Added RSA key generation code (i15, i31, i62).
[BearSSL] / src / rsa / rsa_i31_keygen_inner.c
diff --git a/src/rsa/rsa_i31_keygen_inner.c b/src/rsa/rsa_i31_keygen_inner.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..69120e7
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,608 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2018 Thomas Pornin <pornin@bolet.org>
+ *
+ * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining 
+ * a copy of this software and associated documentation files (the
+ * "Software"), to deal in the Software without restriction, including
+ * without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish,
+ * distribute, sublicense, and/or sell copies of the Software, and to
+ * permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to
+ * the following conditions:
+ *
+ * The above copyright notice and this permission notice shall be 
+ * included in all copies or substantial portions of the Software.
+ *
+ * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, 
+ * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
+ * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND 
+ * NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS
+ * BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN
+ * ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN
+ * CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
+ * SOFTWARE.
+ */
+
+#include "inner.h"
+
+/*
+ * Make a random integer of the provided size. The size is encoded.
+ * The header word is untouched.
+ */
+static void
+mkrand(const br_prng_class **rng, uint32_t *x, uint32_t esize)
+{
+       size_t u, len;
+       unsigned m;
+
+       len = (esize + 31) >> 5;
+       (*rng)->generate(rng, x + 1, len * sizeof(uint32_t));
+       for (u = 1; u < len; u ++) {
+               x[u] &= 0x7FFFFFFF;
+       }
+       m = esize & 31;
+       if (m == 0) {
+               x[len] &= 0x7FFFFFFF;
+       } else {
+               x[len] &= 0x7FFFFFFF >> (31 - m);
+       }
+}
+
+/*
+ * This is the big-endian unsigned representation of the product of
+ * all small primes from 13 to 1481.
+ */
+static const unsigned char SMALL_PRIMES[] = {
+       0x2E, 0xAB, 0x92, 0xD1, 0x8B, 0x12, 0x47, 0x31, 0x54, 0x0A,
+       0x99, 0x5D, 0x25, 0x5E, 0xE2, 0x14, 0x96, 0x29, 0x1E, 0xB7,
+       0x78, 0x70, 0xCC, 0x1F, 0xA5, 0xAB, 0x8D, 0x72, 0x11, 0x37,
+       0xFB, 0xD8, 0x1E, 0x3F, 0x5B, 0x34, 0x30, 0x17, 0x8B, 0xE5,
+       0x26, 0x28, 0x23, 0xA1, 0x8A, 0xA4, 0x29, 0xEA, 0xFD, 0x9E,
+       0x39, 0x60, 0x8A, 0xF3, 0xB5, 0xA6, 0xEB, 0x3F, 0x02, 0xB6,
+       0x16, 0xC3, 0x96, 0x9D, 0x38, 0xB0, 0x7D, 0x82, 0x87, 0x0C,
+       0xF7, 0xBE, 0x24, 0xE5, 0x5F, 0x41, 0x04, 0x79, 0x76, 0x40,
+       0xE7, 0x00, 0x22, 0x7E, 0xB5, 0x85, 0x7F, 0x8D, 0x01, 0x50,
+       0xE9, 0xD3, 0x29, 0x42, 0x08, 0xB3, 0x51, 0x40, 0x7B, 0xD7,
+       0x8D, 0xCC, 0x10, 0x01, 0x64, 0x59, 0x28, 0xB6, 0x53, 0xF3,
+       0x50, 0x4E, 0xB1, 0xF2, 0x58, 0xCD, 0x6E, 0xF5, 0x56, 0x3E,
+       0x66, 0x2F, 0xD7, 0x07, 0x7F, 0x52, 0x4C, 0x13, 0x24, 0xDC,
+       0x8E, 0x8D, 0xCC, 0xED, 0x77, 0xC4, 0x21, 0xD2, 0xFD, 0x08,
+       0xEA, 0xD7, 0xC0, 0x5C, 0x13, 0x82, 0x81, 0x31, 0x2F, 0x2B,
+       0x08, 0xE4, 0x80, 0x04, 0x7A, 0x0C, 0x8A, 0x3C, 0xDC, 0x22,
+       0xE4, 0x5A, 0x7A, 0xB0, 0x12, 0x5E, 0x4A, 0x76, 0x94, 0x77,
