xref: /optee_os/lib/libmbedtls/mbedtls/library/bignum_mod_raw.c (revision 32b3180828fa15a49ccc86ecb4be9d274c140c89)
1*32b31808SJens Wiklander /*
2*32b31808SJens Wiklander  *  Low-level modular bignum functions
3*32b31808SJens Wiklander  *
4*32b31808SJens Wiklander  *  Copyright The Mbed TLS Contributors
5*32b31808SJens Wiklander  *  SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
6*32b31808SJens Wiklander  *
7*32b31808SJens Wiklander  *  Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); you may
8*32b31808SJens Wiklander  *  not use this file except in compliance with the License.
9*32b31808SJens Wiklander  *  You may obtain a copy of the License at
10*32b31808SJens Wiklander  *
11*32b31808SJens Wiklander  *  http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
12*32b31808SJens Wiklander  *
13*32b31808SJens Wiklander  *  Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
14*32b31808SJens Wiklander  *  distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, WITHOUT
15*32b31808SJens Wiklander  *  WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
16*32b31808SJens Wiklander  *  See the License for the specific language governing permissions and
17*32b31808SJens Wiklander  *  limitations under the License.
18*32b31808SJens Wiklander  */
19*32b31808SJens Wiklander 
20*32b31808SJens Wiklander #include "common.h"
21*32b31808SJens Wiklander 
22*32b31808SJens Wiklander #if defined(MBEDTLS_BIGNUM_C)
23*32b31808SJens Wiklander 
24*32b31808SJens Wiklander #include <string.h>
25*32b31808SJens Wiklander 
26*32b31808SJens Wiklander #include "mbedtls/error.h"
27*32b31808SJens Wiklander #include "mbedtls/platform_util.h"
28*32b31808SJens Wiklander 
29*32b31808SJens Wiklander #include "mbedtls/platform.h"
30*32b31808SJens Wiklander 
31*32b31808SJens Wiklander #include "bignum_core.h"
32*32b31808SJens Wiklander #include "bignum_mod_raw.h"
33*32b31808SJens Wiklander #include "bignum_mod.h"
34*32b31808SJens Wiklander #include "constant_time_internal.h"
35*32b31808SJens Wiklander 
36*32b31808SJens Wiklander #include "bignum_mod_raw_invasive.h"
37*32b31808SJens Wiklander 
38*32b31808SJens Wiklander void mbedtls_mpi_mod_raw_cond_assign(mbedtls_mpi_uint *X,
39*32b31808SJens Wiklander                                      const mbedtls_mpi_uint *A,
40*32b31808SJens Wiklander                                      const mbedtls_mpi_mod_modulus *N,
41*32b31808SJens Wiklander                                      unsigned char assign)
42*32b31808SJens Wiklander {
43*32b31808SJens Wiklander     mbedtls_mpi_core_cond_assign(X, A, N->limbs, assign);
44*32b31808SJens Wiklander }
45*32b31808SJens Wiklander 
46*32b31808SJens Wiklander void mbedtls_mpi_mod_raw_cond_swap(mbedtls_mpi_uint *X,
47*32b31808SJens Wiklander                                    mbedtls_mpi_uint *Y,
48*32b31808SJens Wiklander                                    const mbedtls_mpi_mod_modulus *N,
49*32b31808SJens Wiklander                                    unsigned char swap)
50*32b31808SJens Wiklander {
51*32b31808SJens Wiklander     mbedtls_mpi_core_cond_swap(X, Y, N->limbs, swap);
52*32b31808SJens Wiklander }
53*32b31808SJens Wiklander 
54*32b31808SJens Wiklander int mbedtls_mpi_mod_raw_read(mbedtls_mpi_uint *X,
55*32b31808SJens Wiklander                              const mbedtls_mpi_mod_modulus *N,
56*32b31808SJens Wiklander                              const unsigned char *input,
57*32b31808SJens Wiklander                              size_t input_length,
58*32b31808SJens Wiklander                              mbedtls_mpi_mod_ext_rep ext_rep)
59*32b31808SJens Wiklander {
