817466cbSJens Wiklander * other negative: error 2018*817466cbSJens Wiklander */ 2019*817466cbSJens Wiklander static int mpi_check_small_factors( const mbedtls_mpi *X ) 2020*817466cbSJens Wiklander { 2021*817466cbSJens Wiklander int ret = 0; 2022*817466cbSJens Wiklander size_t i; 2023*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_uint r; 2024*817466cbSJens Wiklander 2025*817466cbSJens Wiklander if( ( X->p[0] & 1 ) == 0 ) 2026*817466cbSJens Wiklander return( MBEDTLS_ERR_MPI_NOT_ACCEPTABLE ); 2027*817466cbSJens Wiklander 2028*817466cbSJens Wiklander for( i = 0; small_prime[i] > 0; i++ ) 2029*817466cbSJens Wiklander { 2030*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_int( X, small_prime[i] ) <= 0 ) 2031*817466cbSJens Wiklander return( 1 ); 2032*817466cbSJens Wiklander 2033*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_mod_int( &r, X, small_prime[i] ) ); 2034*817466cbSJens Wiklander 2035*817466cbSJens Wiklander if( r == 0 ) 2036*817466cbSJens Wiklander return( MBEDTLS_ERR_MPI_NOT_ACCEPTABLE ); 2037*817466cbSJens Wiklander } 2038*817466cbSJens Wiklander 2039*817466cbSJens Wiklander cleanup: 2040*817466cbSJens Wiklander return( ret ); 2041*817466cbSJens Wiklander } 2042*817466cbSJens Wiklander 2043*817466cbSJens Wiklander /* 2044*817466cbSJens Wiklander * Miller-Rabin pseudo-primality test (HAC 4.24) 2045*817466cbSJens Wiklander */ 2046*817466cbSJens Wiklander static int mpi_miller_rabin( const mbedtls_mpi *X, 2047*817466cbSJens Wiklander int (*f_rng)(void *, unsigned char *, size_t), 2048*817466cbSJens Wiklander void *p_rng ) 2049*817466cbSJens Wiklander { 2050*817466cbSJens Wiklander int ret, count; 2051*817466cbSJens Wiklander size_t i, j, k, n, s; 2052*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi W, R, T, A, RR; 2053*817466cbSJens Wiklander 2054*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_init( &W ); mbedtls_mpi_init( &R ); mbedtls_mpi_init( &T ); mbedtls_mpi_init( &A ); 2055*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_init( &RR ); 2056*817466cbSJens Wiklander 2057*817466cbSJens Wiklander /* 2058*817466cbSJens Wiklander * W = |X| - 1 2059*817466cbSJens Wiklander * R = W >> lsb( W ) 2060*817466cbSJens Wiklander */ 2061*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_sub_int( &W, X, 1 ) ); 2062*817466cbSJens Wiklander s = mbedtls_mpi_lsb( &W ); 2063*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_copy( &R, &W ) ); 2064*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_shift_r( &R, s ) ); 2065*817466cbSJens Wiklander 2066*817466cbSJens Wiklander i = mbedtls_mpi_bitlen( X ); 2067*817466cbSJens Wiklander /* 2068*817466cbSJens Wiklander * HAC, table 4.4 2069*817466cbSJens Wiklander */ 2070*817466cbSJens Wiklander n = ( ( i >= 1300 ) ? 2 : ( i >= 850 ) ? 3 : 2071*817466cbSJens Wiklander ( i >= 650 ) ? 4 : ( i >= 350 ) ? 8 : 2072*817466cbSJens Wiklander ( i >= 250 ) ? 12 : ( i >= 150 ) ? 