+       0xC2, 0x0E, 0x92, 0xBA, 0x8A, 0xA0, 0x1F, 0x14, 0x51, 0x1E,
+       0x66, 0x6C, 0x38, 0x03, 0x6C, 0xC7, 0x4A, 0x4B, 0x70, 0x80,
+       0xAF, 0xCA, 0x84, 0x51, 0xD8, 0xD2, 0x26, 0x49, 0xF5, 0xA8,
+       0x5E, 0x35, 0x4B, 0xAC, 0xCE, 0x29, 0x92, 0x33, 0xB7, 0xA2,
+       0x69, 0x7D, 0x0C, 0xE0, 0x9C, 0xDB, 0x04, 0xD6, 0xB4, 0xBC,
+       0x39, 0xD7, 0x7F, 0x9E, 0x9D, 0x78, 0x38, 0x7F, 0x51, 0x54,
+       0x50, 0x8B, 0x9E, 0x9C, 0x03, 0x6C, 0xF5, 0x9D, 0x2C, 0x74,
+       0x57, 0xF0, 0x27, 0x2A, 0xC3, 0x47, 0xCA, 0xB9, 0xD7, 0x5C,
+       0xFF, 0xC2, 0xAC, 0x65, 0x4E, 0xBD
+};
+
+/*
+ * We need temporary values for at least 7 integers of the same size
+ * as a factor (including header word); more space helps with performance
+ * (in modular exponentiations), but we much prefer to remain under
+ * 2 kilobytes in total, to save stack space. The macro TEMPS below
+ * exceeds 512 (which is a count in 32-bit words) when BR_MAX_RSA_SIZE
+ * is greater than 4464 (default value is 4096, so the 2-kB limit is
+ * maintained unless BR_MAX_RSA_SIZE was modified).
+ */
+#define MAX(x, y)   ((x) > (y) ? (x) : (y))
+#define ROUND2(x)   ((((x) + 1) >> 1) << 1)
+
+#define TEMPS   MAX(512, ROUND2(7 * ((((BR_MAX_RSA_SIZE + 1) >> 1) + 61) / 31)))
+
+/*
+ * Perform trial division on a candidate prime. This computes
+ * y = SMALL_PRIMES mod x, then tries to compute y/y mod x. The
+ * br_i31_moddiv() function will report an error if y is not invertible
+ * modulo x. Returned value is 1 on success (none of the small primes
+ * divides x), 0 on error (a non-trivial GCD is obtained).
+ *
+ * This function assumes that x is odd.
+ */
+static uint32_t
+trial_divisions(const uint32_t *x, uint32_t *t)
+{
+       uint32_t *y;
+       uint32_t x0i;
+
+       y = t;
+       t += 1 + ((x[0] + 31) >> 5);
+       x0i = br_i31_ninv31(x[1]);
+       br_i31_decode_reduce(y, SMALL_PRIMES, sizeof SMALL_PRIMES, x);
+       return br_i31_moddiv(y, y, x, x0i, t);
+}
+
+/*
+ * Perform n rounds of Miller-Rabin on the candidate prime x. This
+ * function assumes that x = 3 mod 4.
+ *
+ * Returned value is 1 on success (all rounds completed successfully),
+ * 0 otherwise.
+ */
+static uint32_t
+miller_rabin(const br_prng_class **rng, const uint32_t *x, int n,
+       uint32_t *t, size_t tlen, br_i31_modpow_opt_type mp31)
+{
+       /*
+        * Since x = 3 mod 4, the Miller-Rabin test is simple:
+        *  - get a random base a (such that 1 < a < x-1)
+        *  - compute z = a^((x-1)/2) mod x
+        *  - if z != 1 and z != x-1, the number x is composite
+        *
+        * We generate bases 'a' randomly with a size which is
+        * one bit less than x, which ensures that a < x-1. It
+        * is not useful to verify that a > 1 because the probability
+        * that we get a value a equal to 0 or 1 is much smaller
+        * than the probability of our Miller-Rabin tests not to
+        * detect a composite, which is already quite smaller than the
+        * probability of the hardware misbehaving and return a
+        * composite integer because of some glitch (e.g. bad RAM
+        * or ill-timed cosmic ray).
+        */
+       unsigned char *xm1d2;
+       size_t xlen, xm1d2_len, xm1d2_len_u32, u;
+       uint32_t asize;
+       unsigned cc;
+       uint32_t x0i;
+
+       /*
+        * Compute (x-1)/2 (encoded).
