Rearrange the file tree.
[u/mdw/catacomb] / progs / rspit.c
diff --git a/progs/rspit.c b/progs/rspit.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..1819a61
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,1400 @@
+/* -*-c-*-
+ *
+ * Spit out random numbers
+ *
+ * (c) 1999 Straylight/Edgeware
+ */
+
+/*----- Licensing notice --------------------------------------------------*
+ *
+ * This file is part of Catacomb.
+ *
+ * Catacomb is free software; you can redistribute it and/or modify
+ * it under the terms of the GNU Library General Public License as
+ * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
+ * License, or (at your option) any later version.
+ *
+ * Catacomb is distributed in the hope that it will be useful,
+ * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+ * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+ * GNU Library General Public License for more details.
+ *
+ * You should have received a copy of the GNU Library General Public
+ * License along with Catacomb; if not, write to the Free
+ * Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
+ * MA 02111-1307, USA.
+ */
+
+/*----- Header files ------------------------------------------------------*/
+
+#include "config.h"
+
+#include <assert.h>
+#include <errno.h>
+#include <math.h>
+#include <signal.h>
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <string.h>
+#include <time.h>
+
+#ifndef PORTABLE
+#  include <unistd.h>
+#endif
+
+#include <mLib/darray.h>
+#include <mLib/dstr.h>
+#include <mLib/mdwopt.h>
+#include <mLib/quis.h>
+#include <mLib/report.h>
+#include <mLib/sub.h>
+
+#include "fipstest.h"
+#include "grand.h"
+#include "maurer.h"
+#include "key.h"
+
+#include "lcrand.h"
+#include "fibrand.h"
+#include "rand.h"
+#include "noise.h"
+
+#include "bbs.h"
+#include "mprand.h"
+
+#include "rc4.h"
+#include "seal.h"
+
+#include "des-ofb.h"
+#include "des3-ofb.h"
+#include "rc2-ofb.h"
+#include "rc5-ofb.h"
+#include "mars-ofb.h"
+#include "skipjack-ofb.h"
+#include "tea-ofb.h"
+#include "xtea-ofb.h"
+#include "blowfish-ofb.h"
+#include "twofish-ofb.h"
+#include "idea-ofb.h"
+#include "cast128-ofb.h"
+#include "cast256-ofb.h"
+#include "noekeon-ofb.h"
+#include "rijndael-ofb.h"
+#include "rijndael192-ofb.h"
+#include "rijndael256-ofb.h"
+#include "safer-ofb.h"
+#include "safersk-ofb.h"
+#include "square-ofb.h"
+#include "serpent-ofb.h"
+
+#include "des-counter.h"
+#include "des3-counter.h"
+#include "rc2-counter.h"
+#include "rc5-counter.h"
+#include "mars-counter.h"
+#include "skipjack-counter.h"
+#include "tea-counter.h"
+#include "xtea-counter.h"
+#include "blowfish-counter.h"
+#include "twofish-counter.h"
+#include "idea-counter.h"
+#include "cast128-counter.h"
+#include "cast256-counter.h"
+#include "noekeon-counter.h"
+#include "rijndael-counter.h"
+#include "rijndael192-counter.h"
+#include "rijndael256-counter.h"
+#include "safer-counter.h"
+#include "safersk-counter.h"
+#include "square-counter.h"
+#include "serpent-counter.h"
+
+#include "md2-mgf.h"
+#include "md4-mgf.h"
+#include "md5-mgf.h"
+#include "sha-mgf.h"
+#include "tiger-mgf.h"
+#include "rmd128-mgf.h"
+#include "rmd160-mgf.h"
+#include "rmd256-mgf.h"
+#include "rmd320-mgf.h"
+
+#include "rmd160.h"
+
+/*----- Data structures ---------------------------------------------------*/
+
+typedef struct gen {
+  const char *name;
+  grand *(*seed)(unsigned /*i*/);
+  unsigned i;
+  const char *help;
+} gen;
+
+extern gen generators[];
+
+#define CIPHERS                                                                \
+  E(DES, des)                                                          \
+  E(DES3, des3)                                                                \
+  E(RC2, rc2)                                                          \
+  E(RC5, rc5)                                                          \
+  E(MARS, mars)                                                                \
+  E(SKIPJACK, skipjack)                                                        \
+  E(TEA, tea)                                                          \
+  E(XTEA, xtea)                                                                \
+  E(BLOWFISH, blowfish)                                                        \
+  E(TWOFISH, twofish)                                                  \
+  E(IDEA, idea)                                                                \
+  E(CAST128, cast128)                                                  \
+  E(CAST256, cast256)                                                  \
+  E(SQUARE, square)                                                    \
+  E(SAFER, safer)                                                      \
+  E(SAFERSK, safersk)                                                  \
+  E(NOEKEON, noekeon)                                                  \
+  E(RIJNDAEL, rijndael)                                                        \
+  E(RIJNDAEL192, rijndael192)                                          \
+  E(RIJNDAEL256, rijndael256)                                          \