18 : 27 ); 2073*817466cbSJens Wiklander 2074*817466cbSJens Wiklander for( i = 0; i < n; i++ ) 2075*817466cbSJens Wiklander { 2076*817466cbSJens Wiklander /* 2077*817466cbSJens Wiklander * pick a random A, 1 < A < |X| - 1 2078*817466cbSJens Wiklander */ 2079*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_fill_random( &A, X->n * ciL, f_rng, p_rng ) ); 2080*817466cbSJens Wiklander 2081*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_mpi( &A, &W ) >= 0 ) 2082*817466cbSJens Wiklander { 2083*817466cbSJens Wiklander j = mbedtls_mpi_bitlen( &A ) - mbedtls_mpi_bitlen( &W ); 2084*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_shift_r( &A, j + 1 ) ); 2085*817466cbSJens Wiklander } 2086*817466cbSJens Wiklander A.p[0] |= 3; 2087*817466cbSJens Wiklander 2088*817466cbSJens Wiklander count = 0; 2089*817466cbSJens Wiklander do { 2090*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_fill_random( &A, X->n * ciL, f_rng, p_rng ) ); 2091*817466cbSJens Wiklander 2092*817466cbSJens Wiklander j = mbedtls_mpi_bitlen( &A ); 2093*817466cbSJens Wiklander k = mbedtls_mpi_bitlen( &W ); 2094*817466cbSJens Wiklander if (j > k) { 2095*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_shift_r( &A, j - k ) ); 2096*817466cbSJens Wiklander } 2097*817466cbSJens Wiklander 2098*817466cbSJens Wiklander if (count++ > 30) { 2099*817466cbSJens Wiklander return MBEDTLS_ERR_MPI_NOT_ACCEPTABLE; 2100*817466cbSJens Wiklander } 2101*817466cbSJens Wiklander 2102*817466cbSJens Wiklander } while ( mbedtls_mpi_cmp_mpi( &A, &W ) >= 0 || 2103*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_cmp_int( &A, 1 ) <= 0 ); 2104*817466cbSJens Wiklander 2105*817466cbSJens Wiklander /* 2106*817466cbSJens Wiklander * A = A^R mod |X| 2107*817466cbSJens Wiklander */ 2108*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_exp_mod( &A, &A, &R, X, &RR ) ); 2109*817466cbSJens Wiklander 2110*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_mpi( &A, &W ) == 0 || 2111*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_cmp_int( &A, 1 ) == 0 ) 2112*817466cbSJens Wiklander continue; 2113*817466cbSJens Wiklander 2114*817466cbSJens Wiklander j = 1; 2115*817466cbSJens Wiklander while( j < s && mbedtls_mpi_cmp_mpi( &A, &W ) != 0 ) 2116*817466cbSJens Wiklander { 2117*817466cbSJens Wiklander /* 2118*817466cbSJens Wiklander * A = A * A mod |X| 2119*817466cbSJens Wiklander */ 2120*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_mul_mpi( &T, &A, &A ) ); 2121*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_mod_mpi( &A, &T, X ) ); 2122*817466cbSJens Wiklander 2123*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_int( &A, 1 ) == 0 ) 2124*817466cbSJens Wiklander break; 2125*817466cbSJens Wiklander 2126*817466cbSJens Wiklander j++; 2127*817466cbSJens Wiklander } 2128*817466cbSJens Wiklander 2129*817466cbSJens Wiklander /* 2130*817466cbSJens Wiklander * not prime if A != |X| - 1 or A == 1 2131*817466cbSJens Wiklander */ 2132*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_mpi( &A, &W ) != 0 || 2133*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_cmp_int( &A, 1 ) == 0 ) 2134*817466cbSJens Wiklander { 2135*817466cbSJens Wiklander ret = MBEDTLS_ERR_MPI_NOT_ACCEPTABLE; 2136*817466cbSJens Wiklander break; 2137*817466cbSJens Wiklander } 2138*817466cbSJens Wiklander } 2139*817466cbSJens Wiklander 2140*817466cbSJens Wiklander cleanup: 2141*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_free( &W ); mbedtls_mpi_free( &R ); mbedtls_mpi_free( &T ); mbedtls_mpi_free( &A ); 2142*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_free( &RR ); 2143*817466cbSJens Wiklander 2144*817466cbSJens Wiklander return( ret ); 2145*817466cbSJens Wiklander } 2146*817466cbSJens Wiklander 2147*817466cbSJens Wiklander /* 2148*817466cbSJens Wiklander * Pseudo-primality test: small factors, then Miller-Rabin 2149*817466cbSJens Wiklander */ 2150*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_is_prime( const mbedtls_mpi *X, 2151*817466cbSJens Wiklander int (*f_rng)(void *, unsigned char *, size_t), 2152*817466cbSJens Wiklander void *p_rng ) 2153*817466cbSJens Wiklander { 2154*817466cbSJens Wiklander int ret; 2155*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi XX; 2156*817466cbSJens Wiklander 2157*817466cbSJens Wiklander XX.s = 1; 2158*817466cbSJens Wiklander XX.n = X->n; 2159*817466cbSJens Wiklander XX.p = X->p; 2160*817466cbSJens Wiklander 2161*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_int( &XX, 0 ) == 0 || 2162*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_cmp_int( &XX, 1 ) == 0 ) 2163*817466cbSJens Wiklander return( MBEDTLS_ERR_MPI_NOT_ACCEPTABLE ); 2164*817466cbSJens Wiklander 2165*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_int( &XX, 2 ) == 0 ) 2166*817466cbSJens Wiklander return( 0 ); 2167*817466cbSJens Wiklander 2168*817466cbSJens Wiklander if( ( ret = mpi_check_small_factors( &XX ) ) != 0 ) 2169*817466cbSJens Wiklander { 2170*817466cbSJens Wiklander if( ret == 1 ) 2171*817466cbSJens Wiklander return( 0 ); 2172*817466cbSJens Wiklander 2173*817466cbSJens Wiklander return( ret ); 2174*817466cbSJens Wiklander } 2175*817466cbSJens Wiklander 2176*817466cbSJens Wiklander return( mpi_miller_rabin( &XX, f_rng, p_rng ) ); 2177*817466cbSJens Wiklander } 2178*817466cbSJens Wiklander 2179*817466cbSJens Wiklander /* 2180*817466cbSJens Wiklander * Prime number generation 2181*817466cbSJens Wiklander */ 2182*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_gen_prime( mbedtls_mpi *X, size_t nbits, int dh_flag, 2183*817466cbSJens Wiklander int (*f_rng)(void *, unsigned char *, size_t), 2184*817466cbSJens Wiklander void *p_rng ) 2185*817466cbSJens Wiklander { 2186*817466cbSJens Wiklander int ret; 2187*817466cbSJens Wiklander size_t k, n; 2188*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_uint r; 2189*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi Y; 2190*817466cbSJens Wiklander 2191*817466cbSJens Wiklander if( nbits < 3 || nbits > MBEDTLS_MPI_MAX_BITS ) 2192*817466cbSJens Wiklander return( MBEDTLS_ERR_MPI_BAD_INPUT_DATA ); 2193*817466cbSJens Wiklander 2194*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_init( &Y ); 2195*817466cbSJens Wiklander 2196*817466cbSJens Wiklander n = BITS_TO_LIMBS( nbits ); 2197*817466cbSJens Wiklander 2198*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_fill_random( X, n * ciL, f_rng, p_rng ) ); 2199*817466cbSJens Wiklander 2200*817466cbSJens Wiklander k = mbedtls_mpi_bitlen( X ); 2201*817466cbSJens Wiklander if( k > nbits ) MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_shift_r( X, k - nbits + 1 ) ); 2202*817466cbSJens Wiklander 