]> git.donarmstrong.com Git - qmk_firmware.git/blob - tool/mbed/mbed-sdk/libraries/net/https/axTLS/crypto/bigint.c
Squashed 'tmk_core/' changes from 7967731..b9e0ea0
[qmk_firmware.git] / tool / mbed / mbed-sdk / libraries / net / https / axTLS / crypto / bigint.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2007, Cameron Rich
3  * 
4  * All rights reserved.
5  * 
6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without 
7  * modification, are permitted provided that the following conditions are met:
8  *
9  * * Redistributions of source code must retain the above copyright notice, 
10  *   this list of conditions and the following disclaimer.
11  * * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright notice, 
12  *   this list of conditions and the following disclaimer in the documentation 
13  *   and/or other materials provided with the distribution.
14  * * Neither the name of the axTLS project nor the names of its contributors 
15  *   may be used to endorse or promote products derived from this software 
16  *   without specific prior written permission.
17  *
18  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
19  * "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
20  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
21  * A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR
22  * CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL,
23  * EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
24  * PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
25  * PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
26  * LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
27  * NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
28  * SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
29  */
30
31 /**
32  * @defgroup bigint_api Big Integer API
33  * @brief The bigint implementation as used by the axTLS project.
34  *
35  * The bigint library is for RSA encryption/decryption as well as signing.
36  * This code tries to minimise use of malloc/free by maintaining a small 
37  * cache. A bigint context may maintain state by being made "permanent". 
38  * It be be later released with a bi_depermanent() and bi_free() call.
39  *
40  * It supports the following reduction techniques:
41  * - Classical
42  * - Barrett
43  * - Montgomery
44  *
45  * It also implements the following:
46  * - Karatsuba multiplication
47  * - Squaring
48  * - Sliding window exponentiation
49  * - Chinese Remainder Theorem (implemented in rsa.c).
50  *
51  * All the algorithms used are pretty standard, and designed for different
52  * data bus sizes. Negative numbers are not dealt with at all, so a subtraction
53  * may need to be tested for negativity.
54  *
55  * This library steals some ideas from Jef Poskanzer
56  * <http://cs.marlboro.edu/term/cs-fall02/algorithms/crypto/RSA/bigint>
57  * and GMP <http://www.swox.com/gmp>. It gets most of its implementation
58  * detail from "The Handbook of Applied Cryptography"
59  * <http://www.cacr.math.uwaterloo.ca/hac/about/chap14.pdf>
60  * @{
61  */
62
63 #include <stdlib.h>
64 #include <limits.h>
65 #include <string.h>
66 #include <stdio.h>
67 #include <time.h>
68 #include "os_port.h"
69 #include "bigint.h"
70
71 #define V1      v->comps[v->size-1]                 /**< v1 for division */
72 #define V2      v->comps[v->size-2]                 /**< v2 for division */
73 #define U(j)    tmp_u->comps[tmp_u->size-j-1]       /**< uj for division */
74 #define Q(j)    quotient->comps[quotient->size-j-1] /**< qj for division */
75
76 static bigint *bi_int_multiply(BI_CTX *ctx, bigint *bi, comp i);
77 static bigint *bi_int_divide(BI_CTX *ctx, bigint *biR, comp denom);
78 static bigint *alloc(BI_CTX *ctx, int size);
79 static bigint *trim(bigint *bi);
80 static void more_comps(bigint *bi, int n);
81 #if defined(CONFIG_BIGINT_KARATSUBA) || defined(CONFIG_BIGINT_BARRETT) || \
82     defined(CONFIG_BIGINT_MONTGOMERY)
83 static bigint *comp_right_shift(bigint *biR, int num_shifts);
84 static bigint *comp_left_shift(bigint *biR, int num_shifts);
85 #endif
86
87 #ifdef CONFIG_BIGINT_CHECK_ON
88 static void check(const bigint *bi);
89 #else
90 #define check(A)                /**< disappears in normal production mode */
91 #endif
92
93
94 /**
95  * @brief Start a new bigint context.
96  * @return A bigint context.
97  */
98 BI_CTX *bi_initialize(void)
99 {
100     /* calloc() sets everything to zero */
101     BI_CTX *ctx = (BI_CTX *)calloc(1, sizeof(BI_CTX));
102    
103     /* the radix */
104     ctx->bi_radix = alloc(ctx, 2); 
105     ctx->bi_radix->comps[0] = 0;
106     ctx->bi_radix->comps[1] = 1;
107     bi_permanent(ctx->bi_radix);
108     return ctx;
109 }
110
111 /**
112  * @brief Close the bigint context and free any resources.
113  *
114  * Free up any used memory - a check is done if all objects were not 
115  * properly freed.
116  * @param ctx [in]   The bigint session context.
117  */
118 void bi_terminate(BI_CTX *ctx)
119 {
120     bi_depermanent(ctx->bi_radix); 
121     bi_free(ctx, ctx->bi_radix);
122
123     if (ctx->active_count != 0)
124     {
125 #ifdef CONFIG_SSL_FULL_MODE
126         printf("bi_terminate: there were %d un-freed bigints\n",
127                        ctx->active_count);
128 #endif
129         abort();
130     }
131
132     bi_clear_cache(ctx);
133     free(ctx);
134 }
135
136 /**
137  *@brief Clear the memory cache.
138  */
139 void bi_clear_cache(BI_CTX *ctx)
140 {
141     bigint *p, *pn;
142
143     if (ctx->free_list == NULL)
144         return;
145     
146     for (p = ctx->free_list; p != NULL; p = pn)
147     {
148         pn = p->next;
149         free(p->comps);
150         free(p);
151     }
152
153     ctx->free_count = 0;
154     ctx->free_list = NULL;
155 }
156
157 /**
158  * @brief Increment the number of references to this object. 
159  * It does not do a full copy.
160  * @param bi [in]   The bigint to copy.
161  * @return A reference to the same bigint.
162  */
163 bigint *bi_copy(bigint *bi)
164 {
165     check(bi);
166     if (bi->refs != PERMANENT)
167         bi->refs++;
168     return bi;
169 }
170
171 /**
172  * @brief Simply make a bigint object "unfreeable" if bi_free() is called on it.
173  *
174  * For this object to be freed, bi_depermanent() must be called.
175  * @param bi [in]   The bigint to be made permanent.
