src/include/gnunet_secretsharing_service.h

   1 /*
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   4
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   9
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  14
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  19  */
  20
  21 /**
  22  * @file include/gnunet_secretsharing_service.h
  23  * @brief verifiable additive secret sharing and cooperative decryption
  24  * @author Florian Dold
  25  */
  26
  27 #ifndef GNUNET_SECRETSHARING_SERVICE_H
  28 #define GNUNET_SECRETSHARING_SERVICE_H
  29
  30 #ifdef __cplusplus
  31 extern "C"
  32 {
  33 #if 0                           /* keep Emacsens' auto-indent happy */
  34 }
  35 #endif
  36 #endif
  37
  38 #include "platform.h"
  39 #include "gnunet_common.h"
  40 #include "gnunet_time_lib.h"
  41 #include "gnunet_configuration_lib.h"
  42 #include <gcrypt.h>
  43
  44
  45 /**
  46  * Number of bits for secretsharing elements.
  47  * Must be smaller than the Pallier key size used internally
  48  * by the secretsharing service.
  49  * When changing this value, other internal parameters must also
  50  * be adjusted.
  51  */
  52 #define GNUNET_SECRETSHARING_ELGAMAL_BITS 1024
  53
  54
  55 /**
  56  * The q-parameter for ElGamal encryption, a 1024-bit safe prime.
  57  */
  58 #define GNUNET_SECRETSHARING_ELGAMAL_P_HEX  \
  59       "0x08a347d3d69e8b2dd7d1b12a08dfbccbebf4ca" \
  60       "6f4269a0814e158a34312964d946b3ef22882317" \
  61       "2bcf30fc08f772774cb404f9bc002a6f66b09a79" \
  62       "d810d67c4f8cb3bedc6060e3c8ef874b1b64df71" \
  63       "6c7d2b002da880e269438d5a776e6b5f253c8df5" \
  64       "6a16b1c7ce58def07c03db48238aadfc52a354a2" \
  65       "7ed285b0c1675cad3f3"
  66
  67 /**
  68  * The q-parameter for ElGamal encryption,
  69  * a 1023-bit Sophie Germain prime, q = (p-1)/2
  70  */
  71 #define GNUNET_SECRETSHARING_ELGAMAL_Q_HEX  \
  72       "0x0451a3e9eb4f4596ebe8d895046fde65f5fa65" \
  73       "37a134d040a70ac51a1894b26ca359f79144118b" \
  74       "95e7987e047bb93ba65a027cde001537b3584d3c" \
  75       "ec086b3e27c659df6e303071e477c3a58db26fb8" \
  76       "b63e958016d4407134a1c6ad3bb735af929e46fa" \
  77       "b50b58e3e72c6f783e01eda411c556fe2951aa51" \
  78       "3f6942d860b3ae569f9"
  79
  80 /**
  81  * The g-parameter for ElGamal encryption,
  82  * a generator of the unique size q subgroup of Z_p^*
  83  */
  84 #define GNUNET_SECRETSHARING_ELGAMAL_G_HEX  \
  85       "0x05c00c36d2e822950087ef09d8252994adc4e4" \
  86       "8fe3ec70269f035b46063aff0c99b633fd64df43" \
  87       "02442e1914c829a41505a275438871f365e91c12" \
  88       "3d5303ef9e90f4b8cb89bf86cc9b513e74a72634" \
  89       "9cfd9f953674fab5d511e1c078fc72d72b34086f" \
  90       "c82b4b951989eb85325cb203ff98df76bc366bba" \
  91       "1d7024c3650f60d0da"
  92
  93
  94
  95 /**
  96  * Session that will eventually establish a shared secred between
  97  * the involved peers and allow encryption and cooperative decryption.
  98  */
  99 struct GNUNET_SECRETSHARING_Session;
 100
 101 /**
 102  * Share of a secret shared with a group of peers.
 103  * Contains the secret share itself, the public key, the list of peers, and the
 104  * exponential commitments to the secret shares of the other peers.
 105  */
 106 struct GNUNET_SECRETSHARING_Share;
 107
 108
 109 /**
 110  * Handle to cancel a cooperative decryption operation.
 111  */
 112 struct GNUNET_SECRETSHARING_DecryptionHandle;
 113
 114
 115 /**
 116  * Public key of a group sharing a secret.