+        */
+       xm1d2 = (unsigned char *)t;
+       xm1d2_len = ((x[0] - (x[0] >> 5)) + 7) >> 3;
+       br_i31_encode(xm1d2, xm1d2_len, x);
+       cc = 0;
+       for (u = 0; u < xm1d2_len; u ++) {
+               unsigned w;
+
+               w = xm1d2[u];
+               xm1d2[u] = (unsigned char)((w >> 1) | cc);
+               cc = w << 7;
+       }
+
+       /*
+        * We used some words of the provided buffer for (x-1)/2.
+        */
+       xm1d2_len_u32 = (xm1d2_len + 3) >> 2;
+       t += xm1d2_len_u32;
+       tlen -= xm1d2_len_u32;
+
+       xlen = (x[0] + 31) >> 5;
+       asize = x[0] - 1 - EQ0(x[0] & 31);
+       x0i = br_i31_ninv31(x[1]);
+       while (n -- > 0) {
+               uint32_t *a, *t2;
+               uint32_t eq1, eqm1;
+               size_t t2len;
+
+               /*
+                * Generate a random base. We don't need the base to be
+                * really uniform modulo x, so we just get a random
+                * number which is one bit shorter than x.
+                */
+               a = t;
+               a[0] = x[0];
+               a[xlen] = 0;
+               mkrand(rng, a, asize);
+
+               /*
+                * Compute a^((x-1)/2) mod x. We assume here that the
+                * function will not fail (the temporary array is large
+                * enough).
+                */
+               t2 = t + 1 + xlen;
+               t2len = tlen - 1 - xlen;
+               if ((t2len & 1) != 0) {
+                       /*
+                        * Since the source array is 64-bit aligned and
+                        * has an even number of elements (TEMPS), we
+                        * can use the parity of the remaining length to
+                        * detect and adjust alignment.
+                        */
+                       t2 ++;
+                       t2len --;
+               }
+               mp31(a, xm1d2, xm1d2_len, x, x0i, t2, t2len);
+
+               /*
+                * We must obtain either 1 or x-1. Note that x is odd,
+                * hence x-1 differs from x only in its low word (no
+                * carry).
+                */
+               eq1 = a[1] ^ 1;
+               eqm1 = a[1] ^ (x[1] - 1);
+               for (u = 2; u <= xlen; u ++) {
+                       eq1 |= a[u];
+                       eqm1 |= a[u] ^ x[u];
+               }
+
+               if ((EQ0(eq1) | EQ0(eqm1)) == 0) {
+                       return 0;
+               }
+       }
+       return 1;
+}
+
+/*
+ * Create a random prime of the provided size. 'size' is the _encoded_
+ * bit length. The two top bits and the two bottom bits are set to 1.
+ */
+static void
+mkprime(const br_prng_class **rng, uint32_t *x, uint32_t esize,
+       uint32_t pubexp, uint32_t *t, size_t tlen, br_i31_modpow_opt_type mp31)
+{
+       size_t len;
+
+       x[0] = esize;
+       len = (esize + 31) >> 5;
+       for (;;) {
+               size_t u;
+               uint32_t m3, m5, m7, m11;
+               int rounds, s7, s11;
+
+               /*
+                * Generate random bits. We force the two top bits and the
+                * two bottom bits to 1.
