crypto/openssh/moduli.c

   1 /* $OpenBSD: moduli.c,v 1.28 2013/10/24 00:49:49 dtucker Exp $ */
   2 /*
   3  * Copyright 1994 Phil Karn <karn@qualcomm.com>
   4  * Copyright 1996-1998, 2003 William Allen Simpson <wsimpson@greendragon.com>
   5  * Copyright 2000 Niels Provos <provos@citi.umich.edu>
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  16  *
  17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  18  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  19  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  20  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  21  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  22  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  23  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  24  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  25  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  26  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  27  */
  28
  29 /*
  30  * Two-step process to generate safe primes for DHGEX
  31  *
  32  *  Sieve candidates for "safe" primes,
  33  *  suitable for use as Diffie-Hellman moduli;
  34  *  that is, where q = (p-1)/2 is also prime.
  35  *
  36  * First step: generate candidate primes (memory intensive)
  37  * Second step: test primes' safety (processor intensive)
  38  */
  39
  40 #include "includes.h"
  41
  42 #include <sys/param.h>
  43 #include <sys/types.h>
  44
  45 #include <openssl/bn.h>
  46 #include <openssl/dh.h>
  47
  48 #include <errno.h>
  49 #include <stdio.h>
  50 #include <stdlib.h>
  51 #include <string.h>
  52 #include <stdarg.h>
  53 #include <time.h>
  54 #include <unistd.h>
  55
  56 #include "xmalloc.h"
  57 #include "dh.h"
  58 #include "log.h"
  59 #include "misc.h"
  60
  61 #include "openbsd-compat/openssl-compat.h"
  62
  63 /*
  64  * File output defines
  65  */
  66
  67 /* need line long enough for largest moduli plus headers */
  68 #define QLINESIZE               (100+8192)
  69
  70 /*
  71  * Size: decimal.
  72  * Specifies the number of the most significant bit (0 to M).
  73  * WARNING: internally, usually 1 to N.
  74  */
  75 #define QSIZE_MINIMUM           (511)
  76
  77 /*
  78  * Prime sieving defines
  79  */
  80
  81 /* Constant: assuming 8 bit bytes and 32 bit words */
  82 #define SHIFT_BIT       (3)
  83 #define SHIFT_BYTE      (2)
  84 #define SHIFT_WORD      (SHIFT_BIT+SHIFT_BYTE)
  85 #define SHIFT_MEGABYTE  (20)
  86 #define SHIFT_MEGAWORD  (SHIFT_MEGABYTE-SHIFT_BYTE)
  87
  88 /*
  89  * Using virtual memory can cause thrashing.  This should be the largest
  90  * number that is supported without a large amount of disk activity --
  91  * that would increase the run time from hours to days or weeks!
  92  */
  93 #define LARGE_MINIMUM   (8UL)   /* megabytes */
  94
  95 /*
  96  * Do not increase this number beyond the unsigned integer bit size.
  97  * Due to a multiple of 4, it must be LESS than 128 (yielding 2**30 bits).
  98  */
  99 #define LARGE_MAXIMUM   (127UL) /* megabytes */
 100
 101 /*
 102  * Constant: when used with 32-bit integers, the largest sieve prime
 103  * has to be less than 2**32.