176  */
177 void bi_permanent(bigint *bi)
178 {
179     check(bi);
180     if (bi->refs != 1)
181     {
182 #ifdef CONFIG_SSL_FULL_MODE
183         printf("bi_permanent: refs was not 1\n");
184 #endif
185         abort();
186     }
187
188     bi->refs = PERMANENT;
189 }
190
191 /**
192  * @brief Take a permanent object and make it eligible for freedom.
193  * @param bi [in]   The bigint to be made back to temporary.
194  */
195 void bi_depermanent(bigint *bi)
196 {
197     check(bi);
198     if (bi->refs != PERMANENT)
199     {
200 #ifdef CONFIG_SSL_FULL_MODE
201         printf("bi_depermanent: bigint was not permanent\n");
202 #endif
203         abort();
204     }
205
206     bi->refs = 1;
207 }
208
209 /**
210  * @brief Free a bigint object so it can be used again. 
211  *
212  * The memory itself it not actually freed, just tagged as being available 
213  * @param ctx [in]   The bigint session context.
214  * @param bi [in]    The bigint to be freed.
215  */
216 void bi_free(BI_CTX *ctx, bigint *bi)
217 {
218     check(bi);
219     if (bi->refs == PERMANENT)
220     {
221         return;
222     }
223
224     if (--bi->refs > 0)
225     {
226         return;
227     }
228
229     bi->next = ctx->free_list;
230     ctx->free_list = bi;
231     ctx->free_count++;
232
233     if (--ctx->active_count < 0)
234     {
235 #ifdef CONFIG_SSL_FULL_MODE
236         printf("bi_free: active_count went negative "
237                 "- double-freed bigint?\n");
238 #endif
239         abort();
240     }
241 }
242
243 /**
244  * @brief Convert an (unsigned) integer into a bigint.
245  * @param ctx [in]   The bigint session context.
246  * @param i [in]     The (unsigned) integer to be converted.
247  * 
248  */
249 bigint *int_to_bi(BI_CTX *ctx, comp i)
250 {
251     bigint *biR = alloc(ctx, 1);
252     biR->comps[0] = i;
253     return biR;
254 }
255
256 /**
257  * @brief Do a full copy of the bigint object.
258  * @param ctx [in]   The bigint session context.
259  * @param bi  [in]   The bigint object to be copied.
260  */
261 bigint *bi_clone(BI_CTX *ctx, const bigint *bi)
262 {
263     bigint *biR = alloc(ctx, bi->size);
264     check(bi);
265     memcpy(biR->comps, bi->comps, bi->size*COMP_BYTE_SIZE);
266     return biR;
267 }
268
269 /**
270  * @brief Perform an addition operation between two bigints.
271  * @param ctx [in]  The bigint session context.
272  * @param bia [in]  A bigint.
273  * @param bib [in]  Another bigint.
274  * @return The result of the addition.
275  */
276 bigint *bi_add(BI_CTX *ctx, bigint *bia, bigint *bib)
277 {
278     int n;
279     comp carry = 0;
280     comp *pa, *pb;
281
282     check(bia);
283     check(bib);
284
285     n = max(bia->size, bib->size);
286     more_comps(bia, n+1);
287     more_comps(bib, n);
288     pa = bia->comps;
289     pb = bib->comps;
290
291     do
292     {
293         comp  sl, rl, cy1;
294         sl = *pa + *pb++;
295         rl = sl + carry;
296         cy1 = sl < *pa;
297         carry = cy1 | (rl < sl);
298         *pa++ = rl;
299     } while (--n != 0);
300
301     *pa = carry;                  /* do overflow */
302     bi_free(ctx, bib);
303     return trim(bia);
304 }
305
306 /**
307  * @brief Perform a subtraction operation between two bigints.
308  * @param ctx [in]  The bigint session context.
309  * @param bia [in]  A bigint.
310  * @param bib [in]  Another bigint.
311  * @param is_negative [out] If defined, indicates that the result was negative.
312  * is_negative may be null.
313  * @return The result of the subtraction. The result is always positive.
314  */
315 bigint *bi_subtract(BI_CTX *ctx, 
316         bigint *bia, bigint *bib, int *is_negative)
317 {
318     int n = bia->size;
319     comp *pa, *pb, carry = 0;
320
321     check(bia);
322     check(bib);
323     more_comps(bib, n);
324     pa = bia->comps;
325     pb = bib->comps;
326
327     do 
328     {
329         comp sl, rl, cy1;
330         sl = *pa - *pb++;
331         rl = sl - carry;
332         cy1 = sl > *pa;
333         carry = cy1 | (rl > sl);
334         *pa++ = rl;
335     } while (--n != 0);
336
337     if (is_negative)    /* indicate a negative result */
338     {
339         *is_negative = carry;
340     }
341
342     bi_free(ctx, trim(bib));    /* put bib back to the way it was */
343     return trim(bia);
344 }
345
346 /**
347  * Perform a multiply between a bigint an an (unsigned) integer
348  */
349 static bigint *bi_int_multiply(BI_CTX *ctx, bigint *bia, comp b)
350 {
351     int j = 0, n = bia->size;
352     bigint *biR = alloc(ctx, n + 1);
353     comp carry = 0;
354     comp *r = biR->comps;
355     comp *a = bia->comps;
356
357     check(bia);
358
359     /* clear things to start with */
360     memset(r, 0, ((n+1)*COMP_BYTE_SIZE));
361
362     do
363     {
364         long_comp tmp = *r + (long_comp)a[j]*b + carry;
365         *r++ = (comp)tmp;              /* downsize */
366         carry = (comp)(tmp >> COMP_BIT_SIZE);
367     } while (++j < n);
368
369     *r = carry;
370     bi_free(ctx, bia);
371     return trim(biR);
372 }
373
374 /**
375  * @brief Does both division and modulo calculations. 
376  *
377  * Used extensively when doing classical reduction.
378  * @param ctx [in]  The bigint session context.
379  * @param u [in]    A bigint which is the numerator.
380  * @param v [in]    Either the denominator or the modulus depending on the mode.
381  * @param is_mod [n] Determines if this is a normal division (0) or a reduction
382  * (1).
383  * @return  The result of the division/reduction.