 117  */
 118 struct GNUNET_SECRETSHARING_PublicKey
 119 {
 120   uint32_t bits[GNUNET_SECRETSHARING_ELGAMAL_BITS / 8 / sizeof (uint32_t)];
 121 };
 122
 123
 124 /**
 125  * Encrypted field element.
 126  */
 127 struct GNUNET_SECRETSHARING_Ciphertext
 128 {
 129   uint32_t c1_bits[GNUNET_SECRETSHARING_ELGAMAL_BITS / 8 / sizeof (uint32_t)];
 130   uint32_t c2_bits[GNUNET_SECRETSHARING_ELGAMAL_BITS / 8 / sizeof (uint32_t)];
 131 };
 132
 133
 134 /**
 135  * Plain, unencrypted message that can be encrypted with
 136  * a group public key.
 137  * Note that we are not operating in GF(2^n), thus not every
 138  * bit pattern is a valid plain text.
 139  */
 140 struct GNUNET_SECRETSHARING_Plaintext
 141 {
 142   /**
 143    * Value of the message.
 144    */
 145   uint32_t bits[GNUNET_SECRETSHARING_ELGAMAL_BITS / 8 / sizeof (uint32_t)];
 146 };
 147
 148
 149 /**
 150  * Called once the secret has been established with all peers, or the deadline is due.
 151  *
 152  * Note that the number of peers can be smaller than 'k' (this threshold parameter), which
 153  * makes the threshold crypto system useless.  However, in this case one can still determine which peers
 154  * were able to participate in the secret sharing successfully.
 155  *
 156  * If the secret sharing failed, num_ready_peers is 0 and my_share and public_key is NULL.
 157  *
 158  * After this callback has been called, the secretsharing session will be invalid.
 159  *
 160  * @param cls closure
 161  * @param my_share the share of this peer
 162  * @param public_key public key of the session
 163  * @param num_ready_peers number of peers in @a ready_peers
 164  * @param ready_peers peers that successfuly participated in establishing
 165  *                    the shared secret
 166  */
 167 typedef void (*GNUNET_SECRETSHARING_SecretReadyCallback) (void *cls,
 168                                                           struct GNUNET_SECRETSHARING_Share *my_share,
 169                                                           struct GNUNET_SECRETSHARING_PublicKey *public_key,
 170                                                           unsigned int num_ready_peers,
 171                                                           struct GNUNET_PeerIdentity *ready_peers);
 172
 173
 174 /**
 175  * Called when a decryption has succeeded.
 176  *
 177  * @param cls closure
 178  * @param data decrypted value
 179  * @param data_size number of bytes in @a data
 180  */
 181 typedef void (*GNUNET_SECRETSHARING_DecryptCallback) (void *cls,
 182                                                       const struct GNUNET_SECRETSHARING_Plaintext *plaintext);
 183
 184
 185 /**
 186  * Create a session that will eventually establish a shared secret
 187  * with the other peers.
 188  *
 189  * @param cfg configuration to use
 190  * @param num_peers number of peers in @a peers
 191  * @param peers array of peers that we will share secrets with, can optionally contain the local peer
 192  * @param session_id unique session id
 193  * @param start When should all peers be available for sharing the secret?
 194  *              Random number generation can take place before the start time.
 195  * @param deadline point in time where the session must be established; taken as hint
 196  *                 by underlying consensus sessions
 197  * @param threshold minimum number of peers that must cooperate to decrypt a value
 198  * @param cb called when the secret has been established
 199  * @param cls closure for @a cb
 200  */
 201 struct GNUNET_SECRETSHARING_Session *
 202 GNUNET_SECRETSHARING_create_session (const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg,
 203                                      unsigned int num_peers,
 204                                      const struct GNUNET_PeerIdentity *peers,
 205                                      const struct GNUNET_HashCode *session_id,
 206                                      struct GNUNET_TIME_Absolute start,
 207                                      struct GNUNET_TIME_Absolute deadline,
 208                                      unsigned int threshold,
 209                                      GNUNET_SECRETSHARING_SecretReadyCallback cb,
 210                                      void *cls);
 211
 212
 213 /**
 214  * Destroy a secret sharing session.
 215  * The secret ready callback will not be called.
 216  *
 217  * @param s session to destroy
 218  */
 219 void
 220 GNUNET_SECRETSHARING_session_destroy (struct GNUNET_SECRETSHARING_Session *s);
 221
 222
 223 /**
 224  * Encrypt a value.  This operation is executed locally, no communication is
 225  * necessary.
 226  *
 227  * This is a helper function, encryption can be done soley with a session's public key
 228  * and the crypto system parameters.