 104  */
 105 #define SMALL_MAXIMUM   (0xffffffffUL)
 106
 107 /* Constant: can sieve all primes less than 2**32, as 65537**2 > 2**32-1. */
 108 #define TINY_NUMBER     (1UL<<16)
 109
 110 /* Ensure enough bit space for testing 2*q. */
 111 #define TEST_MAXIMUM    (1UL<<16)
 112 #define TEST_MINIMUM    (QSIZE_MINIMUM + 1)
 113 /* real TEST_MINIMUM    (1UL << (SHIFT_WORD - TEST_POWER)) */
 114 #define TEST_POWER      (3)     /* 2**n, n < SHIFT_WORD */
 115
 116 /* bit operations on 32-bit words */
 117 #define BIT_CLEAR(a,n)  ((a)[(n)>>SHIFT_WORD] &= ~(1L << ((n) & 31)))
 118 #define BIT_SET(a,n)    ((a)[(n)>>SHIFT_WORD] |= (1L << ((n) & 31)))
 119 #define BIT_TEST(a,n)   ((a)[(n)>>SHIFT_WORD] & (1L << ((n) & 31)))
 120
 121 /*
 122  * Prime testing defines
 123  */
 124
 125 /* Minimum number of primality tests to perform */
 126 #define TRIAL_MINIMUM   (4)
 127
 128 /*
 129  * Sieving data (XXX - move to struct)
 130  */
 131
 132 /* sieve 2**16 */
 133 static u_int32_t *TinySieve, tinybits;
 134
 135 /* sieve 2**30 in 2**16 parts */
 136 static u_int32_t *SmallSieve, smallbits, smallbase;
 137
 138 /* sieve relative to the initial value */
 139 static u_int32_t *LargeSieve, largewords, largetries, largenumbers;
 140 static u_int32_t largebits, largememory;        /* megabytes */
 141 static BIGNUM *largebase;
 142
 143 int gen_candidates(FILE *, u_int32_t, u_int32_t, BIGNUM *);
 144 int prime_test(FILE *, FILE *, u_int32_t, u_int32_t, char *, unsigned long,
 145     unsigned long);
 146
 147 /*
 148  * print moduli out in consistent form,
 149  */
 150 static int
 151 qfileout(FILE * ofile, u_int32_t otype, u_int32_t otests, u_int32_t otries,
 152     u_int32_t osize, u_int32_t ogenerator, BIGNUM * omodulus)
 153 {
 154         struct tm *gtm;
 155         time_t time_now;
 156         int res;
 157
 158         time(&time_now);
 159         gtm = gmtime(&time_now);
 160
 161         res = fprintf(ofile, "%04d%02d%02d%02d%02d%02d %u %u %u %u %x ",
 162             gtm->tm_year + 1900, gtm->tm_mon + 1, gtm->tm_mday,
 163             gtm->tm_hour, gtm->tm_min, gtm->tm_sec,
 164             otype, otests, otries, osize, ogenerator);
 165
 166         if (res < 0)
 167                 return (-1);
 168
 169         if (BN_print_fp(ofile, omodulus) < 1)
 170                 return (-1);
 171
 172         res = fprintf(ofile, "\n");
 173         fflush(ofile);
 174
 175         return (res > 0 ? 0 : -1);
 176 }
 177
 178
 179 /*
 180  ** Sieve p's and q's with small factors
 181  */
 182 static void
 183 sieve_large(u_int32_t s)
 184 {
 185         u_int32_t r, u;
 186
 187         debug3("sieve_large %u", s);
 188         largetries++;
 189         /* r = largebase mod s */
 190         r = BN_mod_word(largebase, s);
 191         if (r == 0)
 192                 u = 0; /* s divides into largebase exactly */
 193         else
 194                 u = s - r; /* largebase+u is first entry divisible by s */
 195
 196         if (u < largebits * 2) {
 197                 /*
 198                  * The sieve omits p's and q's divisible by 2, so ensure that
 199                  * largebase+u is odd. Then, step through the sieve in
 200                  * increments of 2*s
 201                  */
 202                 if (u & 0x1)
 203                         u += s; /* Make largebase+u odd, and u even */
 204
 205                 /* Mark all multiples of 2*s */
 206                 for (u /= 2; u < largebits; u += s)
 207                         BIT_SET(LargeSieve, u);
 208         }
 209
 210         /* r = p mod s */
 211         r = (2 * r + 1) % s;
 212         if (r == 0)
 213                 u = 0; /* s divides p exactly */
 214         else
 215                 u = s - r; /* p+u is first entry divisible by s */
 216
 217         if (u < largebits * 4) {
 218                 /*
 219                  * The sieve omits p's divisible by 4, so ensure that
 220                  * largebase+u is not. Then, step through the sieve in
 221                  * increments of 4*s
 222                  */
 223                 while (u & 0x3) {
 224                         if (SMALL_MAXIMUM - u < s)
 225                                 return;
 226                         u += s;
 227                 }
 228
 229                 /* Mark all multiples of 4*s */
 230                 for (u /= 4; u < largebits; u += s)
 231                         BIT_SET(LargeSieve, u);
 232         }
 233 }
 234
 235 /*
 236  * list candidates for Sophie-Germain primes (where q = (p-1)/2)
 237  * to standard output.
 238  * The list is checked against small known primes (less than 2**30).