384  */
385 bigint *bi_divide(BI_CTX *ctx, bigint *u, bigint *v, int is_mod)
386 {
387     int n = v->size, m = u->size-n;
388     int j = 0, orig_u_size = u->size;
389     uint8_t mod_offset = ctx->mod_offset;
390     comp d;
391     bigint *quotient, *tmp_u;
392     comp q_dash;
393
394     check(u);
395     check(v);
396
397     /* if doing reduction and we are < mod, then return mod */
398     if (is_mod && bi_compare(v, u) > 0)
399     {
400         bi_free(ctx, v);
401         return u;
402     }
403
404     quotient = alloc(ctx, m+1);
405     tmp_u = alloc(ctx, n+1);
406     v = trim(v);        /* make sure we have no leading 0's */
407     d = (comp)((long_comp)COMP_RADIX/(V1+1));
408
409     /* clear things to start with */
410     memset(quotient->comps, 0, ((quotient->size)*COMP_BYTE_SIZE));
411
412     /* normalise */
413     if (d > 1)
414     {
415         u = bi_int_multiply(ctx, u, d);
416
417         if (is_mod)
418         {
419             v = ctx->bi_normalised_mod[mod_offset];
420         }
421         else
422         {
423             v = bi_int_multiply(ctx, v, d);
424         }
425     }
426
427     if (orig_u_size == u->size)  /* new digit position u0 */
428     {
429         more_comps(u, orig_u_size + 1);
430     }
431
432     do
433     {
434         /* get a temporary short version of u */
435         memcpy(tmp_u->comps, &u->comps[u->size-n-1-j], (n+1)*COMP_BYTE_SIZE);
436
437         /* calculate q' */
438         if (U(0) == V1)
439         {
440             q_dash = COMP_RADIX-1;
441         }
442         else
443         {
444             q_dash = (comp)(((long_comp)U(0)*COMP_RADIX + U(1))/V1);
445
446             if (v->size > 1 && V2)
447             {
448                 /* we are implementing the following:
449                 if (V2*q_dash > (((U(0)*COMP_RADIX + U(1) - 
450                         q_dash*V1)*COMP_RADIX) + U(2))) ... */
451                 comp inner = (comp)((long_comp)COMP_RADIX*U(0) + U(1) - 
452                                             (long_comp)q_dash*V1);
453                 if ((long_comp)V2*q_dash > (long_comp)inner*COMP_RADIX + U(2))
454                 {
455                     q_dash--;
456                 }
457             }
458         }
459
460         /* multiply and subtract */
461         if (q_dash)
462         {
463             int is_negative;
464             tmp_u = bi_subtract(ctx, tmp_u, 
465                     bi_int_multiply(ctx, bi_copy(v), q_dash), &is_negative);
466             more_comps(tmp_u, n+1);
467
468             Q(j) = q_dash; 
469
470             /* add back */
471             if (is_negative)
472             {
473                 Q(j)--;
474                 tmp_u = bi_add(ctx, tmp_u, bi_copy(v));
475
476                 /* lop off the carry */
477                 tmp_u->size--;
478                 v->size--;
479             }
480         }
481         else
482         {
483             Q(j) = 0; 
484         }
485
486         /* copy back to u */
487         memcpy(&u->comps[u->size-n-1-j], tmp_u->comps, (n+1)*COMP_BYTE_SIZE);
488     } while (++j <= m);
489
490     bi_free(ctx, tmp_u);
491     bi_free(ctx, v);
492
493     if (is_mod)     /* get the remainder */
494     {
495         bi_free(ctx, quotient);
496         return bi_int_divide(ctx, trim(u), d);
497     }
498     else            /* get the quotient */
499     {
500         bi_free(ctx, u);
501         return trim(quotient);
502     }
503 }
504
505 /*
506  * Perform an integer divide on a bigint.
507  */
508 static bigint *bi_int_divide(BI_CTX *ctx, bigint *biR, comp denom)
509 {
510     int i = biR->size - 1;
511     long_comp r = 0;
512
513     check(biR);
514
515     do
516     {
517         r = (r<<COMP_BIT_SIZE) + biR->comps[i];
518         biR->comps[i] = (comp)(r / denom);
519         r %= denom;
520     } while (--i >= 0);
521
522     return trim(biR);
523 }
524
525 #ifdef CONFIG_BIGINT_MONTGOMERY
526 /**
527  * There is a need for the value of integer N' such that B^-1(B-1)-N^-1N'=1, 
528  * where B^-1(B-1) mod N=1. Actually, only the least significant part of 
529  * N' is needed, hence the definition N0'=N' mod b. We reproduce below the 
530  * simple algorithm from an article by Dusse and Kaliski to efficiently 
531  * find N0' from N0 and b */
532 static comp modular_inverse(bigint *bim)
533 {
534     int i;
535     comp t = 1;
536     comp two_2_i_minus_1 = 2;   /* 2^(i-1) */
537     long_comp two_2_i = 4;      /* 2^i */
538     comp N = bim->comps[0];
539
540     for (i = 2; i <= COMP_BIT_SIZE; i++)
541     {
542         if ((long_comp)N*t%two_2_i >= two_2_i_minus_1)
543         {
544             t += two_2_i_minus_1;
545         }
546
547         two_2_i_minus_1 <<= 1;
548         two_2_i <<= 1;
549     }
550
551     return (comp)(COMP_RADIX-t);
552 }
553 #endif
554
555 #if defined(CONFIG_BIGINT_KARATSUBA) || defined(CONFIG_BIGINT_BARRETT) || \
556     defined(CONFIG_BIGINT_MONTGOMERY)
557 /**
558  * Take each component and shift down (in terms of components) 
559  */
560 static bigint *comp_right_shift(bigint *biR, int num_shifts)
561 {
562     int i = biR->size-num_shifts;
563     comp *x = biR->comps;
564     comp *y = &biR->comps[num_shifts];
565
566     check(biR);
567
568     if (i <= 0)     /* have we completely right shifted? */
569     {
570         biR->comps[0] = 0;  /* return 0 */
571         biR->size = 1;
572         return biR;
573     }
574
575     do
576     {
577         *x++ = *y++;
578     } while (--i > 0);
579
580     biR->size -= num_shifts;
581     return biR;
582 }
583
584 /**
585  * Take each component and shift it up (in terms of components) 
586  */
587 static bigint *comp_left_shift(bigint *biR, int num_shifts)
588 {
589     int i = biR->size-1;
590     comp *x, *y;
591
592     check(biR);
593
594     if (num_shifts <= 0)
595     {
596         return biR;
597     }
598
599     more_comps(biR, biR->size + num_shifts);
600
601     x = &biR->comps[i+num_shifts];
602     y = &biR->comps[i];
603
604     do
605     {
606         *x-- = *y--;
607     } while (i--);
608
609     memset(biR->comps, 0, num_shifts*COMP_BYTE_SIZE); /* zero LS comps */
610     return biR;
611 }
612 #endif
613
614 /**
615  * @brief Allow a binary sequence to be imported as a bigint.