 229  *
 230  * @param public_key public key to use for decryption
 231  * @param message message to encrypt
 232  * @param message_size number of bytes in @a message
 233  * @param result_ciphertext pointer to store the resulting ciphertext
 234  * @return #GNUNET_YES on succes, #GNUNET_SYSERR if the message is invalid (invalid range)
 235  */
 236 int
 237 GNUNET_SECRETSHARING_encrypt (const struct GNUNET_SECRETSHARING_PublicKey *public_key,
 238                               const struct GNUNET_SECRETSHARING_Plaintext *plaintext,
 239                               struct GNUNET_SECRETSHARING_Ciphertext *result_ciphertext);
 240
 241
 242 /**
 243  * Publish the given ciphertext for decryption.  Once a sufficient (>=k) number of peers has
 244  * published the same value, it will be decrypted.
 245  *
 246  * When the operation is canceled, the decrypt_cb is not called anymore, but the calling
 247  * peer may already have irrevocably contributed his share for the decryption of the value.
 248  *
 249  * @param cfg configuration to use
 250  * @param share our secret share to use for decryption
 251  * @param ciphertext ciphertext to publish in order to decrypt it (if enough peers agree)
 252  * @param decrypt_cb callback called once the decryption succeeded
 253  * @param start By when should the cooperation for decryption start?
 254  * @param deadline By when should the decryption be finished?
 255  * @param decrypt_cb_cls closure for @a decrypt_cb
 256  * @return handle to cancel the operation
 257  */
 258 struct GNUNET_SECRETSHARING_DecryptionHandle *
 259 GNUNET_SECRETSHARING_decrypt (const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg,
 260                               struct GNUNET_SECRETSHARING_Share *share,
 261                               const struct GNUNET_SECRETSHARING_Ciphertext *ciphertext,
 262                               struct GNUNET_TIME_Absolute start,
 263                               struct GNUNET_TIME_Absolute deadline,
 264                               GNUNET_SECRETSHARING_DecryptCallback decrypt_cb,
 265                               void *decrypt_cb_cls);
 266
 267
 268 /**
 269  * Cancel a decryption.
 270  *
 271  * The decrypt_cb is not called anymore, but the calling
 272  * peer may already have irrevocably contributed his share for the decryption of the value.
 273  *
 274  * @param dh to cancel
 275  */
 276 void
 277 GNUNET_SECRETSHARING_decrypt_cancel (struct GNUNET_SECRETSHARING_DecryptionHandle *dh);
 278
 279
 280 /**
 281  * Read a share from its binary representation.
 282  *
 283  * @param data Binary representation of the share.
 284  * @param len Length of @a data.
 285  * @param[out] readlen Number of bytes read,
 286  *             ignored if NULL.
 287  * @return The share, or NULL on error.
 288  */
 289 struct GNUNET_SECRETSHARING_Share *
 290 GNUNET_SECRETSHARING_share_read (const void *data, size_t len, size_t *readlen);
 291
 292
 293 /**
 294  * Convert a share to its binary representation.
 295  * Can be called with a NULL @a buf to get the size of the share.
 296  *
 297  * @param share Share to write.
 298  * @param buf Buffer to write to.
 299  * @param buflen Number of writable bytes in @a buf.
 300  * @param[out] writelen Pointer to store number of bytes written,
 301  *             ignored if NULL.
 302  * @return #GNUNET_OK on success, #GNUNET_SYSERR on failure.
 303  */
 304 int
 305 GNUNET_SECRETSHARING_share_write (const struct GNUNET_SECRETSHARING_Share *share,
 306                                   void *buf, size_t buflen, size_t *writelen);
 307
 308
 309 void
 310 GNUNET_SECRETSHARING_share_destroy (struct GNUNET_SECRETSHARING_Share *share);
 311
 312
 313 int
 314 GNUNET_SECRETSHARING_plaintext_generate (struct GNUNET_SECRETSHARING_Plaintext *plaintext,
 315                                          gcry_mpi_t exponent);
 316
 317 int
 318 GNUNET_SECRETSHARING_plaintext_generate_i (struct GNUNET_SECRETSHARING_Plaintext *plaintext,
 319                                            int64_t exponent);
 320
 321
 322
 323
 324 #if 0                           /* keep Emacsens' auto-indent happy */
 325 {
 326 #endif
 327 #ifdef __cplusplus
 328 }
 329 #endif
 330
 331 #endif