60*32b31808SJens Wiklander     int ret = MBEDTLS_ERR_ERROR_CORRUPTION_DETECTED;
61*32b31808SJens Wiklander 
62*32b31808SJens Wiklander     switch (ext_rep) {
63*32b31808SJens Wiklander         case MBEDTLS_MPI_MOD_EXT_REP_LE:
64*32b31808SJens Wiklander             ret = mbedtls_mpi_core_read_le(X, N->limbs,
65*32b31808SJens Wiklander                                            input, input_length);
66*32b31808SJens Wiklander             break;
67*32b31808SJens Wiklander         case MBEDTLS_MPI_MOD_EXT_REP_BE:
68*32b31808SJens Wiklander             ret = mbedtls_mpi_core_read_be(X, N->limbs,
69*32b31808SJens Wiklander                                            input, input_length);
70*32b31808SJens Wiklander             break;
71*32b31808SJens Wiklander         default:
72*32b31808SJens Wiklander             return MBEDTLS_ERR_MPI_BAD_INPUT_DATA;
73*32b31808SJens Wiklander     }
74*32b31808SJens Wiklander 
75*32b31808SJens Wiklander     if (ret != 0) {
76*32b31808SJens Wiklander         goto cleanup;
77*32b31808SJens Wiklander     }
78*32b31808SJens Wiklander 
79*32b31808SJens Wiklander     if (!mbedtls_mpi_core_lt_ct(X, N->p, N->limbs)) {
80*32b31808SJens Wiklander         ret = MBEDTLS_ERR_MPI_BAD_INPUT_DATA;
81*32b31808SJens Wiklander         goto cleanup;
82*32b31808SJens Wiklander     }
83*32b31808SJens Wiklander 
84*32b31808SJens Wiklander cleanup:
85*32b31808SJens Wiklander 
86*32b31808SJens Wiklander     return ret;
87*32b31808SJens Wiklander }
88*32b31808SJens Wiklander 
89*32b31808SJens Wiklander int mbedtls_mpi_mod_raw_write(const mbedtls_mpi_uint *A,
90*32b31808SJens Wiklander                               const mbedtls_mpi_mod_modulus *N,
91*32b31808SJens Wiklander                               unsigned char *output,
92*32b31808SJens Wiklander                               size_t output_length,
93*32b31808SJens Wiklander                               mbedtls_mpi_mod_ext_rep ext_rep)
94*32b31808SJens Wiklander {
95*32b31808SJens Wiklander     switch (ext_rep) {
96*32b31808SJens Wiklander         case MBEDTLS_MPI_MOD_EXT_REP_LE:
97*32b31808SJens Wiklander             return mbedtls_mpi_core_write_le(A, N->limbs,
98*32b31808SJens Wiklander                                              output, output_length);
99*32b31808SJens Wiklander         case MBEDTLS_MPI_MOD_EXT_REP_BE:
100*32b31808SJens Wiklander             return mbedtls_mpi_core_write_be(A, N->limbs,
101*32b31808SJens Wiklander                                              output, output_length);
102*32b31808SJens Wiklander         default:
103*32b31808SJens Wiklander             return MBEDTLS_ERR_MPI_BAD_INPUT_DATA;
104*32b31808SJens Wiklander     }
105*32b31808SJens Wiklander }
106*32b31808SJens Wiklander 
107*32b31808SJens Wiklander /* BEGIN MERGE SLOT 1 */
108*32b31808SJens Wiklander 
109*32b31808SJens Wiklander /* END MERGE SLOT 1 */
110*32b31808SJens Wiklander 
111*32b31808SJens Wiklander /* BEGIN MERGE SLOT 2 */
112*32b31808SJens Wiklander 
113*32b31808SJens Wiklander void mbedtls_mpi_mod_raw_sub(mbedtls_mpi_uint *X,
114*32b31808SJens Wiklander                              const mbedtls_mpi_uint *A,
115*32b31808SJens Wiklander                              const mbedtls_mpi_uint *B,
116*32b31808SJens Wiklander                              const mbedtls_mpi_mod_modulus *N)
117*32b31808SJens Wiklander {
118*32b31808SJens Wiklander     mbedtls_mpi_uint c = mbedtls_mpi_core_sub(X, A, B, N->limbs);
119*32b31808SJens Wiklander 
120*32b31808SJens Wiklander     (void) mbedtls_mpi_core_add_if(X, N->p, N->limbs, (unsigned) c);
121*32b31808SJens Wiklander }
122*32b31808SJens Wiklander 
123*32b31808SJens Wiklander #if defined(MBEDTLS_TEST_HOOKS)