616  * @param ctx [in]  The bigint session context.
617  * @param data [in] The data to be converted.
618  * @param size [in] The number of bytes of data.
619  * @return A bigint representing this data.
620  */
621 bigint *bi_import(BI_CTX *ctx, const uint8_t *data, int size)
622 {
623     bigint *biR = alloc(ctx, (size+COMP_BYTE_SIZE-1)/COMP_BYTE_SIZE);
624     int i, j = 0, offset = 0;
625
626     memset(biR->comps, 0, biR->size*COMP_BYTE_SIZE);
627
628     for (i = size-1; i >= 0; i--)
629     {
630         biR->comps[offset] += data[i] << (j*8);
631
632         if (++j == COMP_BYTE_SIZE)
633         {
634             j = 0;
635             offset ++;
636         }
637     }
638
639     return trim(biR);
640 }
641
642 #ifdef CONFIG_SSL_FULL_MODE
643 /**
644  * @brief The testharness uses this code to import text hex-streams and 
645  * convert them into bigints.
646  * @param ctx [in]  The bigint session context.
647  * @param data [in] A string consisting of hex characters. The characters must
648  * be in upper case.
649  * @return A bigint representing this data.
650  */
651 bigint *bi_str_import(BI_CTX *ctx, const char *data)
652 {
653     int size = strlen(data);
654     bigint *biR = alloc(ctx, (size+COMP_NUM_NIBBLES-1)/COMP_NUM_NIBBLES);
655     int i, j = 0, offset = 0;
656     memset(biR->comps, 0, biR->size*COMP_BYTE_SIZE);
657
658     for (i = size-1; i >= 0; i--)
659     {
660         int num = (data[i] <= '9') ? (data[i] - '0') : (data[i] - 'A' + 10);
661         biR->comps[offset] += num << (j*4);
662
663         if (++j == COMP_NUM_NIBBLES)
664         {
665             j = 0;
666             offset ++;
667         }
668     }
669
670     return biR;
671 }
672
673 void bi_print(const char *label, bigint *x)
674 {
675     int i, j;
676
677     if (x == NULL)
678     {
679         printf("%s: (null)\n", label);
680         return;
681     }
682
683     printf("%s: (size %d)\n", label, x->size);
684     for (i = x->size-1; i >= 0; i--)
685     {
686         for (j = COMP_NUM_NIBBLES-1; j >= 0; j--)
687         {
688             comp mask = 0x0f << (j*4);
689             comp num = (x->comps[i] & mask) >> (j*4);
690             putc((num <= 9) ? (num + '0') : (num + 'A' - 10), stdout);
691         }
692     }  
693
694     printf("\r\n");
695 }
696 #endif
697
698 /**
699  * @brief Take a bigint and convert it into a byte sequence. 
700  *
701  * This is useful after a decrypt operation.
702  * @param ctx [in]  The bigint session context.
703  * @param x [in]  The bigint to be converted.
704  * @param data [out] The converted data as a byte stream.
705  * @param size [in] The maximum size of the byte stream. Unused bytes will be
706  * zeroed.
707  */
708 void bi_export(BI_CTX *ctx, bigint *x, uint8_t *data, int size)
709 {
710     int i, j, k = size-1;
711
712     check(x);
713     memset(data, 0, size);  /* ensure all leading 0's are cleared */
714
715     for (i = 0; i < x->size; i++)
716     {
717         for (j = 0; j < COMP_BYTE_SIZE; j++)
718         {
719             comp mask = 0xff << (j*8);
720             int num = (x->comps[i] & mask) >> (j*8);
721             data[k--] = num;
722
723             if (k < 0)
724             {
725                 goto buf_done;
726             }
727         }
728     }
729 buf_done:
730
731     bi_free(ctx, x);
732 }
733
734 /**
735  * @brief Pre-calculate some of the expensive steps in reduction. 
736  *
737  * This function should only be called once (normally when a session starts).
738  * When the session is over, bi_free_mod() should be called. bi_mod_power()
739  * relies on this function being called.
740  * @param ctx [in]  The bigint session context.
741  * @param bim [in]  The bigint modulus that will be used.
742  * @param mod_offset [in] There are three moduluii that can be stored - the
743  * standard modulus, and its two primes p and q. This offset refers to which
744  * modulus we are referring to.
745  * @see bi_free_mod(), bi_mod_power().
746  */
747 void bi_set_mod(BI_CTX *ctx, bigint *bim, int mod_offset)
748 {
749     int k = bim->size;
750     comp d = (comp)((long_comp)COMP_RADIX/(bim->comps[k-1]+1));
751 #ifdef CONFIG_BIGINT_MONTGOMERY
752     bigint *R, *R2;
753 #endif
754
755     ctx->bi_mod[mod_offset] = bim;
756     bi_permanent(ctx->bi_mod[mod_offset]);
757     ctx->bi_normalised_mod[mod_offset] = bi_int_multiply(ctx, bim, d);
758     bi_permanent(ctx->bi_normalised_mod[mod_offset]);
759
760 #if defined(CONFIG_BIGINT_MONTGOMERY)
761     /* set montgomery variables */
762     R = comp_left_shift(bi_clone(ctx, ctx->bi_radix), k-1);     /* R */
763     R2 = comp_left_shift(bi_clone(ctx, ctx->bi_radix), k*2-1);  /* R^2 */
764     ctx->bi_RR_mod_m[mod_offset] = bi_mod(ctx, R2);             /* R^2 mod m */
765     ctx->bi_R_mod_m[mod_offset] = bi_mod(ctx, R);               /* R mod m */
766
767     bi_permanent(ctx->bi_RR_mod_m[mod_offset]);
768     bi_permanent(ctx->bi_R_mod_m[mod_offset]);
769
770     ctx->N0_dash[mod_offset] = modular_inverse(ctx->bi_mod[mod_offset]);
771
772 #elif defined (CONFIG_BIGINT_BARRETT)
773     ctx->bi_mu[mod_offset] = 
774         bi_divide(ctx, comp_left_shift(
775             bi_clone(ctx, ctx->bi_radix), k*2-1), ctx->bi_mod[mod_offset], 0);
776     bi_permanent(ctx->bi_mu[mod_offset]);
777 #endif
778 }
779
780 /**
781  * @brief Used when cleaning various bigints at the end of a session.
782  * @param ctx [in]  The bigint session context.
