src/scalarproduct/gnunet-service-scalarproduct-ecc_alice.c

   1 /*
   2      This file is part of GNUnet.
   3      Copyright (C) 2013-2015 GNUnet e.V.
   4
   5      GNUnet is free software; you can redistribute it and/or modify
   6      it under the terms of the GNU General Public License as published
   7      by the Free Software Foundation; either version 3, or (at your
   8      option) any later version.
   9
  10      GNUnet is distributed in the hope that it will be useful, but
  11      WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12      MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13      General Public License for more details.
  14
  15      You should have received a copy of the GNU General Public License
  16      along with GNUnet; see the file COPYING.  If not, write to the
  17      Free Software Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor,
  18      Boston, MA 02110-1301, USA.
  19  */
  20 /**
  21  * @file scalarproduct/gnunet-service-scalarproduct-ecc_alice.c
  22  * @brief scalarproduct service implementation
  23  * @author Christian M. Fuchs
  24  * @author Christian Grothoff
  25  */
  26 #include "platform.h"
  27 #include <limits.h>
  28 #include <gcrypt.h>
  29 #include "gnunet_util_lib.h"
  30 #include "gnunet_core_service.h"
  31 #include "gnunet_cadet_service.h"
  32 #include "gnunet_applications.h"
  33 #include "gnunet_protocols.h"
  34 #include "gnunet_scalarproduct_service.h"
  35 #include "gnunet_set_service.h"
  36 #include "scalarproduct.h"
  37 #include "gnunet-service-scalarproduct-ecc.h"
  38
  39 #define LOG(kind,...) GNUNET_log_from (kind, "scalarproduct-alice", __VA_ARGS__)
  40
  41 /**
  42  * Maximum allowed result value for the scalarproduct computation.
  43  * DLOG will fail if the result is bigger.  At 1 million, the
  44  * precomputation takes about 2s on a fast machine.
  45  */
  46 #define MAX_RESULT (1024 * 1024)
  47
  48 /**
  49  * How many values should DLOG store in memory (determines baseline
  50  * RAM consumption, roughly 100 bytes times the value given here).
  51  * Should be about SQRT (MAX_RESULT), larger values will make the
  52  * online computation faster.
  53  */
  54 #define MAX_RAM (1024)
  55
  56 /**
  57  * An encrypted element key-value pair.
  58  */
  59 struct MpiElement
  60 {
  61   /**
  62    * Key used to identify matching pairs of values to multiply.
  63    * Points into an existing data structure, to avoid copying
  64    * and doubling memory use.
  65    */
  66   const struct GNUNET_HashCode *key;
  67
  68   /**
  69    * a_i value, not disclosed to Bob.
  70    */
  71   gcry_mpi_t value;
  72
  73 };
  74
  75
  76 /**
  77  * A scalarproduct session which tracks
  78  * a request form the client to our final response.
  79  */
  80 struct AliceServiceSession
  81 {
  82
  83   /**
  84    * (hopefully) unique transaction ID
  85    */
  86   struct GNUNET_HashCode session_id;
  87
  88   /**
  89    * Alice or Bob's peerID
  90    */
  91   struct GNUNET_PeerIdentity peer;
  92
  93   /**
  94    * The client this request is related to.
  95    */
  96   struct GNUNET_SERVER_Client *client;
  97
  98   /**
  99    * The message queue for the client.
 100    */
 101   struct GNUNET_MQ_Handle *client_mq;
 102
 103   /**
 104    * The message queue for CADET.
 105    */
 106   struct GNUNET_MQ_Handle *cadet_mq;
 107
 108   /**
 109    * all non-0-value'd elements transmitted to us.
 110    * Values are of type `struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element *`
 111    */
 112   struct GNUNET_CONTAINER_MultiHashMap *intersected_elements;
 113
 114   /**
 115    * Set of elements for which will conduction an intersection.
 116    * the resulting elements are then used for computing the scalar product.
 117    */
 118   struct GNUNET_SET_Handle *intersection_set;
 119
 120   /**
 121    * Set of elements for which will conduction an intersection.
 122    * the resulting elements are then used for computing the scalar product.
 123    */
 124   struct GNUNET_SET_OperationHandle *intersection_op;
 125
 126   /**
 127    * Handle to Alice's Intersection operation listening for Bob
 128    */
 129   struct GNUNET_SET_ListenHandle *intersection_listen;
 130
 131   /**
 132    * channel-handle associated with our cadet handle
 133    */
 134   struct GNUNET_CADET_Channel *channel;
 135
 136   /**
 137    * a(Alice), sorted array by key of length @e used_element_count.
 138    */
 139   struct MpiElement *sorted_elements;
 140
 141   /**
 142    * The computed scalar
 143    */
 144   gcry_mpi_t product;
 145
 146   /**
 147    * How many elements we were supplied with from the client (total
 148    * count before intersection).
 149    */
 150   uint32_t total;
 151
 152   /**
 153    * How many elements actually are used for the scalar product.
 154    * Size of the arrays in @e r and @e r_prime.  Sometimes also
 155    * reset to 0 and used as a counter!
 156    */
 157   uint32_t used_element_count;
 158
 159   /**
 160    * Already transferred elements from client to us.
 161    * Less or equal than @e total.
 162    */
 163   uint32_t client_received_element_count;
 164
 165   /**
 166    * State of this session.   In
 167    * #GNUNET_SCALARPRODUCT_STATUS_ACTIVE while operation is
 168    * ongoing, afterwards in #GNUNET_SCALARPRODUCT_STATUS_SUCCESS or
 169    * #GNUNET_SCALARPRODUCT_STATUS_FAILURE.