124*32b31808SJens Wiklander 
125*32b31808SJens Wiklander MBEDTLS_STATIC_TESTABLE
126*32b31808SJens Wiklander void mbedtls_mpi_mod_raw_fix_quasi_reduction(mbedtls_mpi_uint *X,
127*32b31808SJens Wiklander                                              const mbedtls_mpi_mod_modulus *N)
128*32b31808SJens Wiklander {
129*32b31808SJens Wiklander     mbedtls_mpi_uint c = mbedtls_mpi_core_sub(X, X, N->p, N->limbs);
130*32b31808SJens Wiklander 
131*32b31808SJens Wiklander     (void) mbedtls_mpi_core_add_if(X, N->p, N->limbs, (unsigned) c);
132*32b31808SJens Wiklander }
133*32b31808SJens Wiklander 
134*32b31808SJens Wiklander #endif /* MBEDTLS_TEST_HOOKS */
135*32b31808SJens Wiklander 
136*32b31808SJens Wiklander void mbedtls_mpi_mod_raw_mul(mbedtls_mpi_uint *X,
137*32b31808SJens Wiklander                              const mbedtls_mpi_uint *A,
138*32b31808SJens Wiklander                              const mbedtls_mpi_uint *B,
139*32b31808SJens Wiklander                              const mbedtls_mpi_mod_modulus *N,
140*32b31808SJens Wiklander                              mbedtls_mpi_uint *T)
141*32b31808SJens Wiklander {
142*32b31808SJens Wiklander     mbedtls_mpi_core_montmul(X, A, B, N->limbs, N->p, N->limbs,
143*32b31808SJens Wiklander                              N->rep.mont.mm, T);
144*32b31808SJens Wiklander }
145*32b31808SJens Wiklander 
146*32b31808SJens Wiklander /* END MERGE SLOT 2 */
147*32b31808SJens Wiklander 
148*32b31808SJens Wiklander /* BEGIN MERGE SLOT 3 */
149*32b31808SJens Wiklander 
150*32b31808SJens Wiklander size_t mbedtls_mpi_mod_raw_inv_prime_working_limbs(size_t AN_limbs)
151*32b31808SJens Wiklander {
152*32b31808SJens Wiklander     /* mbedtls_mpi_mod_raw_inv_prime() needs a temporary for the exponent,
153*32b31808SJens Wiklander      * which will be the same size as the modulus and input (AN_limbs),
154*32b31808SJens Wiklander      * and additional space to pass to mbedtls_mpi_core_exp_mod(). */
155*32b31808SJens Wiklander     return AN_limbs +
156*32b31808SJens Wiklander            mbedtls_mpi_core_exp_mod_working_limbs(AN_limbs, AN_limbs);
157*32b31808SJens Wiklander }
158*32b31808SJens Wiklander 
159*32b31808SJens Wiklander void mbedtls_mpi_mod_raw_inv_prime(mbedtls_mpi_uint *X,
160*32b31808SJens Wiklander                                    const mbedtls_mpi_uint *A,
161*32b31808SJens Wiklander                                    const mbedtls_mpi_uint *N,
162*32b31808SJens Wiklander                                    size_t AN_limbs,
163*32b31808SJens Wiklander                                    const mbedtls_mpi_uint *RR,
164*32b31808SJens Wiklander                                    mbedtls_mpi_uint *T)
165*32b31808SJens Wiklander {
166*32b31808SJens Wiklander     /* Inversion by power: g^|G| = 1 => g^(-1) = g^(|G|-1), and
167*32b31808SJens Wiklander      *                       |G| = N - 1, so we want
168*32b31808SJens Wiklander      *                 g^(|G|-1) = g^(N - 2)
169*32b31808SJens Wiklander      */
170*32b31808SJens Wiklander 
171*32b31808SJens Wiklander     /* Use the first AN_limbs of T to hold N - 2 */
172*32b31808SJens Wiklander     mbedtls_mpi_uint *Nminus2 = T;
173*32b31808SJens Wiklander     (void) mbedtls_mpi_core_sub_int(Nminus2, N, 2, AN_limbs);
174*32b31808SJens Wiklander 
175*32b31808SJens Wiklander     /* Rest of T is given to exp_mod for its working space */
176*32b31808SJens Wiklander     mbedtls_mpi_core_exp_mod(X,
177*32b31808SJens Wiklander                              A, N, AN_limbs, Nminus2, AN_limbs,
178*32b31808SJens Wiklander                              RR, T + AN_limbs);
179*32b31808SJens Wiklander }