+                */
+               mkrand(rng, x, esize);
+               if ((esize & 31) == 0) {
+                       x[len] |= 0x60000000;
+               } else if ((esize & 31) == 1) {
+                       x[len] |= 0x00000001;
+                       x[len - 1] |= 0x40000000;
+               } else {
+                       x[len] |= 0x00000003 << ((esize & 31) - 2);
+               }
+               x[1] |= 0x00000003;
+
+               /*
+                * Trial division with low primes (3, 5, 7 and 11). We
+                * use the following properties:
+                *
+                *   2^2 = 1 mod 3
+                *   2^4 = 1 mod 5
+                *   2^3 = 1 mod 7
+                *   2^10 = 1 mod 11
+                */
+               m3 = 0;
+               m5 = 0;
+               m7 = 0;
+               m11 = 0;
+               s7 = 0;
+               s11 = 0;
+               for (u = 0; u < len; u ++) {
+                       uint32_t w, w3, w5, w7, w11;
+
+                       w = x[1 + u];
+                       w3 = (w & 0xFFFF) + (w >> 16);     /* max: 98302 */
+                       w5 = (w & 0xFFFF) + (w >> 16);     /* max: 98302 */
+                       w7 = (w & 0x7FFF) + (w >> 15);     /* max: 98302 */
+                       w11 = (w & 0xFFFFF) + (w >> 20);   /* max: 1050622 */
+
+                       m3 += w3 << (u & 1);
+                       m3 = (m3 & 0xFF) + (m3 >> 8);      /* max: 1025 */
+
+                       m5 += w5 << ((4 - u) & 3);
+                       m5 = (m5 & 0xFFF) + (m5 >> 12);    /* max: 4479 */
+
+                       m7 += w7 << s7;
+                       m7 = (m7 & 0x1FF) + (m7 >> 9);     /* max: 1280 */
+                       if (++ s7 == 3) {
+                               s7 = 0;
+                       }
+
+                       m11 += w11 << s11;
+                       if (++ s11 == 10) {
+                               s11 = 0;
+                       }
+                       m11 = (m11 & 0x3FF) + (m11 >> 10); /* max: 526847 */
+               }
+
+               m3 = (m3 & 0x3F) + (m3 >> 6);      /* max: 78 */
+               m3 = (m3 & 0x0F) + (m3 >> 4);      /* max: 18 */
+               m3 = ((m3 * 43) >> 5) & 3;
+
+               m5 = (m5 & 0xFF) + (m5 >> 8);      /* max: 271 */
+               m5 = (m5 & 0x0F) + (m5 >> 4);      /* max: 31 */
+               m5 -= 20 & -GT(m5, 19);
+               m5 -= 10 & -GT(m5, 9);
+               m5 -= 5 & -GT(m5, 4);
+
+               m7 = (m7 & 0x3F) + (m7 >> 6);      /* max: 82 */
+               m7 = (m7 & 0x07) + (m7 >> 3);      /* max: 16 */
+               m7 = ((m7 * 147) >> 7) & 7;
+
+               /*
+                * 2^5 = 32 = -1 mod 11.
+                */
+               m11 = (m11 & 0x3FF) + (m11 >> 10);      /* max: 1536 */
+               m11 = (m11 & 0x3FF) + (m11 >> 10);      /* max: 1023 */
+               m11 = (m11 & 0x1F) + 33 - (m11 >> 5);   /* max: 64 */
+               m11 -= 44 & -GT(m11, 43);
+               m11 -= 22 & -GT(m11, 21);
+               m11 -= 11 & -GT(m11, 10);
+
+               /*
+                * If any of these modulo is 0, then the candidate is
+                * not prime. Also, if pubexp is 3, 5, 7 or 11, and the
+                * corresponding modulus is 1, then the candidate must
+                * be rejected, because we need e to be invertible
+                * modulo p-1. We can use simple comparisons here
+                * because they won't leak information on a candidate
+                * that we keep, only on one that we reject (and is thus
+                * not secret).
+                */
+               if (m3 == 0 || m5 == 0 || m7 == 0 || m11 == 0) {
+                       continue;
+               }
+               if ((pubexp == 3 && m3 == 1)
+                       || (pubexp == 5 && m5 == 5)
+                       || (pubexp == 7 && m5 == 7)
+                       || (pubexp == 11 && m5 == 11))
+               {
+                       continue;
+               }
+
+               /*
+                * More trial divisions.
+                */
+               if (!trial_divisions(x, t)) {
+                       continue;
+               }
+
+               /*
+                * Miller-Rabin algorithm. Since we selected a random
+                * integer, not a maliciously crafted integer, we can use
+                * relatively few rounds to lower the risk of a false
+                * positive (i.e. declaring prime a non-prime) under
+                * 2^(-80). It is not useful to lower the probability much
+                * below that, since that would be substantially below
+                * the probability of the hardware misbehaving. Sufficient
+                * numbers of rounds are extracted from the Handbook of
+                * Applied Cryptography, note 4.49 (page 149).
+                *
+                * Since we work on the encoded size (esize), we need to
+                * compare with encoded thresholds.