 170    */
 171   enum GNUNET_SCALARPRODUCT_ResponseStatus status;
 172
 173   /**
 174    * Flag to prevent recursive calls to #destroy_service_session() from
 175    * doing harm.
 176    */
 177   int in_destroy;
 178
 179 };
 180
 181
 182 /**
 183  * GNUnet configuration handle
 184  */
 185 static const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg;
 186
 187 /**
 188  * Context for DLOG operations on a curve.
 189  */
 190 static struct GNUNET_CRYPTO_EccDlogContext *edc;
 191
 192 /**
 193  * Alice's private key ('a').
 194  */
 195 static gcry_mpi_t my_privkey;
 196
 197 /**
 198  * Inverse of Alice's private key ('a_inv').
 199  */
 200 static gcry_mpi_t my_privkey_inv;
 201
 202 /**
 203  * Handle to the CADET service.
 204  */
 205 static struct GNUNET_CADET_Handle *my_cadet;
 206
 207
 208 /**
 209  * Iterator called to free elements.
 210  *
 211  * @param cls the `struct AliceServiceSession *` (unused)
 212  * @param key the key (unused)
 213  * @param value value to free
 214  * @return #GNUNET_OK (continue to iterate)
 215  */
 216 static int
 217 free_element_cb (void *cls,
 218                  const struct GNUNET_HashCode *key,
 219                  void *value)
 220 {
 221   struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element *e = value;
 222
 223   GNUNET_free (e);
 224   return GNUNET_OK;
 225 }
 226
 227
 228 /**
 229  * Destroy session state, we are done with it.
 230  *
 231  * @param s the session to free elements from
 232  */
 233 static void
 234 destroy_service_session (struct AliceServiceSession *s)
 235 {
 236   unsigned int i;
 237
 238   if (GNUNET_YES == s->in_destroy)
 239     return;
 240   s->in_destroy = GNUNET_YES;
 241   if (NULL != s->client_mq)
 242   {
 243     GNUNET_MQ_destroy (s->client_mq);
 244     s->client_mq = NULL;
 245   }
 246   if (NULL != s->cadet_mq)
 247   {
 248     GNUNET_MQ_destroy (s->cadet_mq);
 249     s->cadet_mq = NULL;
 250   }
 251   if (NULL != s->client)
 252   {
 253     GNUNET_SERVER_client_set_user_context (s->client,
 254                                            NULL);
 255     GNUNET_SERVER_client_disconnect (s->client);
 256     s->client = NULL;
 257   }
 258   if (NULL != s->channel)
 259   {
 260     GNUNET_CADET_channel_destroy (s->channel);
 261     s->channel = NULL;
 262   }
 263   if (NULL != s->intersected_elements)
 264   {
 265     GNUNET_CONTAINER_multihashmap_iterate (s->intersected_elements,
 266                                            &free_element_cb,
 267                                            s);
 268     GNUNET_CONTAINER_multihashmap_destroy (s->intersected_elements);
 269     s->intersected_elements = NULL;
 270   }
 271   if (NULL != s->intersection_listen)
 272   {
 273     GNUNET_SET_listen_cancel (s->intersection_listen);
 274     s->intersection_listen = NULL;
 275   }
 276   if (NULL != s->intersection_op)
 277   {
 278     GNUNET_SET_operation_cancel (s->intersection_op);
 279     s->intersection_op = NULL;
 280   }
 281   if (NULL != s->intersection_set)
 282   {
 283     GNUNET_SET_destroy (s->intersection_set);
 284     s->intersection_set = NULL;
 285   }
 286   if (NULL != s->sorted_elements)
 287   {
 288     for (i=0;i<s->used_element_count;i++)
 289       gcry_mpi_release (s->sorted_elements[i].value);
 290     GNUNET_free (s->sorted_elements);
 291     s->sorted_elements = NULL;
 292   }
 293   if (NULL != s->product)
 294   {
 295     gcry_mpi_release (s->product);
 296     s->product = NULL;
 297   }
 298   GNUNET_free (s);
 299 }
 300
 301
 302 /**
 303  * Notify the client that the session has failed.  A message gets sent
 304  * to Alice's client if we encountered any error.
 305  *
 306  * @param session the associated client session to fail or succeed
 307  */
 308 static void
 309 prepare_client_end_notification (struct AliceServiceSession *session)
 310 {
 311   struct ClientResponseMessage *msg;
 312   struct GNUNET_MQ_Envelope *e;
 313
 314   if (NULL == session->client_mq)
 315     return; /* no client left to be notified */
 316   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 317               "Sending session-end notification with status %d to client for session %s\n",
 318               session->status,
 319               GNUNET_h2s (&session->session_id));
 320   e = GNUNET_MQ_msg (msg,
 321                      GNUNET_MESSAGE_TYPE_SCALARPRODUCT_RESULT);
 322   msg->product_length = htonl (0);
 323   msg->status = htonl (session->status);
 324   GNUNET_MQ_send (session->client_mq,
 325                   e);
 326 }
 327
 328
 329 /**
 330  * Prepare the final (positive) response we will send to Alice's
 331  * client.
 332  *
 333  * @param s the session associated with our client.