180*32b31808SJens Wiklander 
181*32b31808SJens Wiklander /* END MERGE SLOT 3 */
182*32b31808SJens Wiklander 
183*32b31808SJens Wiklander /* BEGIN MERGE SLOT 4 */
184*32b31808SJens Wiklander 
185*32b31808SJens Wiklander /* END MERGE SLOT 4 */
186*32b31808SJens Wiklander 
187*32b31808SJens Wiklander /* BEGIN MERGE SLOT 5 */
188*32b31808SJens Wiklander void mbedtls_mpi_mod_raw_add(mbedtls_mpi_uint *X,
189*32b31808SJens Wiklander                              const mbedtls_mpi_uint *A,
190*32b31808SJens Wiklander                              const mbedtls_mpi_uint *B,
191*32b31808SJens Wiklander                              const mbedtls_mpi_mod_modulus *N)
192*32b31808SJens Wiklander {
193*32b31808SJens Wiklander     mbedtls_mpi_uint carry, borrow;
194*32b31808SJens Wiklander     carry  = mbedtls_mpi_core_add(X, A, B, N->limbs);
195*32b31808SJens Wiklander     borrow = mbedtls_mpi_core_sub(X, X, N->p, N->limbs);
196*32b31808SJens Wiklander     (void) mbedtls_mpi_core_add_if(X, N->p, N->limbs, (unsigned) (carry ^ borrow));
197*32b31808SJens Wiklander }
198*32b31808SJens Wiklander /* END MERGE SLOT 5 */
199*32b31808SJens Wiklander 
200*32b31808SJens Wiklander /* BEGIN MERGE SLOT 6 */
201*32b31808SJens Wiklander 
202*32b31808SJens Wiklander int mbedtls_mpi_mod_raw_canonical_to_modulus_rep(
203*32b31808SJens Wiklander     mbedtls_mpi_uint *X,
204*32b31808SJens Wiklander     const mbedtls_mpi_mod_modulus *N)
205*32b31808SJens Wiklander {
206*32b31808SJens Wiklander     switch (N->int_rep) {
207*32b31808SJens Wiklander         case MBEDTLS_MPI_MOD_REP_MONTGOMERY:
208*32b31808SJens Wiklander             return mbedtls_mpi_mod_raw_to_mont_rep(X, N);
209*32b31808SJens Wiklander         case MBEDTLS_MPI_MOD_REP_OPT_RED:
210*32b31808SJens Wiklander             return 0;
211*32b31808SJens Wiklander         default:
212*32b31808SJens Wiklander             return MBEDTLS_ERR_MPI_BAD_INPUT_DATA;
213*32b31808SJens Wiklander     }
214*32b31808SJens Wiklander }
215*32b31808SJens Wiklander 
216*32b31808SJens Wiklander int mbedtls_mpi_mod_raw_modulus_to_canonical_rep(
217*32b31808SJens Wiklander     mbedtls_mpi_uint *X,
218*32b31808SJens Wiklander     const mbedtls_mpi_mod_modulus *N)
219*32b31808SJens Wiklander {
220*32b31808SJens Wiklander     switch (N->int_rep) {
221*32b31808SJens Wiklander         case MBEDTLS_MPI_MOD_REP_MONTGOMERY:
222*32b31808SJens Wiklander             return mbedtls_mpi_mod_raw_from_mont_rep(X, N);
223*32b31808SJens Wiklander         case MBEDTLS_MPI_MOD_REP_OPT_RED:
224*32b31808SJens Wiklander             return 0;
225*32b31808SJens Wiklander         default:
226*32b31808SJens Wiklander             return MBEDTLS_ERR_MPI_BAD_INPUT_DATA;
227*32b31808SJens Wiklander     }
228*32b31808SJens Wiklander }
229*32b31808SJens Wiklander 
230*32b31808SJens Wiklander int mbedtls_mpi_mod_raw_random(mbedtls_mpi_uint *X,
231*32b31808SJens Wiklander                                mbedtls_mpi_uint min,
232*32b31808SJens Wiklander                                const mbedtls_mpi_mod_modulus *N,
233*32b31808SJens Wiklander                                int (*f_rng)(void *, unsigned char *, size_t),
234*32b31808SJens Wiklander                                void *p_rng)
235*32b31808SJens Wiklander {
236*32b31808SJens Wiklander     int ret = mbedtls_mpi_core_random(X, min, N->p, N->limbs, f_rng, p_rng);
237*32b31808SJens Wiklander     if (ret != 0) {
238*32b31808SJens Wiklander         return ret;
239*32b31808SJens Wiklander     }
240*32b31808SJens Wiklander     return mbedtls_mpi_mod_raw_canonical_to_modulus_rep(X, N);
241*32b31808SJens Wiklander }
242*32b31808SJens Wiklander 