783  * @param mod_offset [in] The offset to use.
784  * @see bi_set_mod().
785  */
786 void bi_free_mod(BI_CTX *ctx, int mod_offset)
787 {
788     bi_depermanent(ctx->bi_mod[mod_offset]);
789     bi_free(ctx, ctx->bi_mod[mod_offset]);
790 #if defined (CONFIG_BIGINT_MONTGOMERY)
791     bi_depermanent(ctx->bi_RR_mod_m[mod_offset]);
792     bi_depermanent(ctx->bi_R_mod_m[mod_offset]);
793     bi_free(ctx, ctx->bi_RR_mod_m[mod_offset]);
794     bi_free(ctx, ctx->bi_R_mod_m[mod_offset]);
795 #elif defined(CONFIG_BIGINT_BARRETT)
796     bi_depermanent(ctx->bi_mu[mod_offset]); 
797     bi_free(ctx, ctx->bi_mu[mod_offset]);
798 #endif
799     bi_depermanent(ctx->bi_normalised_mod[mod_offset]); 
800     bi_free(ctx, ctx->bi_normalised_mod[mod_offset]);
801 }
802
803 /** 
804  * Perform a standard multiplication between two bigints.
805  *
806  * Barrett reduction has no need for some parts of the product, so ignore bits
807  * of the multiply. This routine gives Barrett its big performance
808  * improvements over Classical/Montgomery reduction methods. 
809  */
810 static bigint *regular_multiply(BI_CTX *ctx, bigint *bia, bigint *bib, 
811         int inner_partial, int outer_partial)
812 {
813     int i = 0, j;
814     int n = bia->size;
815     int t = bib->size;
816     bigint *biR = alloc(ctx, n + t);
817     comp *sr = biR->comps;
818     comp *sa = bia->comps;
819     comp *sb = bib->comps;
820
821     check(bia);
822     check(bib);
823
824     /* clear things to start with */
825     memset(biR->comps, 0, ((n+t)*COMP_BYTE_SIZE));
826
827     do 
828     {
829         long_comp tmp;
830         comp carry = 0;
831         int r_index = i;
832         j = 0;
833
834         if (outer_partial && outer_partial-i > 0 && outer_partial < n)
835         {
836             r_index = outer_partial-1;
837             j = outer_partial-i-1;
838         }
839
840         do
841         {
842             if (inner_partial && r_index >= inner_partial) 
843             {
844                 break;
845             }
846
847             tmp = sr[r_index] + ((long_comp)sa[j])*sb[i] + carry;
848             sr[r_index++] = (comp)tmp;              /* downsize */
849             carry = tmp >> COMP_BIT_SIZE;
850         } while (++j < n);
851
852         sr[r_index] = carry;
853     } while (++i < t);
854
855     bi_free(ctx, bia);
856     bi_free(ctx, bib);
857     return trim(biR);
858 }
859
860 #ifdef CONFIG_BIGINT_KARATSUBA
861 /*
862  * Karatsuba improves on regular multiplication due to only 3 multiplications 
863  * being done instead of 4. The additional additions/subtractions are O(N) 
864  * rather than O(N^2) and so for big numbers it saves on a few operations 
865  */
866 static bigint *karatsuba(BI_CTX *ctx, bigint *bia, bigint *bib, int is_square)
867 {
868     bigint *x0, *x1;
869     bigint *p0, *p1, *p2;
870     int m;
871
872     if (is_square)
873     {
874         m = (bia->size + 1)/2;
875     }
876     else
877     {
878         m = (max(bia->size, bib->size) + 1)/2;
879     }
880
881     x0 = bi_clone(ctx, bia);
882     x0->size = m;
883     x1 = bi_clone(ctx, bia);
884     comp_right_shift(x1, m);
885     bi_free(ctx, bia);
886
887     /* work out the 3 partial products */
888     if (is_square)
889     {
890         p0 = bi_square(ctx, bi_copy(x0));
891         p2 = bi_square(ctx, bi_copy(x1));
892         p1 = bi_square(ctx, bi_add(ctx, x0, x1));
893     }
894     else /* normal multiply */
895     {
896         bigint *y0, *y1;
897         y0 = bi_clone(ctx, bib);
898         y0->size = m;
899         y1 = bi_clone(ctx, bib);
900         comp_right_shift(y1, m);
901         bi_free(ctx, bib);
902
903         p0 = bi_multiply(ctx, bi_copy(x0), bi_copy(y0));
904         p2 = bi_multiply(ctx, bi_copy(x1), bi_copy(y1));
905         p1 = bi_multiply(ctx, bi_add(ctx, x0, x1), bi_add(ctx, y0, y1));
906     }
907
908     p1 = bi_subtract(ctx, 
909             bi_subtract(ctx, p1, bi_copy(p2), NULL), bi_copy(p0), NULL);
910
911     comp_left_shift(p1, m);
912     comp_left_shift(p2, 2*m);
913     return bi_add(ctx, p1, bi_add(ctx, p0, p2));
914 }
915 #endif
916
917 /**
918  * @brief Perform a multiplication operation between two bigints.
919  * @param ctx [in]  The bigint session context.
920  * @param bia [in]  A bigint.
921  * @param bib [in]  Another bigint.
922  * @return The result of the multiplication.
923  */
924 bigint *bi_multiply(BI_CTX *ctx, bigint *bia, bigint *bib)
925 {
926     check(bia);
927     check(bib);
928
929 #ifdef CONFIG_BIGINT_KARATSUBA
930     if (min(bia->size, bib->size) < MUL_KARATSUBA_THRESH)
931     {
932         return regular_multiply(ctx, bia, bib, 0, 0);
933     }
934
935     return karatsuba(ctx, bia, bib, 0);
936 #else
937     return regular_multiply(ctx, bia, bib, 0, 0);
938 #endif
939 }
940
941 #ifdef CONFIG_BIGINT_SQUARE
942 /*
943  * Perform the actual square operion. It takes into account overflow.
