src/util/crypto_ecc.c

   1 /*
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   3      (C) 2012, 2013 Christian Grothoff (and other contributing authors)
   4
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   9
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  14
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  18      Boston, MA 02111-1307, USA.
  19 */
  20
  21 /**
  22  * @file util/crypto_ecc.c
  23  * @brief public key cryptography (ECC) with libgcrypt
  24  * @author Christian Grothoff
  25  */
  26 #include "platform.h"
  27 #include <gcrypt.h>
  28 #include "gnunet_common.h"
  29 #include "gnunet_util_lib.h"
  30
  31 #define EXTRA_CHECKS ALLOW_EXTRA_CHECKS
  32
  33 #define CURVE "NIST P-256"
  34
  35 #define LOG(kind,...) GNUNET_log_from (kind, "util", __VA_ARGS__)
  36
  37 #define LOG_STRERROR(kind,syscall) GNUNET_log_from_strerror (kind, "util", syscall)
  38
  39 #define LOG_STRERROR_FILE(kind,syscall,filename) GNUNET_log_from_strerror_file (kind, "util", syscall, filename)
  40
  41 /**
  42  * Log an error message at log-level 'level' that indicates
  43  * a failure of the command 'cmd' with the message given
  44  * by gcry_strerror(rc).
  45  */
  46 #define LOG_GCRY(level, cmd, rc) do { LOG(level, _("`%s' failed at %s:%d with error: %s\n"), cmd, __FILE__, __LINE__, gcry_strerror(rc)); } while(0);
  47
  48
  49 /**
  50  * The private information of an ECC private key.
  51  */
  52 struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey
  53 {
  54
  55   /**
  56    * Libgcrypt S-expression for the ECC key.
  57    */
  58   gcry_sexp_t sexp;
  59 };
  60
  61
  62 /**
  63  * Free memory occupied by ECC key
  64  *
  65  * @param privatekey pointer to the memory to free
  66  */
  67 void
  68 GNUNET_CRYPTO_ecc_key_free (struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *privatekey)
  69 {
  70   gcry_sexp_release (privatekey->sexp);
  71   GNUNET_free (privatekey);
  72 }
  73
  74
  75 /**
  76  * Extract values from an S-expression.
  77  *
  78  * @param array where to store the result(s)
  79  * @param sexp S-expression to parse
  80  * @param topname top-level name in the S-expression that is of interest
  81  * @param elems names of the elements to extract
  82  * @return 0 on success
  83  */
  84 static int
  85 key_from_sexp (gcry_mpi_t * array, gcry_sexp_t sexp, const char *topname,
  86                const char *elems)
  87 {
  88   gcry_sexp_t list;
  89   gcry_sexp_t l2;
  90   const char *s;
  91   unsigned int i;
  92   unsigned int idx;
  93
  94   list = gcry_sexp_find_token (sexp, topname, 0);
  95   if (! list)
  96     return 1;
  97   l2 = gcry_sexp_cadr (list);
  98   gcry_sexp_release (list);
  99   list = l2;
 100   if (! list)
 101     return 2;
 102
 103   idx = 0;
 104   for (s = elems; *s; s++, idx++)
 105   {
 106     l2 = gcry_sexp_find_token (list, s, 1);
 107     if (! l2)
 108     {
 109       for (i = 0; i < idx; i++)
 110       {
 111         gcry_free (array[i]);
 112         array[i] = NULL;
 113       }
 114       gcry_sexp_release (list);
 115       return 3;                 /* required parameter not found */
 116     }
 117     array[idx] = gcry_sexp_nth_mpi (l2, 1, GCRYMPI_FMT_USG);
 118     gcry_sexp_release (l2);
 119     if (! array[idx])
 120     {
 121       for (i = 0; i < idx; i++)
 122       {
 123         gcry_free (array[i]);
 124         array[i] = NULL;
 125       }
 126       gcry_sexp_release (list);
 127       return 4;                 /* required parameter is invalid */
 128     }
 129   }
 130   gcry_sexp_release (list);
 131   return 0;
 132 }
 133
 134
 135 /**
 136  * Extract the public key for the given private key.