 239  */
 240 int
 241 gen_candidates(FILE *out, u_int32_t memory, u_int32_t power, BIGNUM *start)
 242 {
 243         BIGNUM *q;
 244         u_int32_t j, r, s, t;
 245         u_int32_t smallwords = TINY_NUMBER >> 6;
 246         u_int32_t tinywords = TINY_NUMBER >> 6;
 247         time_t time_start, time_stop;
 248         u_int32_t i;
 249         int ret = 0;
 250
 251         largememory = memory;
 252
 253         if (memory != 0 &&
 254             (memory < LARGE_MINIMUM || memory > LARGE_MAXIMUM)) {
 255                 error("Invalid memory amount (min %ld, max %ld)",
 256                     LARGE_MINIMUM, LARGE_MAXIMUM);
 257                 return (-1);
 258         }
 259
 260         /*
 261          * Set power to the length in bits of the prime to be generated.
 262          * This is changed to 1 less than the desired safe prime moduli p.
 263          */
 264         if (power > TEST_MAXIMUM) {
 265                 error("Too many bits: %u > %lu", power, TEST_MAXIMUM);
 266                 return (-1);
 267         } else if (power < TEST_MINIMUM) {
 268                 error("Too few bits: %u < %u", power, TEST_MINIMUM);
 269                 return (-1);
 270         }
 271         power--; /* decrement before squaring */
 272
 273         /*
 274          * The density of ordinary primes is on the order of 1/bits, so the
 275          * density of safe primes should be about (1/bits)**2. Set test range
 276          * to something well above bits**2 to be reasonably sure (but not
 277          * guaranteed) of catching at least one safe prime.
 278          */
 279         largewords = ((power * power) >> (SHIFT_WORD - TEST_POWER));
 280
 281         /*
 282          * Need idea of how much memory is available. We don't have to use all
 283          * of it.
 284          */
 285         if (largememory > LARGE_MAXIMUM) {
 286                 logit("Limited memory: %u MB; limit %lu MB",
 287                     largememory, LARGE_MAXIMUM);
 288                 largememory = LARGE_MAXIMUM;
 289         }
 290
 291         if (largewords <= (largememory << SHIFT_MEGAWORD)) {
 292                 logit("Increased memory: %u MB; need %u bytes",
 293                     largememory, (largewords << SHIFT_BYTE));
 294                 largewords = (largememory << SHIFT_MEGAWORD);
 295         } else if (largememory > 0) {
 296                 logit("Decreased memory: %u MB; want %u bytes",
 297                     largememory, (largewords << SHIFT_BYTE));
 298                 largewords = (largememory << SHIFT_MEGAWORD);
 299         }
 300
 301         TinySieve = xcalloc(tinywords, sizeof(u_int32_t));
 302         tinybits = tinywords << SHIFT_WORD;
 303
 304         SmallSieve = xcalloc(smallwords, sizeof(u_int32_t));
 305         smallbits = smallwords << SHIFT_WORD;
 306
 307         /*
 308          * dynamically determine available memory
 309          */
 310         while ((LargeSieve = calloc(largewords, sizeof(u_int32_t))) == NULL)
 311                 largewords -= (1L << (SHIFT_MEGAWORD - 2)); /* 1/4 MB chunks */
 312
 313         largebits = largewords << SHIFT_WORD;
 314         largenumbers = largebits * 2;   /* even numbers excluded */
 315
 316         /* validation check: count the number of primes tried */
 317         largetries = 0;
 318         if ((q = BN_new()) == NULL)
 319                 fatal("BN_new failed");
 320
 321         /*
 322          * Generate random starting point for subprime search, or use
 323          * specified parameter.
 324          */
 325         if ((largebase = BN_new()) == NULL)
 326                 fatal("BN_new failed");
 327         if (start == NULL) {
 328                 if (BN_rand(largebase, power, 1, 1) == 0)
 329                         fatal("BN_rand failed");
 330         } else {
 331                 if (BN_copy(largebase, start) == NULL)
 332                         fatal("BN_copy: failed");
 333         }
 334
 335         /* ensure odd */
 336         if (BN_set_bit(largebase, 0) == 0)
 337                 fatal("BN_set_bit: failed");
 338
 339         time(&time_start);
 340
 341         logit("%.24s Sieve next %u plus %u-bit", ctime(&time_start),
 342             largenumbers, power);
 343         debug2("start point: 0x%s", BN_bn2hex(largebase));
 344
 345         /*
 346          * TinySieve
 347          */
 348         for (i = 0; i < tinybits; i++) {
 349                 if (BIT_TEST(TinySieve, i))
 350                         continue; /* 2*i+3 is composite */
 351
 352                 /* The next tiny prime */
 353                 t = 2 * i + 3;
 354
 355                 /* Mark all multiples of t */
 356                 for (j = i + t; j < tinybits; j += t)
 357                         BIT_SET(TinySieve, j);
 358
 359                 sieve_large(t);
 360         }
 361
 362         /*
 363          * Start the small block search at the next possible prime. To avoid
 364          * fencepost errors, the last pass is skipped.