 334  */
 335 static void
 336 transmit_client_response (struct AliceServiceSession *s)
 337 {
 338   struct ClientResponseMessage *msg;
 339   struct GNUNET_MQ_Envelope *e;
 340   unsigned char *product_exported = NULL;
 341   size_t product_length = 0;
 342   int32_t range;
 343   gcry_error_t rc;
 344   int sign;
 345   gcry_mpi_t value;
 346
 347   if (NULL == s->product)
 348   {
 349     GNUNET_break (0);
 350     prepare_client_end_notification (s);
 351     return;
 352   }
 353   value = gcry_mpi_new (0);
 354   sign = gcry_mpi_cmp_ui (s->product, 0);
 355   if (0 > sign)
 356   {
 357     range = -1;
 358     gcry_mpi_sub (value,
 359                   value,
 360                   s->product);
 361   }
 362   else if (0 < sign)
 363   {
 364     range = 1;
 365     gcry_mpi_add (value, value, s->product);
 366   }
 367   else
 368   {
 369     /* result is exactly zero */
 370     range = 0;
 371   }
 372   gcry_mpi_release (s->product);
 373   s->product = NULL;
 374
 375   if ( (0 != range) &&
 376        (0 != (rc = gcry_mpi_aprint (GCRYMPI_FMT_STD,
 377                                     &product_exported,
 378                                     &product_length,
 379                                     value))))
 380   {
 381     LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 382               "gcry_mpi_scan",
 383               rc);
 384     prepare_client_end_notification (s);
 385     return;
 386   }
 387   gcry_mpi_release (value);
 388   e = GNUNET_MQ_msg_extra (msg,
 389                            product_length,
 390                            GNUNET_MESSAGE_TYPE_SCALARPRODUCT_RESULT);
 391   msg->status = htonl (GNUNET_SCALARPRODUCT_STATUS_SUCCESS);
 392   msg->range = htonl (range);
 393   msg->product_length = htonl (product_length);
 394   if (NULL != product_exported)
 395   {
 396     memcpy (&msg[1],
 397             product_exported,
 398             product_length);
 399     GNUNET_free (product_exported);
 400   }
 401   GNUNET_MQ_send (s->client_mq,
 402                   e);
 403   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 404               "Sent result to client, session %s has ended!\n",
 405               GNUNET_h2s (&s->session_id));
 406 }
 407
 408
 409
 410 /**
 411  * Function called whenever a channel is destroyed.  Should clean up
 412  * any associated state.
 413  *
 414  * It must NOT call #GNUNET_CADET_channel_destroy() on the channel.
 415  *
 416  * @param cls closure (set from #GNUNET_CADET_connect())
 417  * @param channel connection to the other end (henceforth invalid)
 418  * @param channel_ctx place where local state associated
 419  *                   with the channel is stored
 420  */
 421 static void
 422 cb_channel_destruction (void *cls,
 423                         const struct GNUNET_CADET_Channel *channel,
 424                         void *channel_ctx)
 425 {
 426   struct AliceServiceSession *s = channel_ctx;
 427
 428   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 429               "Peer disconnected, terminating session %s with peer %s\n",
 430               GNUNET_h2s (&s->session_id),
 431               GNUNET_i2s (&s->peer));
 432   if (NULL != s->cadet_mq)
 433   {
 434     GNUNET_MQ_destroy (s->cadet_mq);
 435     s->cadet_mq = NULL;
 436   }
 437   s->channel = NULL;
 438   if (GNUNET_SCALARPRODUCT_STATUS_ACTIVE == s->status)
 439   {
 440     /* We didn't get an answer yet, fail with error */
 441     s->status = GNUNET_SCALARPRODUCT_STATUS_FAILURE;
 442     prepare_client_end_notification (s);
 443   }
 444 }
 445
 446
 447 /**
 448  * Compute our scalar product, done by Alice
 449  *
 450  * @param session the session associated with this computation
 451  * @param prod_g_i_b_i value from Bob
 452  * @param prod_h_i_b_i value from Bob
 453  * @return product as MPI, never NULL
 454  */
 455 static gcry_mpi_t
 456 compute_scalar_product (struct AliceServiceSession *session,
 457                         gcry_mpi_point_t prod_g_i_b_i,
 458                         gcry_mpi_point_t prod_h_i_b_i)
 459 {
 460   gcry_mpi_point_t g_i_b_i_a_inv;
 461   gcry_mpi_point_t g_ai_bi;
 462   int ai_bi;
 463   gcry_mpi_t ret;
 464
 465   g_i_b_i_a_inv = GNUNET_CRYPTO_ecc_pmul_mpi (edc,
 466                                               prod_g_i_b_i,
 467                                               my_privkey_inv);
 468   g_ai_bi = GNUNET_CRYPTO_ecc_add (edc,
 469                                    g_i_b_i_a_inv,
 470                                    prod_h_i_b_i);
 471   gcry_mpi_point_release (g_i_b_i_a_inv);
 472   ai_bi = GNUNET_CRYPTO_ecc_dlog (edc,
 473                                   g_ai_bi);
 474   gcry_mpi_point_release (g_ai_bi);
 475   if (INT_MAX == ai_bi)
 476   {
 477     /* result too big */
 478     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 479                 "Scalar product result out of range\n");
 480     return NULL;
 481   }
 482   ret = gcry_mpi_new (0);
 483   if (ai_bi > 0)
 484   {
 485     gcry_mpi_set_ui (ret, ai_bi);
 486   }
 487   else
 488   {
 489     gcry_mpi_set_ui (ret, - ai_bi);
 490     gcry_mpi_neg (ret, ret);
 491   }
 492   return ret;
 493 }
 494
 495
 496 /**
 497  * Handle a response we got from another service we wanted to
 498  * calculate a scalarproduct with.