 137  *
 138  * @param priv the private key
 139  * @param pub where to write the public key
 140  */
 141 void
 142 GNUNET_CRYPTO_ecc_key_get_public (const struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *priv,
 143                                   struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded *pub)
 144 {
 145   gcry_mpi_t skey;
 146   size_t size;
 147   int rc;
 148
 149   memset (pub, 0, sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded));
 150   rc = key_from_sexp (&skey, priv->sexp, "public-key", "q");
 151   if (rc)
 152     rc = key_from_sexp (&skey, priv->sexp, "private-key", "q");
 153   if (rc)
 154     rc = key_from_sexp (&skey, priv->sexp, "ecc", "q");
 155   GNUNET_assert (0 == rc);
 156   pub->size = htons (sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded));
 157   size = GNUNET_CRYPTO_ECC_MAX_PUBLIC_KEY_LENGTH;
 158   GNUNET_assert (0 ==
 159                  gcry_mpi_print (GCRYMPI_FMT_USG, pub->key, size, &size,
 160                                  skey));
 161   pub->len = htons (size);
 162   gcry_mpi_release (skey);
 163 }
 164
 165
 166 /**
 167  * Convert a public key to a string.
 168  *
 169  * @param pub key to convert
 170  * @return string representing  'pub'
 171  */
 172 char *
 173 GNUNET_CRYPTO_ecc_public_key_to_string (const struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded *pub)
 174 {
 175   char *pubkeybuf;
 176   size_t keylen = (sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded)) * 8;
 177   char *end;
 178
 179   if (keylen % 5 > 0)
 180     keylen += 5 - keylen % 5;
 181   keylen /= 5;
 182   pubkeybuf = GNUNET_malloc (keylen + 1);
 183   end = GNUNET_STRINGS_data_to_string ((unsigned char *) pub,
 184                                        sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded),
 185                                        pubkeybuf,
 186                                        keylen);
 187   if (NULL == end)
 188   {
 189     GNUNET_free (pubkeybuf);
 190     return NULL;
 191   }
 192   *end = '\0';
 193   return pubkeybuf;
 194 }
 195
 196
 197 /**
 198  * Convert a string representing a public key to a public key.
 199  *
 200  * @param enc encoded public key
 201  * @param enclen number of bytes in enc (without 0-terminator)
 202  * @param pub where to store the public key
 203  * @return GNUNET_OK on success
 204  */
 205 int
 206 GNUNET_CRYPTO_ecc_public_key_from_string (const char *enc,
 207                                           size_t enclen,
 208                                           struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded *pub)
 209 {
 210   size_t keylen = (sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded)) * 8;
 211
 212   if (keylen % 5 > 0)
 213     keylen += 5 - keylen % 5;
 214   keylen /= 5;
 215   if (enclen != keylen)
 216     return GNUNET_SYSERR;
 217
 218   if (GNUNET_OK != GNUNET_STRINGS_string_to_data (enc, enclen,
 219                                                   pub,
 220                                                   sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded)))
 221     return GNUNET_SYSERR;
 222   if ( (ntohs (pub->size) != sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded)) ||
 223        (ntohs (pub->len) > GNUNET_CRYPTO_ECC_SIGNATURE_DATA_ENCODING_LENGTH) )
 224     return GNUNET_SYSERR;
 225   return GNUNET_OK;
 226 }
 227
 228
 229 /**
 230  * Convert the given public key from the network format to the
 231  * S-expression that can be used by libgcrypt.
 232  *
 233  * @param publicKey public key to decode
 234  * @return NULL on error
 235  */
 236 static gcry_sexp_t
 237 decode_public_key (const struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded *publicKey)
 238 {
 239   gcry_sexp_t result;
 240   gcry_mpi_t q;
 241   size_t size;
 242   size_t erroff;
 243   int rc;
 244
 245   if (ntohs (publicKey->len) > GNUNET_CRYPTO_ECC_SIGNATURE_DATA_ENCODING_LENGTH)
 246   {
 247     GNUNET_break (0);
 248     return NULL;
 249   }
 250   size = ntohs (publicKey->len);
 251   if (0 != (rc = gcry_mpi_scan (&q, GCRYMPI_FMT_USG, publicKey->key, size, &size)))
 252   {
 253     LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "gcry_mpi_scan", rc);
 254     return NULL;
 255   }
 256
 257   rc = gcry_sexp_build (&result, &erroff,
 258                         "(public-key(ecdsa(curve \"" CURVE "\")(q %m)))",
 259                         q);
 260   gcry_mpi_release (q);
 261   if (0 != rc)
 262   {
 263     LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "gcry_sexp_build", rc);  /* erroff gives more info */
 264     return NULL;
 265   }
 266 #if EXTRA_CHECKS
 267   if (0 != (rc = gcry_pk_testkey (result)))
 268   {
 269     LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "gcry_pk_testkey", rc);
 270     gcry_sexp_release (result);
 271     return NULL;
 272   }
 273 #endif
 274   return result;
 275 }
 276
 277
 278 /**
 279  * Encode the private key in a format suitable for
 280  * storing it into a file.