+  E(SERPENT, serpent)
+
+#define HASHES                                                         \
+  E(MD2, md2)                                                          \
+  E(MD4, md4)                                                          \
+  E(MD5, md5)                                                          \
+  E(SHA, sha)                                                          \
+  E(TIGER, tiger)                                                      \
+  E(RMD128, rmd128)                                                    \
+  E(RMD160, rmd160)                                                    \
+  E(RMD256, rmd256)                                                    \
+  E(RMD320, rmd320)
+
+#define E(PRE, pre) CIPHER_##PRE,
+enum { CIPHERS CIPHER__bogus };
+#undef E
+
+#define E(PRE, pre) HASH_##PRE,
+enum { HASHES HASH__bogus };
+#undef E
+
+static struct {
+  const octet *keysz;
+  size_t blksz;
+  grand *(*ofb)(const void */*k*/, size_t /*sz*/);
+  grand *(*counter)(const void */*k*/, size_t /*sz*/);
+} ciphertab[] = {
+#define E(PRE, pre)                                                    \
+  { pre##_keysz, PRE##_BLKSZ, pre##_ofbrand, pre##_counterrand },
+  CIPHERS
+#undef E
+};
+
+static struct {
+  const gchash *h;
+  const octet *keysz;
+  grand *(*mgf)(const void */*k*/, size_t /*sz*/);
+} hashtab[] = {
+#define E(PRE, pre)                                                    \
+  { &pre, pre##_mgfkeysz, pre##_mgfrand },
+  HASHES
+#undef E
+};
+
+/*----- Miscellaneous static data -----------------------------------------*/
+
+static FILE *outfp;
+static size_t outsz = 0;
+static unsigned maurer_lo = 5, maurer_hi = 8;
+
+static int argc;
+static char **argv;
+
+static unsigned flags = 0;
+
+#define f_progress 1u
+#define f_file 2u
+#define f_fips 4u
+#define f_maurer 8u
+#define f_timer 16u
+#define f_discard 32u
+
+/*----- Help options ------------------------------------------------------*/
+
+static void usage(FILE *fp)
+{
+  pquis(fp, "Usage: $ generator [options]\n");
+}
+
+static void version(FILE *fp)
+{
+  pquis(fp, "$, Catacomb version " VERSION "\n");
+}
+
+static void help(FILE *fp)
+{
+  version(fp);
+  fputc('\n', fp);
+  usage(fp);
+  pquis(fp, "\n\
+Emits a stream of random bytes suitable for, well, all sorts of things.\n\
+The primary objective is to be able to generate streams of input for\n\
+statistical tests, such as Diehard.\n\
+\n\
+Options are specific to the particular generator, although there's a\n\
+common core set:\n\
+\n\
+-h, --help             Display this help message.\n\
+-v, --version          Display the program's version number.\n\
+-u, --usage            Display a useless usage message.\n\
+\n\
+-l, --list             Show a list of the supported generators, with\n\
+                       their options.\n\
+-f, --fipstest         Run the FIPS 140-1 randomness test.\n\
+-m, --maurer[=LO-HI]   Run Maurer's universal statistical test.\n\
+-o, --output FILE      Write output to FILE, not stdout.\n\
+-z, --size SIZE                Emit SIZE bytes, not an unlimited number.\n\
+-p, --progress         Show a little progress meter (on stderr).\n\
+-T, --timer            Keep track of the CPU time used by the generator.\n\
+-d, --discard          Discard the generated output.\n\
+\n\
+(A SIZE may be followed by `g' for gigabytes, `m' for megabytes, or\n\
+`k' for kilobytes.  If unqualified, an amount in bytes is assumed.)\n\
+");
+}
+
+/*----- Main options parser -----------------------------------------------*/
+
+static struct option opts[] = {
+
+  /* --- Standard GNU help options --- */
+
+  { "help",    0,              0,      'h' },
+  { "version", 0,              0,      'v' },
+  { "usage",   0,              0,      'u' },
+
+  /* --- Other useful things --- */
+
+  { "list",    0,              0,      'l' },
+  { "fipstest",        0,              0,      'f' },
+  { "maurer",  OPTF_ARGOPT,    0,      'm' },
+  { "output",  OPTF_ARGREQ,    0,      'o' },
+  { "size",    OPTF_ARGREQ,    0,      'z' },
+  { "progress",        0,              0,      'p' },
+  { "timer",   0,              0,      'T' },
+  { "discard", 0,              0,      'd' },
+
+  /* --- End of main table --- */
+
+  { 0,         0,              0,      0 }
+};
+
+static const char *sopts = "hvu lfm::o:z:pTd";
+
+#ifndef OPTION_V
+   DA_DECL(option_v, struct option);
+#  define OPTION_V
+#endif
+
+static option_v optv = DA_INIT;
+static dstr optd = DSTR_INIT;
+
+/* --- @addopts@ --- *
+ *
+ * Arguments:  @const char *s@ = pointer to short options
+ *             @struct option *l@ = pointer to long options
+ *
+ * Returns:    ---
+ *
+ * Use:                Adds a collection of options to the table.
+ */
+
+static void addopts(const char *s, struct option *l)
+{
+  dstr_puts(&optd, s);
+  if (DA_LEN(&optv))
+    DA_SHRINK(&optv, 1);
+  while (l->name)
+    DA_PUSH(&optv, *l++);
+  DA_PUSH(&optv, *l);
+}
+
+/* --- @opt@ --- *
+ *
+ * Arguments:  ---
+ *
+ * Returns:    Next option from argument array.
+ *
+ * Use:                Fetches options, handling the standard ones.