 499  *
 500  * @param cls closure (set from #GNUNET_CADET_connect)
 501  * @param channel connection to the other end
 502  * @param channel_ctx place to store local state associated with the channel
 503  * @param message the actual message
 504  * @return #GNUNET_OK to keep the connection open,
 505  *         #GNUNET_SYSERR to close it (we are done)
 506  */
 507 static int
 508 handle_bobs_cryptodata_message (void *cls,
 509                                 struct GNUNET_CADET_Channel *channel,
 510                                 void **channel_ctx,
 511                                 const struct GNUNET_MessageHeader *message)
 512 {
 513   struct AliceServiceSession *s = *channel_ctx;
 514   const struct EccBobCryptodataMessage *msg;
 515   uint32_t contained;
 516   uint16_t msg_size;
 517   gcry_mpi_point_t prod_g_i_b_i;
 518   gcry_mpi_point_t prod_h_i_b_i;
 519
 520   if (NULL == s)
 521   {
 522     GNUNET_break_op (0);
 523     return GNUNET_SYSERR;
 524   }
 525   msg_size = ntohs (message->size);
 526   if (sizeof (struct EccBobCryptodataMessage) > msg_size)
 527   {
 528     GNUNET_break_op (0);
 529     return GNUNET_SYSERR;
 530   }
 531   msg = (const struct EccBobCryptodataMessage *) message;
 532   contained = ntohl (msg->contained_element_count);
 533   if (2 != contained)
 534   {
 535     GNUNET_break_op (0);
 536     return GNUNET_SYSERR;
 537   }
 538   if (NULL == s->sorted_elements)
 539   {
 540     /* we're not ready yet, how can Bob be? */
 541     GNUNET_break_op (0);
 542     return GNUNET_SYSERR;
 543   }
 544   if (s->total != s->client_received_element_count)
 545   {
 546     /* we're not ready yet, how can Bob be? */
 547     GNUNET_break_op (0);
 548     return GNUNET_SYSERR;
 549   }
 550   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 551               "Received %u crypto values from Bob\n",
 552               (unsigned int) contained);
 553   GNUNET_CADET_receive_done (s->channel);
 554   prod_g_i_b_i = GNUNET_CRYPTO_ecc_bin_to_point (edc,
 555                                                  &msg->prod_g_i_b_i);
 556   prod_h_i_b_i = GNUNET_CRYPTO_ecc_bin_to_point (edc,
 557                                                  &msg->prod_h_i_b_i);
 558   s->product = compute_scalar_product (s,
 559                                        prod_g_i_b_i,
 560                                        prod_h_i_b_i);
 561   gcry_mpi_point_release (prod_g_i_b_i);
 562   gcry_mpi_point_release (prod_h_i_b_i);
 563   transmit_client_response (s);
 564   return GNUNET_OK;
 565 }
 566
 567
 568 /**
 569  * Iterator to copy over messages from the hash map
 570  * into an array for sorting.
 571  *
 572  * @param cls the `struct AliceServiceSession *`
 573  * @param key the key (unused)
 574  * @param value the `struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element *`
 575  */
 576 static int
 577 copy_element_cb (void *cls,
 578                  const struct GNUNET_HashCode *key,
 579                  void *value)
 580 {
 581   struct AliceServiceSession *s = cls;
 582   struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element *e = value;
 583   gcry_mpi_t mval;
 584   int64_t val;
 585
 586   mval = gcry_mpi_new (0);
 587   val = (int64_t) GNUNET_ntohll (e->value);
 588   if (0 > val)
 589     gcry_mpi_sub_ui (mval, mval, -val);
 590   else
 591     gcry_mpi_add_ui (mval, mval, val);
 592   s->sorted_elements [s->used_element_count].value = mval;
 593   s->sorted_elements [s->used_element_count].key = &e->key;
 594   s->used_element_count++;
 595   return GNUNET_OK;
 596 }
 597
 598
 599 /**
 600  * Compare two `struct MpiValue`s by key for sorting.
 601  *
 602  * @param a pointer to first `struct MpiValue *`
 603  * @param b pointer to first `struct MpiValue *`
 604  * @return -1 for a < b, 0 for a=b, 1 for a > b.
 605  */
 606 static int
 607 element_cmp (const void *a,
 608              const void *b)
 609 {
 610   const struct MpiElement *ma = a;
 611   const struct MpiElement *mb = b;
 612
 613   return GNUNET_CRYPTO_hash_cmp (ma->key,
 614                                  mb->key);
 615 }
 616
 617
 618 /**
 619  * Maximum number of elements we can put into a single cryptodata
 620  * message
 621  */
 622 #define ELEMENT_CAPACITY ((GNUNET_CONSTANTS_MAX_CADET_MESSAGE_SIZE - 1 - sizeof (struct EccAliceCryptodataMessage)) / sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPoint))
 623
 624
 625 /**
 626  * Send the cryptographic data from Alice to Bob.
 627  * Does nothing if we already transferred all elements.