2203*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_set_bit( X, nbits-1, 1 ); 2204*817466cbSJens Wiklander 2205*817466cbSJens Wiklander X->p[0] |= 1; 2206*817466cbSJens Wiklander 2207*817466cbSJens Wiklander if( dh_flag == 0 ) 2208*817466cbSJens Wiklander { 2209*817466cbSJens Wiklander while( ( ret = mbedtls_mpi_is_prime( X, f_rng, p_rng ) ) != 0 ) 2210*817466cbSJens Wiklander { 2211*817466cbSJens Wiklander if( ret != MBEDTLS_ERR_MPI_NOT_ACCEPTABLE ) 2212*817466cbSJens Wiklander goto cleanup; 2213*817466cbSJens Wiklander 2214*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_add_int( X, X, 2 ) ); 2215*817466cbSJens Wiklander } 2216*817466cbSJens Wiklander } 2217*817466cbSJens Wiklander else 2218*817466cbSJens Wiklander { 2219*817466cbSJens Wiklander /* 2220*817466cbSJens Wiklander * An necessary condition for Y and X = 2Y + 1 to be prime 2221*817466cbSJens Wiklander * is X = 2 mod 3 (which is equivalent to Y = 2 mod 3). 2222*817466cbSJens Wiklander * Make sure it is satisfied, while keeping X = 3 mod 4 2223*817466cbSJens Wiklander */ 2224*817466cbSJens Wiklander 2225*817466cbSJens Wiklander X->p[0] |= 2; 2226*817466cbSJens Wiklander 2227*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_mod_int( &r, X, 3 ) ); 2228*817466cbSJens Wiklander if( r == 0 ) 2229*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_add_int( X, X, 8 ) ); 2230*817466cbSJens Wiklander else if( r == 1 ) 2231*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_add_int( X, X, 4 ) ); 2232*817466cbSJens Wiklander 2233*817466cbSJens Wiklander /* Set Y = (X-1) / 2, which is X / 2 because X is odd */ 2234*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_copy( &Y, X ) ); 2235*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_shift_r( &Y, 1 ) ); 2236*817466cbSJens Wiklander 2237*817466cbSJens Wiklander while( 1 ) 2238*817466cbSJens Wiklander { 2239*817466cbSJens Wiklander /* 2240*817466cbSJens Wiklander * First, check small factors for X and Y 2241*817466cbSJens Wiklander * before doing Miller-Rabin on any of them 2242*817466cbSJens Wiklander */ 2243*817466cbSJens Wiklander if( ( ret = mpi_check_small_factors( X ) ) == 0 && 2244*817466cbSJens Wiklander ( ret = mpi_check_small_factors( &Y ) ) == 0 && 2245*817466cbSJens Wiklander ( ret = mpi_miller_rabin( X, f_rng, p_rng ) ) == 0 && 2246*817466cbSJens Wiklander ( ret = mpi_miller_rabin( &Y, f_rng, p_rng ) ) == 0 ) 2247*817466cbSJens Wiklander { 2248*817466cbSJens Wiklander break; 2249*817466cbSJens Wiklander } 2250*817466cbSJens Wiklander 2251*817466cbSJens Wiklander if( ret != MBEDTLS_ERR_MPI_NOT_ACCEPTABLE ) 2252*817466cbSJens Wiklander goto cleanup; 2253*817466cbSJens Wiklander 2254*817466cbSJens Wiklander /* 2255*817466cbSJens Wiklander * Next candidates. We want to preserve Y = (X-1) / 2 and 2256*817466cbSJens Wiklander * Y = 1 mod 2 and Y = 2 mod 3 (eq X = 3 mod 4 and X = 2 mod 3) 2257*817466cbSJens Wiklander * so up Y by 6 and X by 12. 