 281  *
 282  * @param key key to encode
 283  * @return encoding of the private key.
 284  *    The first 4 bytes give the size of the array, as usual.
 285  */
 286 struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKeyBinaryEncoded *
 287 GNUNET_CRYPTO_ecc_encode_key (const struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *key)
 288 {
 289   struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKeyBinaryEncoded *retval;
 290   char buf[65536];
 291   uint16_t be;
 292   size_t size;
 293
 294 #if EXTRA_CHECKS
 295   if (0 != gcry_pk_testkey (key->sexp))
 296   {
 297     GNUNET_break (0);
 298     return NULL;
 299   }
 300 #endif
 301   size = gcry_sexp_sprint (key->sexp,
 302                            GCRYSEXP_FMT_DEFAULT,
 303                            &buf[2], sizeof (buf) - sizeof (uint16_t));
 304   if (0 == size)
 305   {
 306     GNUNET_break (0);
 307     return NULL;
 308   }
 309   GNUNET_assert (size < 65536 - sizeof (uint16_t));
 310   be = htons ((uint16_t) size + (sizeof (be)));
 311   memcpy (buf, &be, sizeof (be));
 312   size += sizeof (be);
 313   retval = GNUNET_malloc (size);
 314   memcpy (retval, buf, size);
 315   return retval;
 316 }
 317
 318
 319 /**
 320  * Decode the private key from the file-format back
 321  * to the "normal", internal format.
 322  *
 323  * @param buf the buffer where the private key data is stored
 324  * @param len the length of the data in 'buffer'
 325  * @param validate GNUNET_YES to validate that the key is well-formed,
 326  *                 GNUNET_NO if the key comes from a totally trusted source
 327  *                 and validation is considered too expensive
 328  * @return NULL on error
 329  */
 330 struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *
 331 GNUNET_CRYPTO_ecc_decode_key (const char *buf,
 332                               size_t len,
 333                               int validate)
 334 {
 335   struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *ret;
 336   uint16_t be;
 337   gcry_sexp_t sexp;
 338   int rc;
 339   size_t erroff;
 340
 341   if (len < sizeof (uint16_t))
 342     return NULL;
 343   memcpy (&be, buf, sizeof (be));
 344   if (len < ntohs (be))
 345     return NULL;
 346   len = ntohs (be);
 347   if (0 != (rc = gcry_sexp_sscan (&sexp,
 348                                   &erroff,
 349                                   &buf[2],
 350                                   len - sizeof (uint16_t))))
 351   {
 352     LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "gcry_sexp_scan", rc);
 353     return NULL;
 354   }
 355   if ( (GNUNET_YES == validate) &&
 356        (0 != (rc = gcry_pk_testkey (sexp))) )
 357   {
 358     LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "gcry_pk_testkey", rc);
 359     return NULL;
 360   }
 361   ret = GNUNET_malloc (sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey));
 362   ret->sexp = sexp;
 363   return ret;
 364 }
 365
 366
 367 /**
 368  * Create a new private key. Caller must free return value.
 369  *
 370  * @return fresh private key
 371  */
 372 struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *
 373 GNUNET_CRYPTO_ecc_key_create ()
 374 {
 375   struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *ret;
 376   gcry_sexp_t s_key;
 377   gcry_sexp_t s_keyparam;
 378   int rc;
 379
 380   if (0 != (rc = gcry_sexp_build (&s_keyparam, NULL,
 381                                   "(genkey(ecdsa(curve \"" CURVE "\")))")))
 382   {
 383     LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "gcry_sexp_build", rc);
 384     return NULL;
 385   }
 386   if (0 != (rc = gcry_pk_genkey (&s_key, s_keyparam)))
 387   {
 388     LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "gcry_pk_genkey", rc);
 389     gcry_sexp_release (s_keyparam);
 390     return NULL;
 391   }
 392   gcry_sexp_release (s_keyparam);
 393 #if EXTRA_CHECKS
 394   if (0 != (rc = gcry_pk_testkey (s_key)))
 395   {
 396     LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "gcry_pk_testkey", rc);
 397     gcry_sexp_release (s_key);
 398     return NULL;
 399   }
 400 #endif
 401   ret = GNUNET_malloc (sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey));
 402   ret->sexp = s_key;
 403   return ret;
 404 }
 405
 406
 407 /**
 408  * Wait for a short time (we're trying to lock a file or want
 409  * to give another process a shot at finishing a disk write, etc.).