243*32b31808SJens Wiklander /* END MERGE SLOT 6 */
244*32b31808SJens Wiklander 
245*32b31808SJens Wiklander /* BEGIN MERGE SLOT 7 */
246*32b31808SJens Wiklander int mbedtls_mpi_mod_raw_to_mont_rep(mbedtls_mpi_uint *X,
247*32b31808SJens Wiklander                                     const mbedtls_mpi_mod_modulus *N)
248*32b31808SJens Wiklander {
249*32b31808SJens Wiklander     mbedtls_mpi_uint *T;
250*32b31808SJens Wiklander     const size_t t_limbs = mbedtls_mpi_core_montmul_working_limbs(N->limbs);
251*32b31808SJens Wiklander 
252*32b31808SJens Wiklander     if ((T = (mbedtls_mpi_uint *) mbedtls_calloc(t_limbs, ciL)) == NULL) {
253*32b31808SJens Wiklander         return MBEDTLS_ERR_MPI_ALLOC_FAILED;
254*32b31808SJens Wiklander     }
255*32b31808SJens Wiklander 
256*32b31808SJens Wiklander     mbedtls_mpi_core_to_mont_rep(X, X, N->p, N->limbs,
257*32b31808SJens Wiklander                                  N->rep.mont.mm, N->rep.mont.rr, T);
258*32b31808SJens Wiklander 
259*32b31808SJens Wiklander     mbedtls_platform_zeroize(T, t_limbs * ciL);
260*32b31808SJens Wiklander     mbedtls_free(T);
261*32b31808SJens Wiklander     return 0;
262*32b31808SJens Wiklander }
263*32b31808SJens Wiklander 
264*32b31808SJens Wiklander int mbedtls_mpi_mod_raw_from_mont_rep(mbedtls_mpi_uint *X,
265*32b31808SJens Wiklander                                       const mbedtls_mpi_mod_modulus *N)
266*32b31808SJens Wiklander {
267*32b31808SJens Wiklander     const size_t t_limbs = mbedtls_mpi_core_montmul_working_limbs(N->limbs);
268*32b31808SJens Wiklander     mbedtls_mpi_uint *T;
269*32b31808SJens Wiklander 
270*32b31808SJens Wiklander     if ((T = (mbedtls_mpi_uint *) mbedtls_calloc(t_limbs, ciL)) == NULL) {
271*32b31808SJens Wiklander         return MBEDTLS_ERR_MPI_ALLOC_FAILED;
272*32b31808SJens Wiklander     }
273*32b31808SJens Wiklander 
274*32b31808SJens Wiklander     mbedtls_mpi_core_from_mont_rep(X, X, N->p, N->limbs, N->rep.mont.mm, T);
275*32b31808SJens Wiklander 
276*32b31808SJens Wiklander     mbedtls_platform_zeroize(T, t_limbs * ciL);
277*32b31808SJens Wiklander     mbedtls_free(T);
278*32b31808SJens Wiklander     return 0;
279*32b31808SJens Wiklander }
280*32b31808SJens Wiklander 
281*32b31808SJens Wiklander void mbedtls_mpi_mod_raw_neg(mbedtls_mpi_uint *X,
282*32b31808SJens Wiklander                              const mbedtls_mpi_uint *A,
283*32b31808SJens Wiklander                              const mbedtls_mpi_mod_modulus *N)
284*32b31808SJens Wiklander {
285*32b31808SJens Wiklander     mbedtls_mpi_core_sub(X, N->p, A, N->limbs);
286*32b31808SJens Wiklander 
287*32b31808SJens Wiklander     /* If A=0 initially, then X=N now. Detect this by
288*32b31808SJens Wiklander      * subtracting N and catching the carry. */
289*32b31808SJens Wiklander     mbedtls_mpi_uint borrow = mbedtls_mpi_core_sub(X, X, N->p, N->limbs);
290*32b31808SJens Wiklander     (void) mbedtls_mpi_core_add_if(X, N->p, N->limbs, (unsigned) borrow);
291*32b31808SJens Wiklander }
292*32b31808SJens Wiklander /* END MERGE SLOT 7 */
293*32b31808SJens Wiklander 
294*32b31808SJens Wiklander /* BEGIN MERGE SLOT 8 */
295*32b31808SJens Wiklander 
296*32b31808SJens Wiklander /* END MERGE SLOT 8 */
297*32b31808SJens Wiklander 
298*32b31808SJens Wiklander /* BEGIN MERGE SLOT 9 */
299*32b31808SJens Wiklander 
300*32b31808SJens Wiklander /* END MERGE SLOT 9 */
301*32b31808SJens Wiklander 
302*32b31808SJens Wiklander /* BEGIN MERGE SLOT 10 */
303*32b31808SJens Wiklander 
304*32b31808SJens Wiklander /* END MERGE SLOT 10 */
305*32b31808SJens Wiklander 
306*32b31808SJens Wiklander #endif /* MBEDTLS_BIGNUM_C */
307