 628  *
 629  * @param s the associated service session
 630  */
 631 static void
 632 send_alices_cryptodata_message (struct AliceServiceSession *s)
 633 {
 634   struct EccAliceCryptodataMessage *msg;
 635   struct GNUNET_MQ_Envelope *e;
 636   struct GNUNET_CRYPTO_EccPoint *payload;
 637   gcry_mpi_t r_ia;
 638   gcry_mpi_t r_ia_ai;
 639   unsigned int i;
 640   unsigned int off;
 641   unsigned int todo_count;
 642
 643   s->sorted_elements
 644     = GNUNET_malloc (GNUNET_CONTAINER_multihashmap_size (s->intersected_elements) *
 645                      sizeof (struct MpiElement));
 646   s->used_element_count = 0;
 647   GNUNET_CONTAINER_multihashmap_iterate (s->intersected_elements,
 648                                          &copy_element_cb,
 649                                          s);
 650   LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 651        "Finished intersection, %d items remain\n",
 652        s->used_element_count);
 653   qsort (s->sorted_elements,
 654          s->used_element_count,
 655          sizeof (struct MpiElement),
 656          &element_cmp);
 657   off = 0;
 658   while (off < s->used_element_count)
 659   {
 660     todo_count = s->used_element_count - off;
 661     if (todo_count > ELEMENT_CAPACITY)
 662       todo_count = ELEMENT_CAPACITY;
 663     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 664                 "Sending %u/%u crypto values to Bob\n",
 665                 (unsigned int) todo_count,
 666                 (unsigned int) s->used_element_count);
 667
 668     e = GNUNET_MQ_msg_extra (msg,
 669                              todo_count * 2 * sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPoint),
 670                              GNUNET_MESSAGE_TYPE_SCALARPRODUCT_ECC_ALICE_CRYPTODATA);
 671     msg->contained_element_count = htonl (todo_count);
 672     payload = (struct GNUNET_CRYPTO_EccPoint *) &msg[1];
 673     r_ia = gcry_mpi_new (0);
 674     r_ia_ai = gcry_mpi_new (0);
 675     for (i = off; i < off + todo_count; i++)
 676     {
 677       gcry_mpi_t r_i;
 678       gcry_mpi_point_t g_i;
 679       gcry_mpi_point_t h_i;
 680
 681       r_i = GNUNET_CRYPTO_ecc_random_mod_n (edc);
 682       g_i = GNUNET_CRYPTO_ecc_dexp_mpi (edc,
 683                                         r_i);
 684       /* r_ia = r_i * a */
 685       gcry_mpi_mul (r_ia,
 686                     r_i,
 687                     my_privkey);
 688       gcry_mpi_release (r_i);
 689       /* r_ia_ai = r_ia + a_i */
 690       gcry_mpi_add (r_ia_ai,
 691                     r_ia,
 692                     s->sorted_elements[i].value);
 693       h_i = GNUNET_CRYPTO_ecc_dexp_mpi (edc,
 694                                         r_ia_ai);
 695       GNUNET_CRYPTO_ecc_point_to_bin (edc,
 696                                       g_i,
 697                                       &payload[(i - off) * 2]);
 698       GNUNET_CRYPTO_ecc_point_to_bin (edc,
 699                                       h_i,
 700                                       &payload[(i - off) * 2 + 1]);
 701       gcry_mpi_point_release (g_i);
 702       gcry_mpi_point_release (h_i);
 703     }
 704     gcry_mpi_release (r_ia);
 705     gcry_mpi_release (r_ia_ai);
 706     off += todo_count;
 707     GNUNET_MQ_send (s->cadet_mq,
 708                     e);
 709   }
 710 }
 711
 712
 713 /**
 714  * Callback for set operation results. Called for each element
 715  * that should be removed from the result set, and then once
 716  * to indicate that the set intersection operation is done.
 717  *
 718  * @param cls closure with the `struct AliceServiceSession`
 719  * @param element a result element, only valid if status is #GNUNET_SET_STATUS_OK
 720  * @param status what has happened with the set intersection?
 721  */
 722 static void
 723 cb_intersection_element_removed (void *cls,
 724                                  const struct GNUNET_SET_Element *element,
 725                                  enum GNUNET_SET_Status status)
 726 {
 727   struct AliceServiceSession *s = cls;
 728   struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element *se;
 729
 730   switch (status)
 731   {
 732   case GNUNET_SET_STATUS_OK:
 733     /* this element has been removed from the set */
 734     se = GNUNET_CONTAINER_multihashmap_get (s->intersected_elements,
 735                                             element->data);
 736     GNUNET_assert (NULL != se);
 737     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 738          "Intersection removed element with key %s and value %lld\n",
 739          GNUNET_h2s (&se->key),
 740          (long long) GNUNET_ntohll (se->value));
 741     GNUNET_assert (GNUNET_YES ==
 742                    GNUNET_CONTAINER_multihashmap_remove (s->intersected_elements,
 743                                                          element->data,
 744                                                          se));
 745     GNUNET_free (se);
 746     return;
 747   case GNUNET_SET_STATUS_DONE:
 748     s->intersection_op = NULL;
 749     if (NULL != s->intersection_set)
 750     {
 751       GNUNET_SET_destroy (s->intersection_set);
 752       s->intersection_set = NULL;
 753     }
 754     send_alices_cryptodata_message (s);
 755     return;
 756   case GNUNET_SET_STATUS_HALF_DONE:
 757     /* unexpected for intersection */
 758     GNUNET_break (0);
 759     return;
 760   case GNUNET_SET_STATUS_FAILURE:
 761     /* unhandled status code */
 762     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 763          "Set intersection failed!\n");
 764     if (NULL != s->intersection_listen)
 765     {
 766       GNUNET_SET_listen_cancel (s->intersection_listen);
 767       s->intersection_listen = NULL;
 768     }
 769     s->intersection_op = NULL;
 770     if (NULL != s->intersection_set)
 771     {
 772       GNUNET_SET_destroy (s->intersection_set);
 773       s->intersection_set = NULL;
 774     }
 775     s->status = GNUNET_SCALARPRODUCT_STATUS_FAILURE;
 776     prepare_client_end_notification (s);
 777     return;
 778   default:
 779     GNUNET_break (0);
 780     return;
 781   }
 782 }
 783
 784
 785 /**
 786  * Called when another peer wants to do a set operation with the
 787  * local peer. If a listen error occurs, the @a request is NULL.