2258*817466cbSJens Wiklander */ 2259*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_add_int( X, X, 12 ) ); 2260*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_add_int( &Y, &Y, 6 ) ); 2261*817466cbSJens Wiklander } 2262*817466cbSJens Wiklander } 2263*817466cbSJens Wiklander 2264*817466cbSJens Wiklander cleanup: 2265*817466cbSJens Wiklander 2266*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_free( &Y ); 2267*817466cbSJens Wiklander 2268*817466cbSJens Wiklander return( ret ); 2269*817466cbSJens Wiklander } 2270*817466cbSJens Wiklander 2271*817466cbSJens Wiklander #endif /* MBEDTLS_GENPRIME */ 2272*817466cbSJens Wiklander 2273*817466cbSJens Wiklander #if defined(MBEDTLS_SELF_TEST) 2274*817466cbSJens Wiklander 2275*817466cbSJens Wiklander #define GCD_PAIR_COUNT 3 2276*817466cbSJens Wiklander 2277*817466cbSJens Wiklander static const int gcd_pairs[GCD_PAIR_COUNT][3] = 2278*817466cbSJens Wiklander { 2279*817466cbSJens Wiklander { 693, 609, 21 }, 2280*817466cbSJens Wiklander { 1764, 868, 28 }, 2281*817466cbSJens Wiklander { 768454923, 542167814, 1 } 2282*817466cbSJens Wiklander }; 2283*817466cbSJens Wiklander 2284*817466cbSJens Wiklander /* 2285*817466cbSJens Wiklander * Checkup routine 2286*817466cbSJens Wiklander */ 2287*817466cbSJens Wiklander int mbedtls_mpi_self_test( int verbose ) 2288*817466cbSJens Wiklander { 2289*817466cbSJens Wiklander int ret, i; 2290*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi A, E, N, X, Y, U, V; 2291*817466cbSJens Wiklander 2292*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_init( &A ); mbedtls_mpi_init( &E ); mbedtls_mpi_init( &N ); mbedtls_mpi_init( &X ); 2293*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_init( &Y ); mbedtls_mpi_init( &U ); mbedtls_mpi_init( &V ); 2294*817466cbSJens Wiklander 2295*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_read_string( &A, 16, 2296*817466cbSJens Wiklander "EFE021C2645FD1DC586E69184AF4A31E" \ 2297*817466cbSJens Wiklander "D5F53E93B5F123FA41680867BA110131" \ 2298*817466cbSJens Wiklander "944FE7952E2517337780CB0DB80E61AA" \ 2299*817466cbSJens Wiklander "E7C8DDC6C5C6AADEB34EB38A2F40D5E6" ) ); 2300*817466cbSJens Wiklander 2301*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_read_string( &E, 16, 2302*817466cbSJens Wiklander "B2E7EFD37075B9F03FF989C7C5051C20" \ 2303*817466cbSJens Wiklander "34D2A323810251127E7BF8625A4F49A5" \ 2304*817466cbSJens Wiklander "F3E27F4DA8BD59C47D6DAABA4C8127BD" \ 2305*817466cbSJens Wiklander "5B5C25763222FEFCCFC38B832366C29E" ) ); 2306*817466cbSJens Wiklander 2307*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_read_string( &N, 16, 2308*817466cbSJens Wiklander "0066A198186C18C10B2F5ED9B522752A" \ 2309*817466cbSJens Wiklander "9830B69916E535C8F047518A889A43A5" \ 2310*817466cbSJens Wiklander "94B6BED27A168D31D4A52F88925AA8F5" ) ); 2311*817466cbSJens Wiklander 2312*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_mul_mpi( &X, &A, &N ) ); 2313*817466cbSJens Wiklander 2314*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_read_string( &U, 16, 2315*817466cbSJens Wiklander "602AB7ECA597A3D6B56FF9829A5E8B85" \ 2316*817466cbSJens Wiklander "9E857EA95A03512E2BAE7391688D264A" \ 2317*817466cbSJens Wiklander "A5663B0341DB9CCFD2C4C5F421FEC814" \ 2318*817466cbSJens Wiklander "8001B72E848A38CAE1C65F78E56ABDEF" \ 2319*817466cbSJens Wiklander "E12D3C039B8A02D6BE593F0BBBDA56F1" \ 2320*817466cbSJens Wiklander "ECF677152EF804370C1A305CAF3B5BF1" \ 2321*817466cbSJens Wiklander "30879B56C61DE584A0F53A2447A51E" ) ); 2322*817466cbSJens Wiklander 2323*817466cbSJens Wiklander if( verbose != 0 ) 2324*817466cbSJens Wiklander mbedtls_printf( " MPI test #1 (mul_mpi): " ); 2325*817466cbSJens Wiklander 2326*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_mpi( &X, &U ) != 0 ) 2327*817466cbSJens Wiklander { 2328*817466cbSJens Wiklander if( verbose != 0 ) 2329*817466cbSJens Wiklander mbedtls_printf( "failed\n" ); 2330*817466cbSJens Wiklander 2331*817466cbSJens Wiklander ret = 1; 2332*817466cbSJens Wiklander goto cleanup; 2333*817466cbSJens Wiklander } 2334*817466cbSJens Wiklander 2335*817466cbSJens Wiklander if( verbose != 0 ) 2336*817466cbSJens Wiklander mbedtls_printf( "passed\n" ); 2337*817466cbSJens Wiklander 2338*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_div_mpi( &X, &Y, &A, &N ) ); 2339*817466cbSJens Wiklander 2340*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_read_string( &U, 16, 2341*817466cbSJens Wiklander "256567336059E52CAE22925474705F39A94" ) ); 2342*817466cbSJens Wiklander 2343*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_read_string( &V, 16, 2344*817466cbSJens Wiklander "6613F26162223DF488E9CD48CC132C7A" \ 2345*817466cbSJens Wiklander "0AC93C701B001B092E4E5B9F73BCD27B" \ 2346*817466cbSJens Wiklander "9EE50D0657C77F374E903CDFA4C642" ) ); 2347*817466cbSJens Wiklander 2348*817466cbSJens Wiklander if( verbose != 0 ) 2349*817466cbSJens Wiklander mbedtls_printf( " MPI test #2 (div_mpi): " ); 2350*817466cbSJens Wiklander 2351*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_mpi( &X, &U ) != 0 || 2352*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_cmp_mpi( &Y, &V ) != 0 ) 2353*817466cbSJens Wiklander { 2354*817466cbSJens Wiklander if( verbose != 0 ) 2355*817466cbSJens Wiklander mbedtls_printf( "failed\n" ); 2356*817466cbSJens Wiklander 2357*817466cbSJens Wiklander ret = 1; 2358*817466cbSJens Wiklander goto cleanup; 2359*817466cbSJens Wiklander } 2360*817466cbSJens Wiklander 2361*817466cbSJens Wiklander if( verbose != 0 ) 2362*817466cbSJens Wiklander mbedtls_printf( "passed\n" ); 2363*817466cbSJens Wiklander 2364*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_exp_mod( &X, &A, &E, &N, NULL ) ); 2365*817466cbSJens Wiklander 2366*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_read_string( &U, 16, 2367*817466cbSJens Wiklander "36E139AEA55215609D2816998ED020BB" \ 2368*817466cbSJens Wiklander "BD96C37890F65171D948E9BC7CBAA4D9" \ 2369*817466cbSJens Wiklander "325D24D6A3C12710F10A09FA08AB87" ) ); 2370*817466cbSJens Wiklander 2371*817466cbSJens Wiklander if( verbose != 0 ) 2372*817466cbSJens Wiklander mbedtls_printf( " MPI test #3 (exp_mod): " ); 2373*817466cbSJens Wiklander 2374*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_mpi( &X, &U ) != 0 ) 2375*817466cbSJens Wiklander { 2376*817466cbSJens Wiklander if( verbose != 0 ) 2377*817466cbSJens Wiklander mbedtls_printf( "failed\n" ); 2378*817466cbSJens Wiklander 2379*817466cbSJens Wiklander ret = 1; 2380*817466cbSJens Wiklander goto cleanup; 2381*817466cbSJens Wiklander } 2382*817466cbSJens Wiklander 2383*817466cbSJens Wiklander if( verbose != 0 ) 2384*817466cbSJens Wiklander mbedtls_printf( "passed\n" ); 