+ */
+
+static int opt(void)
+{
+  for (;;) {
+    int i = mdwopt(argc, argv, optd.buf, DA(&optv), 0, 0, 0);
+    switch (i) {
+      case 'h':
+       help(stdout);
+       exit(0);
+      case 'v':
+       version(stdout);
+       exit(0);
+      case 'u':
+       usage(stdout);
+       exit(0);
+      case 'l': {
+       gen *g;
+       puts("Generators supported:");
+       for (g = generators; g->name; g++)
+         printf("  %s %s\n", g->name, g->help);
+       exit(0);
+      } break;
+      case 'f':
+       flags |= f_fips;
+       break;
+      case 'm':
+       flags |= f_maurer;
+       if (optarg) {
+         char *p;
+         unsigned long lo, hi;
+         lo = strtoul(optarg, &p, 0);
+         if (*p == '-' || *p == ',')
+           hi = strtoul(p + 1, &p, 0);
+         else
+           hi = lo;
+         if (*p != 0 || hi < lo || lo == 0)
+           die(EXIT_FAILURE, "bad bit range `%s'", optarg);
+         maurer_lo = lo;
+         maurer_hi = hi;
+       }
+       break;
+      case 'o':
+       if (flags & f_file)
+         die(EXIT_FAILURE, "already set an output file");
+       if (strcmp(optarg, "-") == 0)
+         outfp = stdout;
+       else {
+         outfp = fopen(optarg, "w");
+         if (!outfp) {
+           die(EXIT_FAILURE, "couldn't open output file `%s': %s",
+               optarg, strerror(errno));
+         }
+       }
+       flags |= f_file;
+       break;
+      case 'z': {
+       char *p;
+       outsz = strtoul(optarg, &p, 0);
+       if (!outsz)
+         die(EXIT_FAILURE, "bad number `%s'", optarg);
+       switch (*p) {
+         case 'G': case 'g': outsz *= 1024;
+         case 'M': case 'm': outsz *= 1024;
+         case 'K': case 'k': outsz *= 1024;
+         case 0:
+           break;
+         default:
+           die(EXIT_FAILURE, "bad suffix `%s'", p);
+           break;
+       }
+       if (*p && p[1] != 0)
+         die(EXIT_FAILURE, "bad suffix `%s'", p);
+      } break;
+      case 'p':
+       flags |= f_progress;
+       break;
+      case 'T':
+       flags |= f_timer;
+       break;
+      case 'd':
+       flags |= f_discard;
+       break;
+      default:
+       return (i);
+    }
+  }
+}
+
+/*----- Manglers for seed strings -----------------------------------------*/
+
+/* --- @unhex@ --- *
+ *
+ * Arguments:  @const char *p@ = pointer to input string
+ *             @char **end@ = where the end goes
+ *             @dstr *d@ = output buffer
+ *
+ * Returns:    ---
+ *
+ * Use:                Transforms a hex string into a chunk of binary data.
+ */
+
+static void unhex(const char *p, char **end, dstr *d)
+{
+  while (p[0] && p[1]) {
+    int x = p[0], y = p[1];
+    if ('0' <= x && x <= '9') x -= '0';
+    else if ('A' <= x && x <= 'F') x -= 'A' - 10;
+    else if ('a' <= x && x <= 'f') x -= 'a' - 10;
+    else x = 0;
+    if ('0' <= y && y <= '9') y -= '0';
+    else if ('A' <= y && y <= 'F') y -= 'A' - 10;
+    else if ('a' <= y && y <= 'f') y -= 'a' - 10;
+    else y = 0;
+    DPUTC(d, (x << 4) + y);
+    p += 2;
+  }
+  *end = (char *)p;
+}
+
+/* --- Generate a key --- */
+
+static void textkey(dstr *d, const char *p, const octet *ksz)
+{
+  size_t sz = strlen(p);
+
+  if (!sz)
+    die(EXIT_FAILURE, "zero-length key string");
+  if (keysz(sz, ksz) != sz)
+    DPUTM(d, p, sz);
+  else {
+    rmd160_mgfctx g;
+    rmd160_mgfinit(&g, p, sz);
+    sz = keysz(0, ksz);
+    dstr_ensure(d, sz);
+    rmd160_mgfencrypt(&g, 0, d->buf, sz);
+    d->len += sz;
+  }
+  assert(((void)"I can't seem to choose a good key size",
+         keysz(d->len, ksz) == d->len));
+}
+
+static void hexkey(dstr *d, const char *p, const octet *ksz)
+{
+  char *q;
+  unhex(optarg, &q, d);
+  if (*q)
+    die(EXIT_FAILURE, "bad hex key `%s'", p);
+  if (keysz(d->len, ksz) != d->len)
+    die(EXIT_FAILURE, "bad key length");
+}
+
+static void randkey(dstr *d, const octet *ksz)
+{
+  size_t sz = keysz(0, ksz);
+  dstr_ensure(d, sz);
+  rand_get(RAND_GLOBAL, d->buf, sz);
+  d->len += sz;
+}
+
+/*----- Generators --------------------------------------------------------*/
+
+/* --- Blum-Blum-Shub strong generator --- */
+
+static grand *gen_bbs(unsigned i)
+{
+  /* --- Default modulus --- *
+   *
+   * The factors of this number are
+   *
+   *  @p = 1229936431484295969649886203367009966370895964206162032259292413@
+   *     @7754313537966036459299022912838407755462506416274551744201653277@
+   *     @313130311731673973886822067@
+   *
+   *  @q = 9798171783943489959487301695884963889684294764514008432498259742@
+   *     @5374320073594018817245784145742769603334292182227671519041431067@
+   *     @61344781426317516045890159@
+   *
+   * Both %$p$% and %$q$% are prime; %$(p - 1)/2$% and %$(q - 1)/2$% have no
+   * common factors.  They were found using this program, with random
+   * starting points.