 788  *
 789  * @param cls closure with the `struct AliceServiceSession *`
 790  * @param other_peer the other peer
 791  * @param context_msg message with application specific information from
 792  *        the other peer
 793  * @param request request from the other peer (never NULL), use GNUNET_SET_accept()
 794  *        to accept it, otherwise the request will be refused
 795  *        Note that we can't just return value from the listen callback,
 796  *        as it is also necessary to specify the set we want to do the
 797  *        operation with, whith sometimes can be derived from the context
 798  *        message. It's necessary to specify the timeout.
 799  */
 800 static void
 801 cb_intersection_request_alice (void *cls,
 802                                const struct GNUNET_PeerIdentity *other_peer,
 803                                const struct GNUNET_MessageHeader *context_msg,
 804                                struct GNUNET_SET_Request *request)
 805 {
 806   struct AliceServiceSession *s = cls;
 807
 808   if (0 != memcmp (other_peer,
 809                    &s->peer,
 810                    sizeof (struct GNUNET_PeerIdentity)))
 811   {
 812     GNUNET_break_op (0);
 813     return;
 814   }
 815   s->intersection_op
 816     = GNUNET_SET_accept (request,
 817                          GNUNET_SET_RESULT_REMOVED,
 818                          &cb_intersection_element_removed,
 819                          s);
 820   if (NULL == s->intersection_op)
 821   {
 822     GNUNET_break (0);
 823     s->status = GNUNET_SCALARPRODUCT_STATUS_FAILURE;
 824     prepare_client_end_notification (s);
 825     return;
 826   }
 827   if (GNUNET_OK !=
 828       GNUNET_SET_commit (s->intersection_op,
 829                          s->intersection_set))
 830   {
 831     GNUNET_break (0);
 832     s->status = GNUNET_SCALARPRODUCT_STATUS_FAILURE;
 833     prepare_client_end_notification (s);
 834     return;
 835   }
 836   GNUNET_SET_destroy (s->intersection_set);
 837   s->intersection_set = NULL;
 838   GNUNET_SET_listen_cancel (s->intersection_listen);
 839   s->intersection_listen = NULL;
 840 }
 841
 842
 843 /**
 844  * Our client has finished sending us its multipart message.
 845  *
 846  * @param session the service session context
 847  */
 848 static void
 849 client_request_complete_alice (struct AliceServiceSession *s)
 850 {
 851   struct EccServiceRequestMessage *msg;
 852   struct GNUNET_MQ_Envelope *e;
 853
 854   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
 855               "Creating new channel for session with key %s.\n",
 856               GNUNET_h2s (&s->session_id));
 857   s->channel
 858     = GNUNET_CADET_channel_create (my_cadet,
 859                                    s,
 860                                    &s->peer,
 861                                    GNUNET_APPLICATION_TYPE_SCALARPRODUCT_ECC,
 862                                    GNUNET_CADET_OPTION_RELIABLE);
 863   if (NULL == s->channel)
 864   {
 865     s->status = GNUNET_SCALARPRODUCT_STATUS_FAILURE;
 866     prepare_client_end_notification (s);
 867     return;
 868   }
 869   s->cadet_mq = GNUNET_CADET_mq_create (s->channel);
 870   s->intersection_listen
 871     = GNUNET_SET_listen (cfg,
 872                          GNUNET_SET_OPERATION_INTERSECTION,
 873                          &s->session_id,
 874                          &cb_intersection_request_alice,
 875                          s);
 876   if (NULL == s->intersection_listen)
 877   {
 878     s->status = GNUNET_SCALARPRODUCT_STATUS_FAILURE;
 879     GNUNET_CADET_channel_destroy (s->channel);
 880     s->channel = NULL;
 881     prepare_client_end_notification (s);
 882     return;
 883   }
 884
 885   e = GNUNET_MQ_msg (msg,
 886                      GNUNET_MESSAGE_TYPE_SCALARPRODUCT_ECC_SESSION_INITIALIZATION);
 887   msg->session_id = s->session_id;
 888   GNUNET_MQ_send (s->cadet_mq,
 889                   e);
 890 }
 891
 892
 893 /**
 894  * We're receiving additional set data. Add it to our
 895  * set and if we are done, initiate the transaction.