+                */
+               if (esize < 309) {
+                       rounds = 12;
+               } else if (esize < 464) {
+                       rounds = 9;
+               } else if (esize < 670) {
+                       rounds = 6;
+               } else if (esize < 877) {
+                       rounds = 4;
+               } else if (esize < 1341) {
+                       rounds = 3;
+               } else {
+                       rounds = 2;
+               }
+
+               if (miller_rabin(rng, x, rounds, t, tlen, mp31)) {
+                       return;
+               }
+       }
+}
+
+/*
+ * Let p be a prime (p > 2^33, p = 3 mod 4). Let m = (p-1)/2, provided
+ * as parameter (with announced bit length equal to that of p). This
+ * function computes d = 1/e mod p-1 (for an odd integer e). Returned
+ * value is 1 on success, 0 on error (an error is reported if e is not
+ * invertible modulo p-1).
+ *
+ * The temporary buffer (t) must have room for at least 4 integers of
+ * the size of p.
+ */
+static uint32_t
+invert_pubexp(uint32_t *d, const uint32_t *m, uint32_t e, uint32_t *t)
+{
+       uint32_t *f;
+       uint32_t r;
+
+       f = t;
+       t += 1 + ((m[0] + 31) >> 5);
+
+       /*
+        * Compute d = 1/e mod m. Since p = 3 mod 4, m is odd.
+        */
+       br_i31_zero(d, m[0]);
+       d[1] = 1;
+       br_i31_zero(f, m[0]);
+       f[1] = e & 0x7FFFFFFF;
+       f[2] = e >> 31;
+       r = br_i31_moddiv(d, f, m, br_i31_ninv31(m[1]), t);
+
+       /*
+        * We really want d = 1/e mod p-1, with p = 2m. By the CRT,
+        * the result is either the d we got, or d + m.
+        *
+        * Let's write e*d = 1 + k*m, for some integer k. Integers e
+        * and m are odd. If d is odd, then e*d is odd, which implies
+        * that k must be even; in that case, e*d = 1 + (k/2)*2m, and
+        * thus d is already fine. Conversely, if d is even, then k
+        * is odd, and we must add m to d in order to get the correct
+        * result.
+        */
+       br_i31_add(d, m, (uint32_t)(1 - (d[1] & 1)));
+
+       return r;
+}
+
+/*
+ * Swap two buffers in RAM. They must be disjoint.
+ */
+static void
+bufswap(void *b1, void *b2, size_t len)
+{
+       size_t u;
+       unsigned char *buf1, *buf2;
+
+       buf1 = b1;
+       buf2 = b2;
+       for (u = 0; u < len; u ++) {
+               unsigned w;
+
+               w = buf1[u];
+               buf1[u] = buf2[u];
+               buf2[u] = w;
+       }
+}
+
+/* see inner.h */
+uint32_t
+br_rsa_i31_keygen_inner(const br_prng_class **rng,
+       br_rsa_private_key *sk, unsigned char *kbuf_priv,
+       br_rsa_public_key *pk, unsigned char *kbuf_pub,
+       unsigned size, uint32_t pubexp, br_i31_modpow_opt_type mp31)
+{
+       uint32_t esize_p, esize_q;
+       size_t plen, qlen, tlen;
+       uint32_t *p, *q, *t;
+       union {
+               uint32_t t32[TEMPS];
+               uint64_t t64[TEMPS >> 1];  /* for 64-bit alignment */
+       } tmp;
+       uint32_t r;
+
+       if (size < BR_MIN_RSA_SIZE || size > BR_MAX_RSA_SIZE) {
+               return 0;
+       }
+       if (pubexp == 0) {
+               pubexp = 3;
+       } else if (pubexp == 1 || (pubexp & 1) == 0) {
+               return 0;
+       }
+
+       esize_p = (size + 1) >> 1;
+       esize_q = size - esize_p;
+       sk->n_bitlen = size;
+       sk->p = kbuf_priv;
+       sk->plen = (esize_p + 7) >> 3;
+       sk->q = sk->p + sk->plen;
+       sk->qlen = (esize_q + 7) >> 3;
+       sk->dp = sk->q + sk->qlen;
+       sk->dplen = sk->plen;
+       sk->dq = sk->dp + sk->dplen;
+       sk->dqlen = sk->qlen;
+       sk->iq = sk->dq + sk->dqlen;
+       sk->iqlen = sk->plen;
+
+       if (pk != NULL) {
+               pk->n = kbuf_pub;
+               pk->nlen = (size + 7) >> 3;
+               pk->e = pk->n + pk->nlen;
+               pk->elen = 4;
+               br_enc32be(pk->e, pubexp);
+               while (*pk->e == 0) {
+                       pk->e ++;
+                       pk->elen --;
+               }
+       }
+
+       /*
+        * We now switch to encoded sizes.