+   *
+   * I hope that, by publishing these factors, I'll dissuade people from
+   * actually using this modulus in an attempt to attain real security.  The
+   * program is quite quick at finding Blum numbers, so there's no excuse for
+   * not generating your own.
+   */
+
+  const char *mt =
+    "12051128439013574251357214209433471144307319411973256935382082"
+    "84356405274180923922403660880355098909699130818163691602989614"
+    "90135716255689660470370755013177656905237112577648090277537209"
+    "93607817155427455344810369808478266925293635284364998010510985"
+    "0503830397166360721262431179505917248447259735253684659338653";
+
+  /* --- Other things --- */
+
+  grand *r;
+  const char *xt = 0;
+  unsigned bits = 1024;
+  mp *m, *x;
+  unsigned show = 0;
+  const char *kfile = 0, *id = 0, *ktype = 0;
+
+  /* --- Parse options --- */
+
+  static struct option opts[] = {
+    { "modulus",       OPTF_ARGREQ,    0,      'M' },
+    { "generate",      0,              0,      'g' },
+    { "seed",          OPTF_ARGREQ,    0,      's' },
+    { "bits",          OPTF_ARGREQ,    0,      'b' },
+    { "show",          0,              0,      'S' },
+    { "keyring",       OPTF_ARGREQ,    0,      'k' },
+    { "id",            OPTF_ARGREQ,    0,      'i' },
+    { "type",          OPTF_ARGREQ,    0,      't' },
+    { 0,               0,              0,      0 }
+  };
+
+  addopts("M:gs:b:Sk:i:t:", opts);
+
+  for (;;) {
+    int o = opt();
+    if (o < 0)
+      break;
+    switch (o) {
+      case 'M':
+       mt = optarg;
+       break;
+      case 'g':
+       mt = 0;
+       break;
+      case 's':
+       xt = optarg;
+       break;
+      case 'b':
+       bits = strtoul(optarg, 0, 0);
+       if (bits == 0)
+         die(EXIT_FAILURE, "bad number of bits `%s'", optarg);
+       break;
+      case 'S':
+       show = 1;
+       break;
+      case 'k':
+       kfile = optarg;
+       mt = 0;
+       break;
+      case 'i':
+       id = optarg;
+       mt = 0;
+       break;
+      case 't':
+       ktype = optarg;
+       mt = 0;
+       break;
+      default:
+       return (0);
+    }
+  }
+
+  /* --- Generate a modulus if one is requested --- */
+
+  if (mt) {
+    char *p;
+    m = mp_readstring(MP_NEW, mt, &p, 0);
+    if (!m || *p || (m->v[0] & 3) != 1)
+      die(EXIT_FAILURE, "bad modulus `%s'", mt);
+    /* Unfortunately I don't know how to test for a Blum integer */
+  } else if (kfile || id || ktype) {
+    key_file kf;
+    key *kk;
+    key_data *kd;
+
+    /* --- Open the key file --- */
+
+    if (!kfile)
+      kfile = "keyring";
+    if (key_open(&kf, kfile, KOPEN_READ, key_moan, 0)) {
+      die(EXIT_FAILURE, "error opening key file `%s': %s",
+         kfile, strerror(errno));
+    }
+
+    /* --- Find the key --- */
+
+    if (id) {
+      if ((kk = key_bytag(&kf, id)) == 0)
+       die(EXIT_FAILURE, "key `%s' not found", id);
+    } else {
+      if (!ktype)
+       ktype = "bbs";
+      if ((kk = key_bytype(&kf, ktype)) == 0)
+       die(EXIT_FAILURE, "no suitable key with type `%s' found", ktype);
+    }
+
+    /* --- Read the key data --- */
+
+    if ((kk->k->e & KF_ENCMASK) != KENC_STRUCT)
+      die(EXIT_FAILURE, "key is not structured");
+    if ((kd = key_structfind(kk->k, "n")) == 0)
+      die(EXIT_FAILURE, "key has no subkey `n'");
+    if ((kd->e & KF_ENCMASK) != KENC_MP)
+      die(EXIT_FAILURE, "incompatible subkey encoding");
+    m = MP_COPY(kd->u.m);
+    key_close(&kf);
+  } else {
+    bbs_priv bp;
+
+    if (bbs_gen(&bp, bits, &rand_global, 0,
+               (flags & f_progress) ? pgen_ev : 0, 0))
+      die(EXIT_FAILURE, "modulus generation failed");
+    m = bp.n;
+
+    if (show) {
+      fputs("p = ", stderr);
+      mp_writefile(bp.p, stderr, 10);
+      fputs("\nq = ", stderr);
+      mp_writefile(bp.q, stderr, 10);
+      fputs("\nn = ", stderr);
+      mp_writefile(bp.n, stderr, 10);
+      fputc('\n', stderr);
+    }
+
+    mp_drop(bp.p);
+    mp_drop(bp.q);
+  }
+
+  /* --- Set up a seed --- */
+
+  if (!xt)
+    x = mprand(MP_NEW, mp_bits(m) - 1, &rand_global, 1);
+  else {
+    char *p;
+    x = mp_readstring(MP_NEW, xt, &p, 0);
+    if (*p)
+      die(EXIT_FAILURE, "bad modulus `%s'", xt);
+  }
+