 896  *
 897  * @param cls closure
 898  * @param client identification of the client
 899  * @param message the actual message
 900  */
 901 static void
 902 GSS_handle_alice_client_message_multipart (void *cls,
 903                                            struct GNUNET_SERVER_Client *client,
 904                                            const struct GNUNET_MessageHeader *message)
 905 {
 906   const struct ComputationBobCryptodataMultipartMessage * msg;
 907   struct AliceServiceSession *s;
 908   uint32_t contained_count;
 909   const struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element *elements;
 910   uint32_t i;
 911   uint16_t msize;
 912   struct GNUNET_SET_Element set_elem;
 913   struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element *elem;
 914
 915   s = GNUNET_SERVER_client_get_user_context (client,
 916                                              struct AliceServiceSession);
 917   if (NULL == s)
 918   {
 919     /* session needs to already exist */
 920     GNUNET_break (0);
 921     GNUNET_SERVER_receive_done (client,
 922                                 GNUNET_SYSERR);
 923     return;
 924   }
 925   msize = ntohs (message->size);
 926   if (msize < sizeof (struct ComputationBobCryptodataMultipartMessage))
 927   {
 928     GNUNET_break (0);
 929     GNUNET_SERVER_receive_done (client,
 930                                 GNUNET_SYSERR);
 931     return;
 932   }
 933   msg = (const struct ComputationBobCryptodataMultipartMessage *) message;
 934   contained_count = ntohl (msg->element_count_contained);
 935
 936   if ( (msize != (sizeof (struct ComputationBobCryptodataMultipartMessage) +
 937                   contained_count * sizeof (struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element))) ||
 938        (0 == contained_count) ||
 939        (s->total == s->client_received_element_count) ||
 940        (s->total < s->client_received_element_count + contained_count) )
 941   {
 942     GNUNET_break_op (0);
 943     GNUNET_SERVER_receive_done (client,
 944                                 GNUNET_SYSERR);
 945     return;
 946   }
 947   s->client_received_element_count += contained_count;
 948   elements = (const struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element *) &msg[1];
 949   for (i = 0; i < contained_count; i++)
 950   {
 951     elem = GNUNET_new (struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element);
 952     memcpy (elem,
 953             &elements[i],
 954             sizeof (struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element));
 955     if (GNUNET_SYSERR ==
 956         GNUNET_CONTAINER_multihashmap_put (s->intersected_elements,
 957                                            &elem->key,
 958                                            elem,
 959                                            GNUNET_CONTAINER_MULTIHASHMAPOPTION_UNIQUE_ONLY))
 960     {
 961       GNUNET_break (0);
 962       GNUNET_free (elem);
 963       continue;
 964     }
 965     set_elem.data = &elem->key;
 966     set_elem.size = sizeof (elem->key);
 967     set_elem.element_type = 0;
 968     GNUNET_SET_add_element (s->intersection_set,
 969                             &set_elem,
 970                             NULL, NULL);
 971     s->used_element_count++;
 972   }
 973   GNUNET_SERVER_receive_done (client,
 974                               GNUNET_OK);
 975   if (s->total != s->client_received_element_count)
 976   {
 977     /* more to come */
 978     return;
 979   }
 980   client_request_complete_alice (s);
 981 }
 982
 983
 984 /**
 985  * Handler for Alice's client request message.
 986  * We are doing request-initiation to compute a scalar product with a peer.
 987  *
 988  * @param cls closure
 989  * @param client identification of the client
 990  * @param message the actual message
 991  */
 992 static void
 993 GSS_handle_alice_client_message (void *cls,
 994                                  struct GNUNET_SERVER_Client *client,
 995                                  const struct GNUNET_MessageHeader *message)
 996 {
 997   const struct AliceComputationMessage *msg;
 998   struct AliceServiceSession *s;
 999   uint32_t contained_count;
1000   uint32_t total_count;
1001   const struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element *elements;
1002   uint32_t i;
1003   uint16_t msize;
1004   struct GNUNET_SET_Element set_elem;
1005   struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element *elem;
1006
1007   s = GNUNET_SERVER_client_get_user_context (client,
1008                                              struct AliceServiceSession);
1009   if (NULL != s)
1010   {
1011     /* only one concurrent session per client connection allowed,
1012        simplifies logic a lot... */
1013     GNUNET_break (0);
1014     GNUNET_SERVER_receive_done (client, GNUNET_SYSERR);
1015     return;
1016   }
1017   msize = ntohs (message->size);
1018   if (msize < sizeof (struct AliceComputationMessage))
1019   {
1020     GNUNET_break (0);
1021     GNUNET_SERVER_receive_done (client, GNUNET_SYSERR);
1022     return;
1023   }
1024   msg = (const struct AliceComputationMessage *) message;
1025   total_count = ntohl (msg->element_count_total);
1026   contained_count = ntohl (msg->element_count_contained);
1027   if ( (0 == total_count) ||
1028        (0 == contained_count) ||
1029        (msize != (sizeof (struct AliceComputationMessage) +
1030                   contained_count * sizeof (struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element))) )
1031   {
1032     GNUNET_break_op (0);
1033     GNUNET_SERVER_receive_done (client, GNUNET_SYSERR);
1034     return;
1035   }
1036
1037   s = GNUNET_new (struct AliceServiceSession);
1038   s->peer = msg->peer;
1039   s->status = GNUNET_SCALARPRODUCT_STATUS_ACTIVE;
1040   s->client = client;
1041   s->client_mq = GNUNET_MQ_queue_for_server_client (client);
1042   s->total = total_count;
1043   s->client_received_element_count = contained_count;
1044   s->session_id = msg->session_key;
1045   elements = (const struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element *) &msg[1];
1046   s->intersected_elements = GNUNET_CONTAINER_multihashmap_create (s->total,
1047                                                                   GNUNET_YES);
1048   s->intersection_set = GNUNET_SET_create (cfg,
1049                                            GNUNET_SET_OPERATION_INTERSECTION);
1050   for (i = 0; i < contained_count; i++)
1051   {
1052     if (0 == GNUNET_ntohll (elements[i].value))
1053       continue;
1054     elem = GNUNET_new (struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element);
1055     memcpy (elem,
1056             &elements[i],
1057             sizeof (struct GNUNET_SCALARPRODUCT_Element));
1058     if (GNUNET_SYSERR ==
1059         GNUNET_CONTAINER_multihashmap_put (s->intersected_elements,
1060                                            &elem->key,
1061                                            elem,
1062                                            GNUNET_CONTAINER_MULTIHASHMAPOPTION_UNIQUE_ONLY))
1063     {
1064       /* element with same key encountered twice! */
1065       GNUNET_break (0);
1066       GNUNET_free (elem);
1067       continue;
1068     }
1069     set_elem.data = &elem->key;
1070     set_elem.size = sizeof (elem->key);
1071     set_elem.element_type = 0;
1072     GNUNET_SET_add_element (s->intersection_set,
1073                             &set_elem,
1074                             NULL, NULL);
1075     s->used_element_count++;
1076   }
1077   GNUNET_SERVER_client_set_user_context (client,
1078                                          s);
1079   GNUNET_SERVER_receive_done (client,
1080                               GNUNET_OK);
1081   if (s->total != s->client_received_element_count)
1082   {
1083     /* wait for multipart msg */
1084     return;
1085   }
1086   client_request_complete_alice (s);
1087 }
1088
1089
1090 /**
1091  * Task run during shutdown.