944  */
945 static bigint *regular_square(BI_CTX *ctx, bigint *bi)
946 {
947     int t = bi->size;
948     int i = 0, j;
949     bigint *biR = alloc(ctx, t*2+1);
950     comp *w = biR->comps;
951     comp *x = bi->comps;
952     long_comp carry;
953     memset(w, 0, biR->size*COMP_BYTE_SIZE);
954
955     do
956     {
957         long_comp tmp = w[2*i] + (long_comp)x[i]*x[i];
958         w[2*i] = (comp)tmp;
959         carry = tmp >> COMP_BIT_SIZE;
960
961         for (j = i+1; j < t; j++)
962         {
963             uint8_t c = 0;
964             long_comp xx = (long_comp)x[i]*x[j];
965             if ((COMP_MAX-xx) < xx)
966                 c = 1;
967
968             tmp = (xx<<1);
969
970             if ((COMP_MAX-tmp) < w[i+j])
971                 c = 1;
972
973             tmp += w[i+j];
974
975             if ((COMP_MAX-tmp) < carry)
976                 c = 1;
977
978             tmp += carry;
979             w[i+j] = (comp)tmp;
980             carry = tmp >> COMP_BIT_SIZE;
981
982             if (c)
983                 carry += COMP_RADIX;
984         }
985
986         tmp = w[i+t] + carry;
987         w[i+t] = (comp)tmp;
988         w[i+t+1] = tmp >> COMP_BIT_SIZE;
989     } while (++i < t);
990
991     bi_free(ctx, bi);
992     return trim(biR);
993 }
994
995 /**
996  * @brief Perform a square operation on a bigint.
997  * @param ctx [in]  The bigint session context.
998  * @param bia [in]  A bigint.
999  * @return The result of the multiplication.
1000  */
1001 bigint *bi_square(BI_CTX *ctx, bigint *bia)
1002 {
1003     check(bia);
1004
1005 #ifdef CONFIG_BIGINT_KARATSUBA
1006     if (bia->size < SQU_KARATSUBA_THRESH) 
1007     {
1008         return regular_square(ctx, bia);
1009     }
1010
1011     return karatsuba(ctx, bia, NULL, 1);
1012 #else
1013     return regular_square(ctx, bia);
1014 #endif
1015 }
1016 #endif
1017
1018 /**
1019  * @brief Compare two bigints.
1020  * @param bia [in]  A bigint.
1021  * @param bib [in]  Another bigint.
1022  * @return -1 if smaller, 1 if larger and 0 if equal.
1023  */
1024 int bi_compare(bigint *bia, bigint *bib)
1025 {
1026     int r, i;
1027
1028     check(bia);
1029     check(bib);
1030
1031     if (bia->size > bib->size)
1032         r = 1;
1033     else if (bia->size < bib->size)
1034         r = -1;
1035     else
1036     {
1037         comp *a = bia->comps; 
1038         comp *b = bib->comps; 
1039
1040         /* Same number of components.  Compare starting from the high end
1041          * and working down. */
1042         r = 0;
1043         i = bia->size - 1;
1044
1045         do 
1046         {
1047             if (a[i] > b[i])
1048             { 
1049                 r = 1;
1050                 break; 
1051             }
1052             else if (a[i] < b[i])
1053             { 
1054                 r = -1;
1055                 break; 
1056             }
1057         } while (--i >= 0);
1058     }
1059
1060     return r;
1061 }
1062
1063 /*
1064  * Allocate and zero more components.  Does not consume bi. 
1065  */
1066 static void more_comps(bigint *bi, int n)
1067 {
1068     if (n > bi->max_comps)
1069     {
1070         bi->max_comps = max(bi->max_comps * 2, n);
1071         bi->comps = (comp*)realloc(bi->comps, bi->max_comps * COMP_BYTE_SIZE);
1072     }
1073
1074     if (n > bi->size)
1075     {
1076         memset(&bi->comps[bi->size], 0, (n-bi->size)*COMP_BYTE_SIZE);
1077     }
1078
1079     bi->size = n;
1080 }
1081
1082 /*
1083  * Make a new empty bigint. It may just use an old one if one is available.
1084  * Otherwise get one off the heap.
1085  */
1086 static bigint *alloc(BI_CTX *ctx, int size)
1087 {
1088     bigint *biR;
1089
1090     /* Can we recycle an old bigint? */
1091     if (ctx->free_list != NULL)
1092     {
1093         biR = ctx->free_list;
1094         ctx->free_list = biR->next;
1095         ctx->free_count--;
1096
1097         if (biR->refs != 0)
1098         {
1099 #ifdef CONFIG_SSL_FULL_MODE
1100             printf("alloc: refs was not 0\n");
1101 #endif
1102             abort();    /* create a stack trace from a core dump */
1103         }
1104
1105         more_comps(biR, size);
1106     }
1107     else
1108     {
1109         /* No free bigints available - create a new one. */
1110         biR = (bigint *)malloc(sizeof(bigint));
1111         biR->comps = (comp*)malloc(size * COMP_BYTE_SIZE);
1112         biR->max_comps = size;  /* give some space to spare */
1113     }
1114
1115     biR->size = size;
1116     biR->refs = 1;
1117     biR->next = NULL;
1118     ctx->active_count++;
1119     return biR;
1120 }
1121
1122 /*
1123  * Work out the highest '1' bit in an exponent. Used when doing sliding-window
1124  * exponentiation.
1125  */
1126 static int find_max_exp_index(bigint *biexp)
1127 {
1128     int i = COMP_BIT_SIZE-1;
1129     comp shift = COMP_RADIX/2;
1130     comp test = biexp->comps[biexp->size-1];    /* assume no leading zeroes */
1131
1132     check(biexp);
1133
1134     do
1135     {
1136         if (test & shift)
1137         {
1138             return i+(biexp->size-1)*COMP_BIT_SIZE;
1139         }
1140
1141         shift >>= 1;
1142     } while (i-- != 0);
1143
1144     return -1;      /* error - must have been a leading 0 */
1145 }
1146
1147 /*
1148  * Is a particular bit is an exponent 1 or 0? Used when doing sliding-window
1149  * exponentiation.
1150  */
1151 static int exp_bit_is_one(bigint *biexp, int offset)
1152 {
1153     comp test = biexp->comps[offset / COMP_BIT_SIZE];
1154     int num_shifts = offset % COMP_BIT_SIZE;
1155     comp shift = 1;
1156     int i;
1157
1158     check(biexp);
1159
1160     for (i = 0; i < num_shifts; i++)
1161     {
1162         shift <<= 1;
1163     }
1164
1165     return (test & shift) != 0;
1166 }
1167
1168 #ifdef CONFIG_BIGINT_CHECK_ON
1169 /*
1170  * Perform a sanity check on bi.