+  /* --- Right --- */
+
+  r = bbs_rand(m, x);
+
+  mp_drop(m);
+  mp_drop(x);
+  return (r);
+}
+
+/* --- Catacomb's random number generator --- */
+
+static grand *gen_rand(unsigned i)
+{
+  grand *r = rand_create();
+  dstr d = DSTR_INIT;
+
+  static struct option opts[] = {
+    { "key",           OPTF_ARGREQ,    0,      'k' },
+    { "text",          OPTF_ARGREQ,    0,      't' },
+    { "hex",           OPTF_ARGREQ,    0,      'H' },
+    { 0,               0,              0,      0 }
+  };
+
+  addopts("k:t:H:n", opts);
+
+  r->ops->misc(r, RAND_NOISESRC, &noise_source);
+  r->ops->misc(r, RAND_SEED, 160);
+
+  for (;;) {
+    int o = opt();
+    if (o < 0)
+      break;
+    switch (o) {
+      case 'k':
+       DRESET(&d);
+       textkey(&d, optarg, rmd160_hmackeysz);
+       r->ops->misc(r, RAND_KEY, d.buf, d.len);
+       break;
+      case 't':
+       r->ops->misc(r, GRAND_SEEDBLOCK, optarg, strlen(optarg));
+       break;
+      case 'H':
+       DRESET(&d);
+       hexkey(&d, optarg, rmd160_hmackeysz);
+       r->ops->misc(r, GRAND_SEEDBLOCK, d.buf, d.len);
+       break;
+    }
+  }
+
+  dstr_destroy(&d);
+  return (r);
+}
+
+/* --- RC4 output --- */
+
+static grand *gen_rc4(unsigned i)
+{
+  grand *r;
+  dstr d = DSTR_INIT;
+
+  static struct option opts[] = {
+    { "key",           OPTF_ARGREQ,    0,      'k' },
+    { "hex",           OPTF_ARGREQ,    0,      'H' },
+    { 0,               0,              0,      0 }
+  };
+
+  addopts("k:H:", opts);
+
+  for (;;) {
+    int o = opt();
+    if (o < 0)
+      break;
+    switch (o) {
+      case 'k':
+       DRESET(&d);
+       textkey(&d, optarg, rc4_keysz);
+       break;
+      case 'H':
+       DRESET(&d);
+       hexkey(&d, optarg, rc4_keysz);
+       break;
+      default:
+       return (0);
+    }
+  }
+
+  if (!d.len)
+    randkey(&d, rc4_keysz);
+  r = rc4_rand(d.buf, d.len);
+  dstr_destroy(&d);
+  return (r);
+}
+
+/* --- SEAL output --- */
+
+static grand *gen_seal(unsigned i)
+{
+  grand *r;
+  dstr d = DSTR_INIT;
+  uint32 n = 0;
+
+  static struct option opts[] = {
+    { "key",           OPTF_ARGREQ,    0,      'k' },
+    { "hex",           OPTF_ARGREQ,    0,      'H' },
+    { "sequence",      OPTF_ARGREQ,    0,      'n' },
+    { 0,               0,              0,      0 }
+  };
+
+  addopts("k:H:n:", opts);
+
+  for (;;) {
+    int o = opt();
+    if (o < 0)
+      break;
+    switch (o) {
+      case 'k':
+       DRESET(&d);
+       textkey(&d, optarg, seal_keysz);
+       break;
+      case 'H':
+       DRESET(&d);
+       hexkey(&d, optarg, seal_keysz);
+       break;
+      case 'n': {
+       char *p;
+       n = strtoul(optarg, &p, 0);
+       if (*p)
+         die(EXIT_FAILURE, "bad number `%s'", optarg);
+      } break;
+      default:
+       return (0);
+    }
+  }
+
+  if (!d.len)
+    randkey(&d, seal_keysz);
+  r = seal_rand(d.buf, d.len, n);
+  dstr_destroy(&d);
+  return (r);
+}
+
+/* --- Output feedback generators --- */
+
+static grand *gen_ofb(unsigned i)
+{
+  grand *r;
+  dstr d = DSTR_INIT;
+  dstr iv = DSTR_INIT;
+
+  static struct option opts[] = {
+    { "key",           OPTF_ARGREQ,    0,      'k' },
+    { "hex",           OPTF_ARGREQ,    0,      'H' },
+    { "iv",            OPTF_ARGREQ,    0,      'i' },
+    { 0,               0,              0,      0 }
+  };
+
+  addopts("k:H:i:", opts);
+
+  for (;;) {
+    int o = opt();
+    if (o < 0)
+      break;
+    switch (o) {
+      case 'k':
+       DRESET(&d);
+       textkey(&d, optarg, ciphertab[i].keysz);
+       break;
+      case 'H':
+       DRESET(&d);
+       hexkey(&d, optarg, ciphertab[i].keysz);
+       break;
+      case 'i': {
+       char *p;
+       unhex(optarg, &p, &iv);
+       if (*p)
+         die(EXIT_FAILURE, "bad hex IV `%s'", optarg);
+      } break;
+      default:
+       return (0);
+    }
+  }
+
+  if (!d.len)
+    randkey(&d, ciphertab[i].keysz);
+  r = ciphertab[i].ofb(d.buf, d.len);
+  if (iv.len) {
+    if (iv.len != ciphertab[i].blksz) {
+      die(EXIT_FAILURE, "bad IV length %lu (must be %lu)",
+         (unsigned long)iv.len, (unsigned long)ciphertab[i].blksz);
+    }
+    r->ops->misc(r, GRAND_SEEDBLOCK, iv.buf);
+  }
+
+  dstr_destroy(&d);
+  dstr_destroy(&iv);
