crypto/openssl/crypto/bn/bn_rand.c

   1 /* crypto/bn/bn_rand.c */
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   6  * by Eric Young (eay@cryptsoft.com).
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  43  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
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  49  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
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  51  * SUCH DAMAGE.
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  56  * [including the GNU Public Licence.]
  57  */
  58 /* ====================================================================
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  62  * modification, are permitted provided that the following conditions
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  75  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  76  *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.openssl.org/)"
  77  *
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  79  *    endorse or promote products derived from this software without
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  81  *    openssl-core@openssl.org.
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  84  *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
  85  *    permission of the OpenSSL Project.
  86  *
  87  * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
  88  *    acknowledgment:
  89  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  90  *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.openssl.org/)"
  91  *
  92  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
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  98  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  99  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
 100  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
 101  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
 102  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
 103  * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
 104  * ====================================================================
 105  *
 106  * This product includes cryptographic software written by Eric Young
 107  * (eay@cryptsoft.com).  This product includes software written by Tim
 108  * Hudson (tjh@cryptsoft.com).
 109  *
 110  */
 111
 112 #include <stdio.h>
 113 #include <time.h>
 114 #include "cryptlib.h"
 115 #include "bn_lcl.h"
 116 #include <openssl/rand.h>
 117
 118 static int bnrand(int pseudorand, BIGNUM *rnd, int bits, int top, int bottom)
 119 {
 120     unsigned char *buf = NULL;
 121     int ret = 0, bit, bytes, mask;
 122     time_t tim;
 123
 124     if (bits < 0 || (bits == 1 && top > 0)) {
 125         BNerr(BN_F_BNRAND, BN_R_BITS_TOO_SMALL);
 126         return 0;
 127     }
 128
 129     if (bits == 0) {
 130         BN_zero(rnd);
 131         return 1;
 132     }
 133
 134     bytes = (bits + 7) / 8;
 135     bit = (bits - 1) % 8;
 136     mask = 0xff << (bit + 1);
 137
 138     buf = (unsigned char *)OPENSSL_malloc(bytes);
 139     if (buf == NULL) {
 140         BNerr(BN_F_BNRAND, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 141         goto err;
 142     }
 143
 144     /* make a random number and set the top and bottom bits */
 145     time(&tim);
 146     RAND_add(&tim, sizeof(tim), 0.0);
 147
 148     if (pseudorand) {
 149         if (RAND_pseudo_bytes(buf, bytes) == -1)
 150             goto err;
 151     } else {
 152         if (RAND_bytes(buf, bytes) <= 0)
 153             goto err;
 154     }
 155
 156 #if 1
 157     if (pseudorand == 2) {
 158         /*
 159          * generate patterns that are more likely to trigger BN library bugs
 160          */
 161         int i;
 162         unsigned char c;
 163
 164         for (i = 0; i < bytes; i++) {
 165             RAND_pseudo_bytes(&c, 1);
 166             if (c >= 128 && i > 0)
 167                 buf[i] = buf[i - 1];
 168             else if (c < 42)
 169                 buf[i] = 0;
 170             else if (c < 84)
 171                 buf[i] = 255;
 172         }
 173     }
 174 #endif
 175
 176     if (top >= 0) {
 177         if (top) {
 178             if (bit == 0) {
 179                 buf[0] = 1;
 180                 buf[1] |= 0x80;
 181             } else {
 182                 buf[0] |= (3 << (bit - 1));
 183             }
 184         } else {
 185             buf[0] |= (1 << bit);
 186         }
 187     }
 188     buf[0] &= ~mask;
 189     if (bottom)                 /* set bottom bit if requested */
 190         buf[bytes - 1] |= 1;
 191     if (!BN_bin2bn(buf, bytes, rnd))
 192         goto err;
 193     ret = 1;
 194  err:
 195     if (buf != NULL) {
 196         OPENSSL_cleanse(buf, bytes);
 197         OPENSSL_free(buf);
 198     }
 199     bn_check_top(rnd);
 200     return (ret);
 201 }
 202
 203 int BN_rand(BIGNUM *rnd, int bits, int top, int bottom)
 204 {
 205     return bnrand(0, rnd, bits, top, bottom);
 206 }
 207
 208 int BN_pseudo_rand(BIGNUM *rnd, int bits, int top, int bottom)
 209 {
 210     return bnrand(1, rnd, bits, top, bottom);
 211 }
 212
 213 #if 1
 214 int BN_bntest_rand(BIGNUM *rnd, int bits, int top, int bottom)
 215 {
 216     return bnrand(2, rnd, bits, top, bottom);
 217 }
 218 #endif
 219
 220 /* random number r:  0 <= r < range */
 221 static int bn_rand_range(int pseudo, BIGNUM *r, const BIGNUM *range)
 222 {
 223     int (*bn_rand) (BIGNUM *, int, int, int) =
 224         pseudo ? BN_pseudo_rand : BN_rand;
 225     int n;
 226     int count = 100;
 227
 228     if (range->neg || BN_is_zero(range)) {
 229         BNerr(BN_F_BN_RAND_RANGE, BN_R_INVALID_RANGE);
 230         return 0;
 231     }
 232
 233     n = BN_num_bits(range);     /* n > 0 */
 234
 235     /* BN_is_bit_set(range, n - 1) always holds */
 236
 237     if (n == 1)
 238         BN_zero(r);
 239     else if (!BN_is_bit_set(range, n - 2) && !BN_is_bit_set(range, n - 3)) {
 240         /*
 241          * range = 100..._2, so 3*range (= 11..._2) is exactly one bit longer
 242          * than range
 243          */
 244         do {
 245             if (!bn_rand(r, n + 1, -1, 0))
 246                 return 0;
 247             /*
 248              * If r < 3*range, use r := r MOD range (which is either r, r -
 249              * range, or r - 2*range). Otherwise, iterate once more. Since
 250              * 3*range = 11..._2, each iteration succeeds with probability >=
 251              * .75.
 252              */
 253             if (BN_cmp(r, range) >= 0) {
 254                 if (!BN_sub(r, r, range))
 255                     return 0;
 256                 if (BN_cmp(r, range) >= 0)
 257                     if (!BN_sub(r, r, range))
 258                         return 0;
 259             }
 260
 261             if (!--count) {
 262                 BNerr(BN_F_BN_RAND_RANGE, BN_R_TOO_MANY_ITERATIONS);
 263                 return 0;
 264             }
 265
 266         }
 267         while (BN_cmp(r, range) >= 0);
 268     } else {
 269         do {
 270             /* range = 11..._2  or  range = 101..._2 */
 271             if (!bn_rand(r, n, -1, 0))
 272                 return 0;
 273
 274             if (!--count) {
 275                 BNerr(BN_F_BN_RAND_RANGE, BN_R_TOO_MANY_ITERATIONS);
 276                 return 0;
 277             }
 278         }
 279         while (BN_cmp(r, range) >= 0);
 280     }
 281
 282     bn_check_top(r);
 283     return 1;
 284 }
 285
 286 int BN_rand_range(BIGNUM *r, const BIGNUM *range)
 287 {
 288     return bn_rand_range(0, r, range);
 289 }
 290
 291 int BN_pseudo_rand_range(BIGNUM *r, const BIGNUM *range)
 292 {
 293     return bn_rand_range(1, r, range);
 294 }