 365          */
 366         for (smallbase = TINY_NUMBER + 3;
 367             smallbase < (SMALL_MAXIMUM - TINY_NUMBER);
 368             smallbase += TINY_NUMBER) {
 369                 for (i = 0; i < tinybits; i++) {
 370                         if (BIT_TEST(TinySieve, i))
 371                                 continue; /* 2*i+3 is composite */
 372
 373                         /* The next tiny prime */
 374                         t = 2 * i + 3;
 375                         r = smallbase % t;
 376
 377                         if (r == 0) {
 378                                 s = 0; /* t divides into smallbase exactly */
 379                         } else {
 380                                 /* smallbase+s is first entry divisible by t */
 381                                 s = t - r;
 382                         }
 383
 384                         /*
 385                          * The sieve omits even numbers, so ensure that
 386                          * smallbase+s is odd. Then, step through the sieve
 387                          * in increments of 2*t
 388                          */
 389                         if (s & 1)
 390                                 s += t; /* Make smallbase+s odd, and s even */
 391
 392                         /* Mark all multiples of 2*t */
 393                         for (s /= 2; s < smallbits; s += t)
 394                                 BIT_SET(SmallSieve, s);
 395                 }
 396
 397                 /*
 398                  * SmallSieve
 399                  */
 400                 for (i = 0; i < smallbits; i++) {
 401                         if (BIT_TEST(SmallSieve, i))
 402                                 continue; /* 2*i+smallbase is composite */
 403
 404                         /* The next small prime */
 405                         sieve_large((2 * i) + smallbase);
 406                 }
 407
 408                 memset(SmallSieve, 0, smallwords << SHIFT_BYTE);
 409         }
 410
 411         time(&time_stop);
 412
 413         logit("%.24s Sieved with %u small primes in %ld seconds",
 414             ctime(&time_stop), largetries, (long) (time_stop - time_start));
 415
 416         for (j = r = 0; j < largebits; j++) {
 417                 if (BIT_TEST(LargeSieve, j))
 418                         continue; /* Definitely composite, skip */
 419
 420                 debug2("test q = largebase+%u", 2 * j);
 421                 if (BN_set_word(q, 2 * j) == 0)
 422                         fatal("BN_set_word failed");
 423                 if (BN_add(q, q, largebase) == 0)
 424                         fatal("BN_add failed");
 425                 if (qfileout(out, MODULI_TYPE_SOPHIE_GERMAIN,
 426                     MODULI_TESTS_SIEVE, largetries,
 427                     (power - 1) /* MSB */, (0), q) == -1) {
 428                         ret = -1;
 429                         break;
 430                 }
 431
 432                 r++; /* count q */
 433         }
 434
 435         time(&time_stop);
 436
 437         free(LargeSieve);
 438         free(SmallSieve);
 439         free(TinySieve);
 440
 441         logit("%.24s Found %u candidates", ctime(&time_stop), r);
 442
 443         return (ret);
 444 }
 445
 446 static void
 447 write_checkpoint(char *cpfile, u_int32_t lineno)
 448 {
 449         FILE *fp;
 450         char tmp[MAXPATHLEN];
 451         int r;
 452
 453         r = snprintf(tmp, sizeof(tmp), "%s.XXXXXXXXXX", cpfile);
 454         if (r == -1 || r >= MAXPATHLEN) {
 455                 logit("write_checkpoint: temp pathname too long");
 456                 return;
 457         }
 458         if ((r = mkstemp(tmp)) == -1) {
 459                 logit("mkstemp(%s): %s", tmp, strerror(errno));
 460                 return;
 461         }
 462         if ((fp = fdopen(r, "w")) == NULL) {
 463                 logit("write_checkpoint: fdopen: %s", strerror(errno));
 464                 close(r);
 465                 return;
 466         }
 467         if (fprintf(fp, "%lu\n", (unsigned long)lineno) > 0 && fclose(fp) == 0
 468             && rename(tmp, cpfile) == 0)
 469                 debug3("wrote checkpoint line %lu to '%s'",
 470                     (unsigned long)lineno, cpfile);
 471         else
 472                 logit("failed to write to checkpoint file '%s': %s", cpfile,
 473                     strerror(errno));