+  return (r);
+}
+
+/* --- Counter generators --- */
+
+static grand *gen_counter(unsigned i)
+{
+  grand *r;
+  dstr d = DSTR_INIT;
+  dstr iv = DSTR_INIT;
+
+  static struct option opts[] = {
+    { "key",           OPTF_ARGREQ,    0,      'k' },
+    { "hex",           OPTF_ARGREQ,    0,      'H' },
+    { "iv",            OPTF_ARGREQ,    0,      'i' },
+    { 0,               0,              0,      0 }
+  };
+
+  addopts("k:H:i:", opts);
+
+  for (;;) {
+    int o = opt();
+    if (o < 0)
+      break;
+    switch (o) {
+      case 'k':
+       DRESET(&d);
+       textkey(&d, optarg, ciphertab[i].keysz);
+       break;
+      case 'H':
+       DRESET(&d);
+       hexkey(&d, optarg, ciphertab[i].keysz);
+       break;
+      case 'i': {
+       char *p;
+       unhex(optarg, &p, &iv);
+       if (*p)
+         die(EXIT_FAILURE, "bad hex IV `%s'", optarg);
+      } break;
+      default:
+       return (0);
+    }
+  }
+
+  if (!d.len)
+    randkey(&d, ciphertab[i].keysz);
+  r = ciphertab[i].counter(d.buf, d.len);
+  if (iv.len) {
+    if (iv.len != ciphertab[i].blksz) {
+      die(EXIT_FAILURE, "bad IV length %lu (must be %lu)",
+         (unsigned long)iv.len, (unsigned long)ciphertab[i].blksz);
+    }
+    r->ops->misc(r, GRAND_SEEDBLOCK, iv.buf);
+  }
+
+  dstr_destroy(&d);
+  dstr_destroy(&iv);
+  return (r);
+}
+
+/* --- Mask generators --- */
+
+static grand *gen_mgf(unsigned i)
+{
+  grand *r;
+  dstr d = DSTR_INIT;
+  uint32 c = 0;
+
+  static struct option opts[] = {
+    { "key",           OPTF_ARGREQ,    0,      'k' },
+    { "hex",           OPTF_ARGREQ,    0,      'H' },
+    { "index",         OPTF_ARGREQ,    0,      'i' },
+    { 0,               0,              0,      0 }
+  };
+
+  addopts("k:H:i:", opts);
+
+  for (;;) {
+    int o = opt();
+    if (o < 0)
+      break;
+    switch (o) {
+      case 'k':
+       DRESET(&d);
+       textkey(&d, optarg, hashtab[i].keysz);
+       break;
+      case 'H':
+       DRESET(&d);
+       hexkey(&d, optarg, hashtab[i].keysz);
+       break;
+      case 'i': {
+       char *p;
+       c = strtoul(optarg, &p, 0);
+       if (*p)
+         die(EXIT_FAILURE, "bad index `%s'", optarg);
+      } break;
+      default:
+       return (0);
+    }
+  }
+
+  if (!d.len)
+    randkey(&d, hashtab[i].keysz);
+
+  r = hashtab[i].mgf(d.buf, d.len);
+  if (c)
+    r->ops->misc(r, GRAND_SEEDUINT32, c);
+
+  dstr_destroy(&d);
+  return (r);
+}
+
+/* --- Fibonacci generator --- */
+
+static grand *gen_fib(unsigned i)
+{
+  grand *r;
+  uint32 s = 0;
+  char *p;
+  unsigned set = 0;
+
+  static struct option opts[] = {
+    { "seed",          OPTF_ARGREQ,    0,      's' },
+    { 0,               0,              0,      0 }
+  };
+
+  addopts("s:", opts);
+
+  for (;;) {
+    int o = opt();
+    if (o < 0)
+      break;
+    switch (o) {
+      case 's':
+       s = strtoul(optarg, &p, 0);
+       if (*p)
+         die(EXIT_FAILURE, "bad integer `%s'", optarg);
+       set = 1;
+       break;
+      default:
+       return (0);
+    }
+  }
+  r = fibrand_create(s);
+  if (!set)
+    r->ops->misc(r, GRAND_SEEDRAND, &rand_global);
+  return (r);
+}
+
+/* --- LC generator --- */
+
+static grand *gen_lc(unsigned i)
+{
+  uint32 s = 0;
+  char *p;
+  unsigned set = 0;
+
+  static struct option opts[] = {
+    { "seed",          OPTF_ARGREQ,    0,      's' },
+    { 0,               0,              0,      0 }
+  };
+
+  addopts("s:", opts);
+
+  for (;;) {
+    int o = opt();
+    if (o < 0)
+      break;
+    switch (o) {
+      case 's':
+       s = strtoul(optarg, &p, 0);
+       if (*p)
+         die(EXIT_FAILURE, "bad integer `%s'", optarg);
+       set = 1;
+       break;
+      default:
+       return (0);
+    }
+  }
+  if (!set) {
+    do
+      s = rand_global.ops->range(&rand_global, LCRAND_P);
+    while (s == LCRAND_FIXEDPT);
+  }
+  return (lcrand_create(s));
+}
+
+/* --- Basic options parser -- can't generate output --- */
+
+static grand *gen_opts(unsigned i)
+{
+  while (opt() >= 0)
+    ;
+  return (0);
+}
+
+/*----- Generators table --------------------------------------------------*/
+
+gen generators[] = {
+  { "fibonacci",       gen_fib,        0,
+    "[-s SEED]" },