1171  */
1172 static void check(const bigint *bi)
1173 {
1174     if (bi->refs <= 0)
1175     {
1176         printf("check: zero or negative refs in bigint\n");
1177         abort();
1178     }
1179
1180     if (bi->next != NULL)
1181     {
1182         printf("check: attempt to use a bigint from "
1183                 "the free list\n");
1184         abort();
1185     }
1186 }
1187 #endif
1188
1189 /*
1190  * Delete any leading 0's (and allow for 0).
1191  */
1192 static bigint *trim(bigint *bi)
1193 {
1194     check(bi);
1195
1196     while (bi->comps[bi->size-1] == 0 && bi->size > 1)
1197     {
1198         bi->size--;
1199     }
1200
1201     return bi;
1202 }
1203
1204 #if defined(CONFIG_BIGINT_MONTGOMERY)
1205 /**
1206  * @brief Perform a single montgomery reduction.
1207  * @param ctx [in]  The bigint session context.
1208  * @param bixy [in]  A bigint.
1209  * @return The result of the montgomery reduction.
1210  */
1211 bigint *bi_mont(BI_CTX *ctx, bigint *bixy)
1212 {
1213     int i = 0, n;
1214     uint8_t mod_offset = ctx->mod_offset;
1215     bigint *bim = ctx->bi_mod[mod_offset];
1216     comp mod_inv = ctx->N0_dash[mod_offset];
1217
1218     check(bixy);
1219
1220     if (ctx->use_classical)     /* just use classical instead */
1221     {
1222         return bi_mod(ctx, bixy);
1223     }
1224
1225     n = bim->size;
1226
1227     do
1228     {
1229         bixy = bi_add(ctx, bixy, comp_left_shift(
1230                     bi_int_multiply(ctx, bim, bixy->comps[i]*mod_inv), i));
1231     } while (++i < n);
1232
1233     comp_right_shift(bixy, n);
1234
1235     if (bi_compare(bixy, bim) >= 0)
1236     {
1237         bixy = bi_subtract(ctx, bixy, bim, NULL);
1238     }
1239
1240     return bixy;
1241 }
1242
1243 #elif defined(CONFIG_BIGINT_BARRETT)
1244 /*
1245  * Stomp on the most significant components to give the illusion of a "mod base
1246  * radix" operation 
1247  */
1248 static bigint *comp_mod(bigint *bi, int mod)
1249 {
1250     check(bi);
1251
1252     if (bi->size > mod)
1253     {
1254         bi->size = mod;
1255     }
1256
1257     return bi;
1258 }
1259
1260 /**
1261  * @brief Perform a single Barrett reduction.
1262  * @param ctx [in]  The bigint session context.
1263  * @param bi [in]  A bigint.
1264  * @return The result of the Barrett reduction.
1265  */
1266 bigint *bi_barrett(BI_CTX *ctx, bigint *bi)
1267 {
1268
1269     bigint *q1, *q2, *q3, *r1, *r2, *r;
1270     uint8_t mod_offset = ctx->mod_offset;
1271     bigint *bim = ctx->bi_mod[mod_offset];
1272     int k = bim->size;
1273
1274     check(bi);
1275     check(bim);
1276
1277     /* use Classical method instead  - Barrett cannot help here */
1278     if (bi->size > k*2)
1279     {
1280
1281         return bi_mod(ctx, bi);
1282     }
1283     bigint* a = bi_clone(ctx, bi);
1284     q1 = comp_right_shift(a, k-1);
1285
1286     /* do outer partial multiply */
1287     q2 = regular_multiply(ctx, q1, ctx->bi_mu[mod_offset], 0, k-1); 
1288     q3 = comp_right_shift(q2, k+1);
1289     r1 = comp_mod(bi, k+1);
1290
1291     /* do inner partial multiply */
1292     r2 = comp_mod(regular_multiply(ctx, q3, bim, k+1, 0), k+1);
1293     r = bi_subtract(ctx, r1, r2, NULL);
1294
1295     /* if (r >= m) r = r - m; */
1296     if (bi_compare(r, bim) >= 0)
1297     {
1298
1299         r = bi_subtract(ctx, r, bim, NULL);
1300     }
1301
1302     return r;
1303 }
1304 #endif /* CONFIG_BIGINT_BARRETT */
1305
1306 #ifdef CONFIG_BIGINT_SLIDING_WINDOW
1307 /*
1308  * Work out g1, g3, g5, g7... etc for the sliding-window algorithm 
1309  */
1310 static void precompute_slide_window(BI_CTX *ctx, int window, bigint *g1)
1311 {
1312     int k = 1, i;
1313     bigint *g2;
1314
1315     for (i = 0; i < window-1; i++)   /* compute 2^(window-1) */
1316     {
1317         k <<= 1;
1318     }
1319
1320     ctx->g = (bigint **)malloc(k*sizeof(bigint *));
1321     ctx->g[0] = bi_clone(ctx, g1);
1322     bi_permanent(ctx->g[0]);
1323     g2 = bi_residue(ctx, bi_square(ctx, ctx->g[0]));   /* g^2 */
1324
1325     for (i = 1; i < k; i++)
1326     {
1327         ctx->g[i] = bi_residue(ctx, bi_multiply(ctx, ctx->g[i-1], bi_copy(g2)));
1328         bi_permanent(ctx->g[i]);
1329     }
1330
1331     bi_free(ctx, g2);
1332     ctx->window = k;
1333 }
1334 #endif
1335
1336 /**
1337  * @brief Perform a modular exponentiation.
1338  *
1339  * This function requires bi_set_mod() to have been called previously. This is 
1340  * one of the optimisations used for performance.
1341  * @param ctx [in]  The bigint session context.
1342  * @param bi  [in]  The bigint on which to perform the mod power operation.
1343  * @param biexp [in] The bigint exponent.
1344  * @return The result of the mod exponentiation operation
1345  * @see bi_set_mod().