 474 }
 475
 476 static unsigned long
 477 read_checkpoint(char *cpfile)
 478 {
 479         FILE *fp;
 480         unsigned long lineno = 0;
 481
 482         if ((fp = fopen(cpfile, "r")) == NULL)
 483                 return 0;
 484         if (fscanf(fp, "%lu\n", &lineno) < 1)
 485                 logit("Failed to load checkpoint from '%s'", cpfile);
 486         else
 487                 logit("Loaded checkpoint from '%s' line %lu", cpfile, lineno);
 488         fclose(fp);
 489         return lineno;
 490 }
 491
 492 static unsigned long
 493 count_lines(FILE *f)
 494 {
 495         unsigned long count = 0;
 496         char lp[QLINESIZE + 1];
 497
 498         if (fseek(f, 0, SEEK_SET) != 0) {
 499                 debug("input file is not seekable");
 500                 return ULONG_MAX;
 501         }
 502         while (fgets(lp, QLINESIZE + 1, f) != NULL)
 503                 count++;
 504         rewind(f);
 505         debug("input file has %lu lines", count);
 506         return count;
 507 }
 508
 509 static char *
 510 fmt_time(time_t seconds)
 511 {
 512         int day, hr, min;
 513         static char buf[128];
 514
 515         min = (seconds / 60) % 60;
 516         hr = (seconds / 60 / 60) % 24;
 517         day = seconds / 60 / 60 / 24;
 518         if (day > 0)
 519                 snprintf(buf, sizeof buf, "%dd %d:%02d", day, hr, min);
 520         else
 521                 snprintf(buf, sizeof buf, "%d:%02d", hr, min);
 522         return buf;
 523 }
 524
 525 static void
 526 print_progress(unsigned long start_lineno, unsigned long current_lineno,
 527     unsigned long end_lineno)
 528 {
 529         static time_t time_start, time_prev;
 530         time_t time_now, elapsed;
 531         unsigned long num_to_process, processed, remaining, percent, eta;
 532         double time_per_line;
 533         char *eta_str;
 534
 535         time_now = monotime();
 536         if (time_start == 0) {
 537                 time_start = time_prev = time_now;
 538                 return;
 539         }
 540         /* print progress after 1m then once per 5m */
 541         if (time_now - time_prev < 5 * 60)
 542                 return;
 543         time_prev = time_now;
 544         elapsed = time_now - time_start;
 545         processed = current_lineno - start_lineno;
 546         remaining = end_lineno - current_lineno;
 547         num_to_process = end_lineno - start_lineno;
 548         time_per_line = (double)elapsed / processed;
 549         /* if we don't know how many we're processing just report count+time */
 550         time(&time_now);
 551         if (end_lineno == ULONG_MAX) {
 552                 logit("%.24s processed %lu in %s", ctime(&time_now),
 553                     processed, fmt_time(elapsed));
 554                 return;
 555         }
 556         percent = 100 * processed / num_to_process;
 557         eta = time_per_line * remaining;
 558         eta_str = xstrdup(fmt_time(eta));
 559         logit("%.24s processed %lu of %lu (%lu%%) in %s, ETA %s",
 560             ctime(&time_now), processed, num_to_process, percent,
 561             fmt_time(elapsed), eta_str);
 562         free(eta_str);
 563 }
 564
 565 /*
 566  * perform a Miller-Rabin primality test
 567  * on the list of candidates
 568  * (checking both q and p)
 569  * The result is a list of so-call "safe" primes
 570  */
 571 int
 572 prime_test(FILE *in, FILE *out, u_int32_t trials, u_int32_t generator_wanted,
 573     char *checkpoint_file, unsigned long start_lineno, unsigned long num_lines)
 574 {
 575         BIGNUM *q, *p, *a;
 576         BN_CTX *ctx;
 577         char *cp, *lp;
 578         u_int32_t count_in = 0, count_out = 0, count_possible = 0;
 579         u_int32_t generator_known, in_tests, in_tries, in_type, in_size;
 580         unsigned long last_processed = 0, end_lineno;
 581         time_t time_start, time_stop;
 582         int res;
 583
 584         if (trials < TRIAL_MINIMUM) {
 585                 error("Minimum primality trials is %d", TRIAL_MINIMUM);
 586                 return (-1);
 587         }
 588
 589         if (num_lines == 0)
 590                 end_lineno = count_lines(in);
 591         else
 592                 end_lineno = start_lineno + num_lines;
 593
 594         time(&time_start);
 595
 596         if ((p = BN_new()) == NULL)