+  { "lc",              gen_lc,         0,
+    "[-s SEED]" },
+#define E(PRE, pre)                                                    \
+  { #pre "-ofb",       gen_ofb,        CIPHER_##PRE,                   \
+    "[-k KEY-PHRASE] [-H HEX-KEY] [-i HEX-IV]" },
+  CIPHERS
+#undef E
+#define E(PRE, pre)                                                    \
+  { #pre "-counter",   gen_counter,    CIPHER_##PRE,                   \
+    "[-k KEY-PHRASE] [-H HEX-KEY] [-i HEX-IV]" },
+  CIPHERS
+#undef E
+#define E(PRE, pre)                                                    \
+  { #pre "-mgf",       gen_mgf,        HASH_##PRE,                     \
+    "[-k KEY-PHRASE] [-H HEX-KEY] [-i INDEX]" },
+  HASHES
+#undef E
+  { "rc4",             gen_rc4,        0,
+    "[-k KEY-PHRASE] [-H HEX-KEY]" },
+  { "seal",            gen_seal,       0,
+    "[-k KEY-PHRASE] [-H HEX-KEY] [-n SEQ]" },
+  { "rand",            gen_rand,       0,
+    "[-n] [-k KEY-PHRASE] [-t TEXT-BLOCK] [-H HEX-BLOCK]" },
+  { "bbs",             gen_bbs,        0,
+    "[-gS] [-s SEED] [-M MODULUS] [-b BITS] [-k KEYRING] [-i TAG] [-t TYPE]"
+  },
+  { 0,                 0,              0, 0 },
+};
+
+static gen optsg = { "options", gen_opts, 0,
+                    "This message shouldn't be printed." };
+
+/*----- Random number generation ------------------------------------------*/
+
+static int genfile(const void *buf, size_t sz, void *p)
+{
+  FILE *fp = p;
+  if (fwrite(buf, 1, sz, fp) != sz)
+    die(EXIT_FAILURE, "error writing to file: %s", strerror(errno));
+  return (0);
+}
+
+static int genbuf(const void *buf, size_t sz, void *p)
+{
+  octet **pp = p;
+  memcpy(*pp, buf, sz);
+  *pp += sz;
+  return (0);
+}
+
+typedef struct genmaurer_ctx {
+  size_t n;
+  maurer_ctx *m;
+} genmaurer_ctx;
+
+static int genmaurer(const void *buf, size_t sz, void *p)
+{
+  genmaurer_ctx *g = p;
+  size_t i;
+
+  for (i = 0; i < g->n; i++)
+    maurer_test(&g->m[i], buf, sz);
+  return (0);
+}
+
+static int generate(grand *r, size_t outsz,
+                   int (*func)(const void *buf, size_t sz, void *p),
+                   void *p)
+{
+  static char kmg[] = { ' ', 'k', 'M', 'G', 'T', 'P', 'E', 'Z', 'Y', 0 };
+
+  unsigned percent = 0;
+  size_t kb = 0;
+  time_t last;
+  static char baton[] = "-\\|/";
+  char *bp;
+  int rc;
+  clock_t clk = 0;
+
+  /* --- Spit out random data --- */
+
+  last = time(0);
+  bp = baton;
+  if (flags & f_progress) {
+    char *errbuf = xmalloc(BUFSIZ);
+    setvbuf(stderr, errbuf, _IOLBF, BUFSIZ);
+    if (outsz)
+      fprintf(stderr, "[%*s]   0%%    0\r[/\b", 50, "");
+    else
+      fputs("[ ]    0\r[/\b", stderr);
+    fflush(stderr);
+  }
+
+#ifdef SIGPIPE
+  signal(SIGPIPE, SIG_IGN);
+#endif
+
+  do {
+    octet buf[BUFSIZ];
+    size_t sz = sizeof(buf);
+    clock_t c_start, c_stop;
+
+    /* --- Emit a bufferful (or less) of data --- */
+
+    if (outsz) {
+      if (sz > outsz - kb)
+       sz = outsz - kb;
+    }
+    c_start = clock();
+    r->ops->fill(r, buf, sz);
+    c_stop = clock();
+    clk += c_stop - c_start;
+    if (func && (rc = func(buf, sz, p)) != 0)
+      return (rc);
+    kb += sz;
+
+    /* --- Update the display --- */
+
+    if (flags & f_progress) {
+      time_t t = time(0);
+      unsigned up = 0;
+
+      if (percent > 100)
+       up = 1;
+
+      if (!outsz) {
+       if (difftime(t, last) > 1.0) {
+         up = 1;
+       }
+       if (up)
+         fputs(" ] ", stderr);
+      } else {
+       unsigned pc = kb * 100.0 / outsz;
+       if (pc > percent || percent > 100 || difftime(t, last) > 1.0) {
+         if (percent > 100)
+           percent = 0;
+         percent &= ~1;
+         for (; percent < (pc & ~1); percent += 2)
+           putc('.', stderr);
+         percent = pc;
+         for (; pc < 100; pc += 2)
+           putc(' ', stderr);
+         fprintf(stderr, "] %3i%% ", percent);
+         up = 1;
+       }
+      }
+
+      if (up) {
+       size_t q = kb;
+       char *kk = kmg;
+       while (q > 8192 && kk[1]) {
+         q >>= 10;
+         kk++;
+       }
+       fprintf(stderr, "%4i%c\r[", q, *kk);
+       if (outsz) {
+         unsigned pc;
+         for (pc = 0; pc < (percent & ~1); pc += 2)
+           putc('.', stderr);
+       }