+        *
+        * floor((x * 16913) / (2^19)) is equal to floor(x/31) for all
+        * integers x from 0 to 34966; the intermediate product fits on
+        * 30 bits, thus we can use MUL31().
+        */
+       esize_p += MUL31(esize_p, 16913) >> 19;
+       esize_q += MUL31(esize_q, 16913) >> 19;
+       plen = (esize_p + 31) >> 5;
+       qlen = (esize_q + 31) >> 5;
+       p = tmp.t32;
+       q = p + 1 + plen;
+       t = q + 1 + qlen;
+       tlen = ((sizeof tmp.t32) / sizeof(uint32_t)) - (2 + plen + qlen);
+
+       /*
+        * When looking for primes p and q, we temporarily divide
+        * candidates by 2, in order to compute the inverse of the
+        * public exponent.
+        */
+
+       for (;;) {
+               mkprime(rng, p, esize_p, pubexp, t, tlen, mp31);
+               br_i31_rshift(p, 1);
+               if (invert_pubexp(t, p, pubexp, t + 1 + plen)) {
+                       br_i31_add(p, p, 1);
+                       p[1] |= 1;
+                       br_i31_encode(sk->p, sk->plen, p);
+                       br_i31_encode(sk->dp, sk->dplen, t);
+                       break;
+               }
+       }
+
+       for (;;) {
+               mkprime(rng, q, esize_q, pubexp, t, tlen, mp31);
+               br_i31_rshift(q, 1);
+               if (invert_pubexp(t, q, pubexp, t + 1 + qlen)) {
+                       br_i31_add(q, q, 1);
+                       q[1] |= 1;
+                       br_i31_encode(sk->q, sk->qlen, q);
+                       br_i31_encode(sk->dq, sk->dqlen, t);
+                       break;
+               }
+       }
+
+       /*
+        * If p and q have the same size, then it is possible that q > p
+        * (when the target modulus size is odd, we generate p with a
+        * greater bit length than q). If q > p, we want to swap p and q
+        * (and also dp and dq) for two reasons:
+        *  - The final step below (inversion of q modulo p) is easier if
+        *    p > q.
+        *  - While BearSSL's RSA code is perfectly happy with RSA keys such
+        *    that p < q, some other implementations have restrictions and
+        *    require p > q.
+        *
+        * Note that we can do a simple non-constant-time swap here,
+        * because the only information we leak here is that we insist on
+        * returning p and q such that p > q, which is not a secret.
+        */
+       if (esize_p == esize_q && br_i31_sub(p, q, 0) == 1) {
+               bufswap(p, q, (1 + plen) * sizeof *p);
+               bufswap(sk->p, sk->q, sk->plen);
+               bufswap(sk->dp, sk->dq, sk->dplen);
+       }
+
+       /*
+        * We have produced p, q, dp and dq. We can now compute iq = 1/d mod p.
+        *
+        * We ensured that p >= q, so this is just a matter of updating the
+        * header word for q (and possibly adding an extra word).
+        *
+        * Theoretically, the call below may fail, in case we were
+        * extraordinarily unlucky, and p = q. Another failure case is if
+        * Miller-Rabin failed us _twice_, and p and q are non-prime and
+        * have a factor is common. We report the error mostly because it
+        * is cheap and we can, but in practice this never happens (or, at
+        * least, it happens way less often than hardware glitches).
+        */
+       q[0] = p[0];
+       if (plen > qlen) {
+               q[plen] = 0;
+               t ++;
+               tlen --;
+       }
+       br_i31_zero(t, p[0]);
+       t[1] = 1;
+       r = br_i31_moddiv(t, q, p, br_i31_ninv31(p[1]), t + 1 + plen);
+       br_i31_encode(sk->iq, sk->iqlen, t);
+
+       /*
+        * Compute the public modulus too, if required.
+        */
+       if (pk != NULL) {
+               br_i31_zero(t, p[0]);
+               br_i31_mulacc(t, p, q);
+               br_i31_encode(pk->n, pk->nlen, t);
+       }
+
+       return r;
+}