 597                 fatal("BN_new failed");
 598         if ((q = BN_new()) == NULL)
 599                 fatal("BN_new failed");
 600         if ((ctx = BN_CTX_new()) == NULL)
 601                 fatal("BN_CTX_new failed");
 602
 603         debug2("%.24s Final %u Miller-Rabin trials (%x generator)",
 604             ctime(&time_start), trials, generator_wanted);
 605
 606         if (checkpoint_file != NULL)
 607                 last_processed = read_checkpoint(checkpoint_file);
 608         last_processed = start_lineno = MAX(last_processed, start_lineno);
 609         if (end_lineno == ULONG_MAX)
 610                 debug("process from line %lu from pipe", last_processed);
 611         else
 612                 debug("process from line %lu to line %lu", last_processed,
 613                     end_lineno);
 614
 615         res = 0;
 616         lp = xmalloc(QLINESIZE + 1);
 617         while (fgets(lp, QLINESIZE + 1, in) != NULL && count_in < end_lineno) {
 618                 count_in++;
 619                 if (count_in <= last_processed) {
 620                         debug3("skipping line %u, before checkpoint or "
 621                             "specified start line", count_in);
 622                         continue;
 623                 }
 624                 if (checkpoint_file != NULL)
 625                         write_checkpoint(checkpoint_file, count_in);
 626                 print_progress(start_lineno, count_in, end_lineno);
 627                 if (strlen(lp) < 14 || *lp == '!' || *lp == '#') {
 628                         debug2("%10u: comment or short line", count_in);
 629                         continue;
 630                 }
 631
 632                 /* XXX - fragile parser */
 633                 /* time */
 634                 cp = &lp[14];   /* (skip) */
 635
 636                 /* type */
 637                 in_type = strtoul(cp, &cp, 10);
 638
 639                 /* tests */
 640                 in_tests = strtoul(cp, &cp, 10);
 641
 642                 if (in_tests & MODULI_TESTS_COMPOSITE) {
 643                         debug2("%10u: known composite", count_in);
 644                         continue;
 645                 }
 646
 647                 /* tries */
 648                 in_tries = strtoul(cp, &cp, 10);
 649
 650                 /* size (most significant bit) */
 651                 in_size = strtoul(cp, &cp, 10);
 652
 653                 /* generator (hex) */
 654                 generator_known = strtoul(cp, &cp, 16);
 655
 656                 /* Skip white space */
 657                 cp += strspn(cp, " ");
 658
 659                 /* modulus (hex) */
 660                 switch (in_type) {
 661                 case MODULI_TYPE_SOPHIE_GERMAIN:
 662                         debug2("%10u: (%u) Sophie-Germain", count_in, in_type);
 663                         a = q;
 664                         if (BN_hex2bn(&a, cp) == 0)
 665                                 fatal("BN_hex2bn failed");
 666                         /* p = 2*q + 1 */
 667                         if (BN_lshift(p, q, 1) == 0)
 668                                 fatal("BN_lshift failed");
 669                         if (BN_add_word(p, 1) == 0)
 670                                 fatal("BN_add_word failed");
 671                         in_size += 1;
 672                         generator_known = 0;
 673                         break;
 674                 case MODULI_TYPE_UNSTRUCTURED:
 675                 case MODULI_TYPE_SAFE:
 676                 case MODULI_TYPE_SCHNORR:
 677                 case MODULI_TYPE_STRONG:
 678                 case MODULI_TYPE_UNKNOWN:
 679                         debug2("%10u: (%u)", count_in, in_type);
 680                         a = p;
 681                         if (BN_hex2bn(&a, cp) == 0)
 682                                 fatal("BN_hex2bn failed");
 683                         /* q = (p-1) / 2 */
 684                         if (BN_rshift(q, p, 1) == 0)
 685                                 fatal("BN_rshift failed");
 686                         break;
 687                 default:
 688                         debug2("Unknown prime type");
 689                         break;
 690                 }
 691
 692                 /*
 693                  * due to earlier inconsistencies in interpretation, check
 694                  * the proposed bit size.