+       last = t;
+      }
+
+      if (percent > 100)
+       percent = 0;
+
+      if (percent < 100) {
+       putc(*bp++, stderr);
+       putc('\b', stderr);
+       if (!*bp)
+         bp = baton;
+      }
+      fflush(stderr);
+    }
+
+    /* --- Terminate the loop --- */
+
+  } while (!outsz || kb < outsz);
+
+  if (flags & f_progress)
+    fputc('\n', stderr);
+  if (flags & f_timer) {
+    fprintf(stderr, "generated %lu bytes ", (unsigned long)outsz);
+    if (!clk)
+      fputs("too quickly to measure\n", stderr);
+    else {
+      char *kk;
+      double sec = (double)clk/CLOCKS_PER_SEC;
+      double bps = (outsz << 3)/sec;
+      for (kk = kmg; bps > 1024 && kk[1]; kk++, bps /= 1024)
+       ;
+      fprintf(stderr, "in %g secs (%g %cb/s)\n", sec, bps, *kk);
+    }
+  }
+  return (0);
+}
+
+/*----- Main code ---------------------------------------------------------*/
+
+int main(int ac, char *av[])
+{
+  gen *g = &optsg;
+  grand *r;
+
+  /* --- Initialize mLib --- */
+
+  ego(av[0]);
+  sub_init();
+
+  /* --- Set up the main Catacomb generator --- */
+
+  rand_noisesrc(RAND_GLOBAL, &noise_source);
+  rand_seed(RAND_GLOBAL, 160);
+
+  /* --- Initialize the options table --- */
+
+  addopts(sopts, opts);
+  argc = ac;
+  argv = av;
+  outfp = stdout;
+
+  /* --- Read the generator out of the first argument --- */
+
+  if (argc > 1 && *argv[1] != '-') {
+    const char *arg = av[1];
+    size_t sz = strlen(arg);
+    gen *gg;
+
+    g = 0;
+    for (gg = generators; gg->name; gg++) {
+      if (strncmp(arg, gg->name, sz) == 0) {
+       if (gg->name[sz] == 0) {
+         g = gg;
+         break;
+       } else if (g)
+         die(EXIT_FAILURE, "ambiguous generator name `%s'", arg);
+       else
+         g = gg;
+      }
+    }
+    if (!g)
+      die(EXIT_FAILURE, "unknown generator name `%s'", arg);
+    argc--;
+    argv++;
+  }
+
+  /* --- Get a generic random number generator --- */
+
+  r = g->seed(g->i);
+  if (!r || optind != ac - 1) {
+    usage(stderr);
+    exit(EXIT_FAILURE);
+  }
+
+  /* --- Do the FIPS test --- */
+
+  if (flags & f_fips) {
+    octet buf[FIPSTEST_BUFSZ];
+    unsigned rc;
+    octet *p = buf;
+
+    generate(r, sizeof(buf), genbuf, &p);
+    rc = fipstest(buf);
+    if (rc & FIPSTEST_MONOBIT)
+      moan("failed monobit test");
+    if (rc & FIPSTEST_POKER)
+      moan("failed poker test");
+    if (rc & FIPSTEST_RUNS)
+      moan("failed runs test");
+    if (rc & FIPSTEST_LONGRUNS)
+      moan("failed long runs test");
+    if (!rc && (flags & f_progress))
+      fputs("test passed\n", stderr);
+    return (rc ? EXIT_FAILURE : 0);
+  }
+
+  /* --- Do Maurer's test --- */
+
+  if (flags & f_maurer) {
+    size_t bufsz;
+    unsigned i;
+    unsigned rc = 0;
+    genmaurer_ctx g;
+
+    static struct { double x; const char *sig; } sigtab[] = {
+      { 3.2905, "1e-3" },
+      { 3.0902, "2e-3" },
+      { 2.8070, "5e-3" },
+      { 2.5758, "1e-2" },
+      { 0     , 0      }
+    };
+
+    g.n = maurer_hi - maurer_lo + 1;
+    g.m = xmalloc(g.n * sizeof(maurer_ctx));
+    for (i = 0; i < g.n; i++)
+      maurer_init(&g.m[i], i + maurer_lo);
+    bufsz = (100 * maurer_hi) << maurer_hi;
+
+    generate(r, bufsz, genmaurer, &g);
+
+    for (i = maurer_lo; i <= maurer_hi; i++) {
+      double z = maurer_done(&g.m[i - maurer_lo]);
+      double zz = fabs(z);
+      unsigned j;
+
+      for (j = 0; sigtab[j].sig; j++) {
+       if (zz > sigtab[j].x) {
+         rc = EXIT_FAILURE;
+         moan("failed, bits = %u, sig = %s, Z_u = %g",
+              i, sigtab[j].sig, z);
+         break;
+       }
+      }
+      if (flags & f_progress)
+       fprintf(stderr, "bits = %u, Z_u = %g\n", i, z);
+    }
+
+    xfree(g.m);
+    return (rc);
+  }
+
+  /* --- Discard --- */
+
+  if (flags & f_discard) {
+    generate(r, outsz, 0, 0);
+    return (0);
+  }
+
+  /* --- Write to a file --- */
+
+#ifndef PORTABLE
+  if (!(flags & f_file) && isatty(STDOUT_FILENO))
+    die(EXIT_FAILURE, "writing output to a terminal is a bad idea");
+#endif
+
+  generate(r, outsz, genfile, outfp);
+
+  /* --- Done --- */
+
+  r->ops->destroy(r);
+  return (0);
+}
+
+/*----- That's all, folks -------------------------------------------------*/