1346  */
1347 bigint *bi_mod_power(BI_CTX *ctx, bigint *bi, bigint *biexp)
1348 {
1349     int i = find_max_exp_index(biexp), j, window_size = 1;
1350     bigint *biR = int_to_bi(ctx, 1);
1351
1352
1353 #if defined(CONFIG_BIGINT_MONTGOMERY)
1354     uint8_t mod_offset = ctx->mod_offset;
1355     if (!ctx->use_classical)
1356     {
1357         /* preconvert */
1358         bi = bi_mont(ctx, 
1359                 bi_multiply(ctx, bi, ctx->bi_RR_mod_m[mod_offset]));    /* x' */
1360         bi_free(ctx, biR);
1361         biR = ctx->bi_R_mod_m[mod_offset];                              /* A */
1362     }
1363 #endif
1364
1365     check(bi);
1366     check(biexp);
1367
1368 #ifdef CONFIG_BIGINT_SLIDING_WINDOW
1369     for (j = i; j > 32; j /= 5) /* work out an optimum size */
1370         window_size++;
1371
1372     /* work out the slide constants */
1373     precompute_slide_window(ctx, window_size, bi);
1374 #else   /* just one constant */
1375     ctx->g = (bigint **)malloc(sizeof(bigint *));
1376     ctx->g[0] = bi_clone(ctx, bi);
1377     ctx->window = 1;
1378     bi_permanent(ctx->g[0]);
1379 #endif
1380
1381     /* if sliding-window is off, then only one bit will be done at a time and
1382      * will reduce to standard left-to-right exponentiation */
1383     do
1384     {
1385         if (exp_bit_is_one(biexp, i))
1386         {
1387             int l = i-window_size+1;
1388             int part_exp = 0;
1389
1390             if (l < 0)  /* LSB of exponent will always be 1 */
1391                 l = 0;
1392             else
1393             {
1394                 while (exp_bit_is_one(biexp, l) == 0)
1395                     l++;    /* go back up */
1396             }
1397             /* build up the section of the exponent */
1398             for (j = i; j >= l; j--)
1399             {
1400                 biR = bi_residue(ctx, bi_square(ctx, biR));
1401                 if (exp_bit_is_one(biexp, j))
1402                     part_exp++;
1403
1404                 if (j != l)
1405                     part_exp <<= 1;
1406             }
1407             part_exp = (part_exp-1)/2;  /* adjust for array */
1408             bigint* a = bi_multiply(ctx, biR, ctx->g[part_exp]);
1409             biR = bi_residue(ctx, a);
1410             i = l-1;
1411         }
1412         else    /* square it */
1413         {
1414             biR = bi_residue(ctx, bi_square(ctx, biR));
1415             i--;
1416         }
1417         
1418     } while (i >= 0);
1419
1420     /* cleanup */
1421     for (i = 0; i < ctx->window; i++)
1422     {
1423         bi_depermanent(ctx->g[i]);
1424         bi_free(ctx, ctx->g[i]);
1425     }
1426
1427     free(ctx->g);
1428     bi_free(ctx, bi);
1429     bi_free(ctx, biexp);
1430 #if defined CONFIG_BIGINT_MONTGOMERY
1431     return ctx->use_classical ? biR : bi_mont(ctx, biR); /* convert back */
1432 #else /* CONFIG_BIGINT_CLASSICAL or CONFIG_BIGINT_BARRETT */
1433     return biR;
1434 #endif
1435 }
1436
1437 #ifdef CONFIG_SSL_CERT_VERIFICATION
1438 /**
1439  * @brief Perform a modular exponentiation using a temporary modulus.
1440  *
1441  * We need this function to check the signatures of certificates. The modulus
1442  * of this function is temporary as it's just used for authentication.
1443  * @param ctx [in]  The bigint session context.
1444  * @param bi  [in]  The bigint to perform the exp/mod.
1445  * @param bim [in]  The temporary modulus.
1446  * @param biexp [in] The bigint exponent.
1447  * @return The result of the mod exponentiation operation
1448  * @see bi_set_mod().
1449  */
1450 bigint *bi_mod_power2(BI_CTX *ctx, bigint *bi, bigint *bim, bigint *biexp)
1451 {
1452     bigint *biR, *tmp_biR;
1453
1454     /* Set up a temporary bigint context and transfer what we need between
1455      * them. We need to do this since we want to keep the original modulus
1456      * which is already in this context. This operation is only called when
1457      * doing peer verification, and so is not expensive :-) */
1458     BI_CTX *tmp_ctx = bi_initialize();
1459     bi_set_mod(tmp_ctx, bi_clone(tmp_ctx, bim), BIGINT_M_OFFSET);
1460     tmp_biR = bi_mod_power(tmp_ctx, 
1461                 bi_clone(tmp_ctx, bi), 
1462                 bi_clone(tmp_ctx, biexp));
1463     biR = bi_clone(ctx, tmp_biR);
1464     bi_free(tmp_ctx, tmp_biR);
1465     bi_free_mod(tmp_ctx, BIGINT_M_OFFSET);
1466     bi_terminate(tmp_ctx);
1467
1468     bi_free(ctx, bi);
1469     bi_free(ctx, bim);
1470     bi_free(ctx, biexp);
1471     return biR;
1472 }
1473 #endif
1474
1475 #ifdef CONFIG_BIGINT_CRT
1476 /**
1477  * @brief Use the Chinese Remainder Theorem to quickly perform RSA decrypts.
1478  *
1479  * @param ctx [in]  The bigint session context.
1480  * @param bi  [in]  The bigint to perform the exp/mod.
1481  * @param dP [in] CRT's dP bigint
1482  * @param dQ [in] CRT's dQ bigint
1483  * @param p [in] CRT's p bigint
1484  * @param q [in] CRT's q bigint
1485  * @param qInv [in] CRT's qInv bigint
1486  * @return The result of the CRT operation
1487  */
1488 bigint *bi_crt(BI_CTX *ctx, bigint *bi,
1489         bigint *dP, bigint *dQ,
1490         bigint *p, bigint *q, bigint *qInv)
1491 {
1492     bigint *m1, *m2, *h;
1493
1494     /* Montgomery has a condition the 0 < x, y < m and these products violate
1495      * that condition. So disable Montgomery when using CRT */
1496 #if defined(CONFIG_BIGINT_MONTGOMERY)
1497     ctx->use_classical = 1;
1498 #endif
1499     ctx->mod_offset = BIGINT_P_OFFSET;
1500     m1 = bi_mod_power(ctx, bi_copy(bi), dP);
1501
1502     ctx->mod_offset = BIGINT_Q_OFFSET;
1503     m2 = bi_mod_power(ctx, bi, dQ);
1504
1505     h = bi_subtract(ctx, bi_add(ctx, m1, p), bi_copy(m2), NULL);
1506     h = bi_multiply(ctx, h, qInv);
1507     ctx->mod_offset = BIGINT_P_OFFSET;
1508     h = bi_residue(ctx, h);
1509 #if defined(CONFIG_BIGINT_MONTGOMERY)
1510     ctx->use_classical = 0;         /* reset for any further operation */
1511 #endif
1512     return bi_add(ctx, m2, bi_multiply(ctx, q, h));
1513 }
1514 #endif
1515 /** @} */