 695                  */
 696                 if ((u_int32_t)BN_num_bits(p) != (in_size + 1)) {
 697                         debug2("%10u: bit size %u mismatch", count_in, in_size);
 698                         continue;
 699                 }
 700                 if (in_size < QSIZE_MINIMUM) {
 701                         debug2("%10u: bit size %u too short", count_in, in_size);
 702                         continue;
 703                 }
 704
 705                 if (in_tests & MODULI_TESTS_MILLER_RABIN)
 706                         in_tries += trials;
 707                 else
 708                         in_tries = trials;
 709
 710                 /*
 711                  * guess unknown generator
 712                  */
 713                 if (generator_known == 0) {
 714                         if (BN_mod_word(p, 24) == 11)
 715                                 generator_known = 2;
 716                         else if (BN_mod_word(p, 12) == 5)
 717                                 generator_known = 3;
 718                         else {
 719                                 u_int32_t r = BN_mod_word(p, 10);
 720
 721                                 if (r == 3 || r == 7)
 722                                         generator_known = 5;
 723                         }
 724                 }
 725                 /*
 726                  * skip tests when desired generator doesn't match
 727                  */
 728                 if (generator_wanted > 0 &&
 729                     generator_wanted != generator_known) {
 730                         debug2("%10u: generator %d != %d",
 731                             count_in, generator_known, generator_wanted);
 732                         continue;
 733                 }
 734
 735                 /*
 736                  * Primes with no known generator are useless for DH, so
 737                  * skip those.
 738                  */
 739                 if (generator_known == 0) {
 740                         debug2("%10u: no known generator", count_in);
 741                         continue;
 742                 }
 743
 744                 count_possible++;
 745
 746                 /*
 747                  * The (1/4)^N performance bound on Miller-Rabin is
 748                  * extremely pessimistic, so don't spend a lot of time
 749                  * really verifying that q is prime until after we know
 750                  * that p is also prime. A single pass will weed out the
 751                  * vast majority of composite q's.
 752                  */
 753                 if (BN_is_prime_ex(q, 1, ctx, NULL) <= 0) {
 754                         debug("%10u: q failed first possible prime test",
 755                             count_in);
 756                         continue;
 757                 }
 758
 759                 /*
 760                  * q is possibly prime, so go ahead and really make sure
 761                  * that p is prime. If it is, then we can go back and do
 762                  * the same for q. If p is composite, chances are that
 763                  * will show up on the first Rabin-Miller iteration so it
 764                  * doesn't hurt to specify a high iteration count.
 765                  */
 766                 if (!BN_is_prime_ex(p, trials, ctx, NULL)) {
 767                         debug("%10u: p is not prime", count_in);
 768                         continue;
 769                 }
 770                 debug("%10u: p is almost certainly prime", count_in);
 771
 772                 /* recheck q more rigorously */
 773                 if (!BN_is_prime_ex(q, trials - 1, ctx, NULL)) {
 774                         debug("%10u: q is not prime", count_in);
 775                         continue;
 776                 }
 777                 debug("%10u: q is almost certainly prime", count_in);
 778
 779                 if (qfileout(out, MODULI_TYPE_SAFE,
 780                     in_tests | MODULI_TESTS_MILLER_RABIN,
 781                     in_tries, in_size, generator_known, p)) {
 782                         res = -1;
 783                         break;
 784                 }
 785
 786                 count_out++;
 787         }
 788
 789         time(&time_stop);
 790         free(lp);
 791         BN_free(p);
 792         BN_free(q);
 793         BN_CTX_free(ctx);
 794
 795         if (checkpoint_file != NULL)
 796                 unlink(checkpoint_file);
 797
 798         logit("%.24s Found %u safe primes of %u candidates in %ld seconds",
 799             ctime(&time_stop), count_out, count_possible,
 800             (long) (time_stop - time_start));
 801
 802         return (res);
 803 }