1092  *
1093  * @param cls unused
1094  * @param tc unused
1095  */
1096 static void
1097 shutdown_task (void *cls)
1098 {
1099   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1100               "Shutting down, initiating cleanup.\n");
1101   // FIXME: we have to cut our connections to CADET first!
1102   if (NULL != my_cadet)
1103   {
1104     GNUNET_CADET_disconnect (my_cadet);
1105     my_cadet = NULL;
1106   }
1107   if (NULL != edc)
1108   {
1109     GNUNET_CRYPTO_ecc_dlog_release (edc);
1110     edc = NULL;
1111   }
1112 }
1113
1114
1115 /**
1116  * A client disconnected.
1117  *
1118  * Remove the associated session(s), release data structures
1119  * and cancel pending outgoing transmissions to the client.
1120  *
1121  * @param cls closure, NULL
1122  * @param client identification of the client
1123  */
1124 static void
1125 handle_client_disconnect (void *cls,
1126                           struct GNUNET_SERVER_Client *client)
1127 {
1128   struct AliceServiceSession *s;
1129
1130   if (NULL == client)
1131     return;
1132   GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_DEBUG,
1133               "Client %p disconnected from us.\n",
1134               client);
1135   s = GNUNET_SERVER_client_get_user_context (client,
1136                                              struct AliceServiceSession);
1137   if (NULL == s)
1138     return;
1139   s->client = NULL;
1140   GNUNET_SERVER_client_set_user_context (client,
1141                                          NULL);
1142   destroy_service_session (s);
1143 }
1144
1145
1146 /**
1147  * Initialization of the program and message handlers
1148  *
1149  * @param cls closure
1150  * @param server the initialized server
1151  * @param c configuration to use
1152  */
1153 static void
1154 run (void *cls,
1155      struct GNUNET_SERVER_Handle *server,
1156      const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *c)
1157 {
1158   static const struct GNUNET_CADET_MessageHandler cadet_handlers[] = {
1159     { &handle_bobs_cryptodata_message,
1160       GNUNET_MESSAGE_TYPE_SCALARPRODUCT_ECC_BOB_CRYPTODATA,
1161       0},
1162     { NULL, 0, 0}
1163   };
1164   static const struct GNUNET_SERVER_MessageHandler server_handlers[] = {
1165     { &GSS_handle_alice_client_message, NULL,
1166       GNUNET_MESSAGE_TYPE_SCALARPRODUCT_CLIENT_TO_ALICE,
1167       0},
1168     { &GSS_handle_alice_client_message_multipart, NULL,
1169       GNUNET_MESSAGE_TYPE_SCALARPRODUCT_CLIENT_MUTLIPART_ALICE,
1170       0},
1171     { NULL, NULL, 0, 0}
1172   };
1173
1174   cfg = c;
1175   edc = GNUNET_CRYPTO_ecc_dlog_prepare (MAX_RESULT,
1176                                         MAX_RAM);
1177   /* Select a random 'a' value for Alice */
1178   GNUNET_CRYPTO_ecc_rnd_mpi (edc,
1179                              &my_privkey,
1180                              &my_privkey_inv);
1181   GNUNET_SERVER_add_handlers (server,
1182                               server_handlers);
1183   GNUNET_SERVER_disconnect_notify (server,
1184                                    &handle_client_disconnect,
1185                                    NULL);
1186   my_cadet = GNUNET_CADET_connect (cfg, NULL,
1187                                    NULL /* no incoming supported */,
1188                                    &cb_channel_destruction,
1189                                    cadet_handlers,
1190                                    NULL);
1191   if (NULL == my_cadet)
1192   {
1193     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
1194                 _("Connect to CADET failed\n"));
1195     GNUNET_SCHEDULER_shutdown ();
1196     return;
1197   }
1198   GNUNET_SCHEDULER_add_shutdown (&shutdown_task,
1199                                  NULL);
1200
1201 }
1202
1203
1204 /**
1205  * The main function for the scalarproduct service.
1206  *
1207  * @param argc number of arguments from the command line
1208  * @param argv command line arguments
1209  * @return 0 ok, 1 on error
1210  */
1211 int
1212 main (int argc,
1213       char *const *argv)
1214 {
1215   return (GNUNET_OK ==
1216           GNUNET_SERVICE_run (argc, argv,
1217                               "scalarproduct-alice",
1218                               GNUNET_SERVICE_OPTION_NONE,
1219                               &run, NULL)) ? 0 : 1;
1220 }
1221
1222 /* end of gnunet-service-scalarproduct-ecc_alice.c */