2385*817466cbSJens Wiklander 2386*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_inv_mod( &X, &A, &N ) ); 2387*817466cbSJens Wiklander 2388*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_read_string( &U, 16, 2389*817466cbSJens Wiklander "003A0AAEDD7E784FC07D8F9EC6E3BFD5" \ 2390*817466cbSJens Wiklander "C3DBA76456363A10869622EAC2DD84EC" \ 2391*817466cbSJens Wiklander "C5B8A74DAC4D09E03B5E0BE779F2DF61" ) ); 2392*817466cbSJens Wiklander 2393*817466cbSJens Wiklander if( verbose != 0 ) 2394*817466cbSJens Wiklander mbedtls_printf( " MPI test #4 (inv_mod): " ); 2395*817466cbSJens Wiklander 2396*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_mpi( &X, &U ) != 0 ) 2397*817466cbSJens Wiklander { 2398*817466cbSJens Wiklander if( verbose != 0 ) 2399*817466cbSJens Wiklander mbedtls_printf( "failed\n" ); 2400*817466cbSJens Wiklander 2401*817466cbSJens Wiklander ret = 1; 2402*817466cbSJens Wiklander goto cleanup; 2403*817466cbSJens Wiklander } 2404*817466cbSJens Wiklander 2405*817466cbSJens Wiklander if( verbose != 0 ) 2406*817466cbSJens Wiklander mbedtls_printf( "passed\n" ); 2407*817466cbSJens Wiklander 2408*817466cbSJens Wiklander if( verbose != 0 ) 2409*817466cbSJens Wiklander mbedtls_printf( " MPI test #5 (simple gcd): " ); 2410*817466cbSJens Wiklander 2411*817466cbSJens Wiklander for( i = 0; i < GCD_PAIR_COUNT; i++ ) 2412*817466cbSJens Wiklander { 2413*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_lset( &X, gcd_pairs[i][0] ) ); 2414*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_lset( &Y, gcd_pairs[i][1] ) ); 2415*817466cbSJens Wiklander 2416*817466cbSJens Wiklander MBEDTLS_MPI_CHK( mbedtls_mpi_gcd( &A, &X, &Y ) ); 2417*817466cbSJens Wiklander 2418*817466cbSJens Wiklander if( mbedtls_mpi_cmp_int( &A, gcd_pairs[i][2] ) != 0 ) 2419*817466cbSJens Wiklander { 2420*817466cbSJens Wiklander if( verbose != 0 ) 2421*817466cbSJens Wiklander mbedtls_printf( "failed at %d\n", i ); 2422*817466cbSJens Wiklander 2423*817466cbSJens Wiklander ret = 1; 2424*817466cbSJens Wiklander goto cleanup; 2425*817466cbSJens Wiklander } 2426*817466cbSJens Wiklander } 2427*817466cbSJens Wiklander 2428*817466cbSJens Wiklander if( verbose != 0 ) 2429*817466cbSJens Wiklander mbedtls_printf( "passed\n" ); 2430*817466cbSJens Wiklander 2431*817466cbSJens Wiklander cleanup: 2432*817466cbSJens Wiklander 2433*817466cbSJens Wiklander if( ret != 0 && verbose != 0 ) 2434*817466cbSJens Wiklander mbedtls_printf( "Unexpected error, return code = %08X\n", ret ); 2435*817466cbSJens Wiklander 2436*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_free( &A ); mbedtls_mpi_free( &E ); mbedtls_mpi_free( &N ); mbedtls_mpi_free( &X ); 2437*817466cbSJens Wiklander mbedtls_mpi_free( &Y ); mbedtls_mpi_free( &U ); mbedtls_mpi_free( &V ); 2438*817466cbSJens Wiklander 2439*817466cbSJens Wiklander if( verbose != 0 ) 2440*817466cbSJens Wiklander mbedtls_printf( "\n" ); 2441*817466cbSJens Wiklander 2442*817466cbSJens Wiklander return( ret ); 2443*817466cbSJens Wiklander } 2444*817466cbSJens Wiklander 2445*817466cbSJens Wiklander #endif /* MBEDTLS_SELF_TEST */ 2446*817466cbSJens Wiklander 2447*817466cbSJens Wiklander #endif /* MBEDTLS_BIGNUM_C */ 2448