 410  * Sleeps for 100ms (as that should be long enough for virtually all
 411  * modern systems to context switch and allow another process to do
 412  * some 'real' work).
 413  */
 414 static void
 415 short_wait ()
 416 {
 417   struct GNUNET_TIME_Relative timeout;
 418
 419   timeout = GNUNET_TIME_relative_multiply (GNUNET_TIME_UNIT_MILLISECONDS, 100);
 420   (void) GNUNET_NETWORK_socket_select (NULL, NULL, NULL, timeout);
 421 }
 422
 423
 424 /**
 425  * Create a new private key by reading it from a file.  If the
 426  * files does not exist, create a new key and write it to the
 427  * file.  Caller must free return value.  Note that this function
 428  * can not guarantee that another process might not be trying
 429  * the same operation on the same file at the same time.
 430  * If the contents of the file
 431  * are invalid the old file is deleted and a fresh key is
 432  * created.
 433  *
 434  * @param filename name of file to use to store the key
 435  * @return new private key, NULL on error (for example,
 436  *   permission denied)
 437  */
 438 struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *
 439 GNUNET_CRYPTO_ecc_key_create_from_file (const char *filename)
 440 {
 441   struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *ret;
 442   struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKeyBinaryEncoded *enc;
 443   uint16_t len;
 444   struct GNUNET_DISK_FileHandle *fd;
 445   unsigned int cnt;
 446   int ec;
 447   uint64_t fs;
 448   struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded pub;
 449   struct GNUNET_PeerIdentity pid;
 450
 451   if (GNUNET_SYSERR == GNUNET_DISK_directory_create_for_file (filename))
 452     return NULL;
 453   while (GNUNET_YES != GNUNET_DISK_file_test (filename))
 454   {
 455     fd = GNUNET_DISK_file_open (filename,
 456                                 GNUNET_DISK_OPEN_WRITE | GNUNET_DISK_OPEN_CREATE
 457                                 | GNUNET_DISK_OPEN_FAILIFEXISTS,
 458                                 GNUNET_DISK_PERM_USER_READ |
 459                                 GNUNET_DISK_PERM_USER_WRITE);
 460     if (NULL == fd)
 461     {
 462       if (errno == EEXIST)
 463       {
 464         if (GNUNET_YES != GNUNET_DISK_file_test (filename))
 465         {
 466           /* must exist but not be accessible, fail for good! */
 467           if (0 != ACCESS (filename, R_OK))
 468             LOG_STRERROR_FILE (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "access", filename);
 469           else
 470             GNUNET_break (0);   /* what is going on!? */
 471           return NULL;
 472         }
 473         continue;
 474       }
 475       LOG_STRERROR_FILE (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "open", filename);
 476       return NULL;
 477     }
 478     cnt = 0;
 479
 480     while (GNUNET_YES !=
 481            GNUNET_DISK_file_lock (fd, 0,
 482                                   sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKeyBinaryEncoded),
 483                                   GNUNET_YES))
 484     {
 485       short_wait ();
 486       if (0 == ++cnt % 10)
 487       {
 488         ec = errno;
 489         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 490              _("Could not acquire lock on file `%s': %s...\n"), filename,
 491              STRERROR (ec));
 492       }
 493     }
 494     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO,
 495          _("Creating a new private key.  This may take a while.\n"));
 496     ret = GNUNET_CRYPTO_ecc_key_create ();
 497     GNUNET_assert (ret != NULL);
 498     enc = GNUNET_CRYPTO_ecc_encode_key (ret);
 499     GNUNET_assert (enc != NULL);
 500     GNUNET_assert (ntohs (enc->size) ==
 501                    GNUNET_DISK_file_write (fd, enc, ntohs (enc->size)));
 502     GNUNET_free (enc);
 503
 504     GNUNET_DISK_file_sync (fd);
 505     if (GNUNET_YES !=
 506         GNUNET_DISK_file_unlock (fd, 0,
 507                                  sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKeyBinaryEncoded)))
 508       LOG_STRERROR_FILE (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING, "fcntl", filename);
 509     GNUNET_assert (GNUNET_YES == GNUNET_DISK_file_close (fd));
 510     GNUNET_CRYPTO_ecc_key_get_public (ret, &pub);
 511     GNUNET_CRYPTO_hash (&pub, sizeof (pub), &pid.hashPubKey);
 512     return ret;
 513   }
 514   /* key file exists already, read it! */
 515   fd = GNUNET_DISK_file_open (filename, GNUNET_DISK_OPEN_READ,
 516                               GNUNET_DISK_PERM_NONE);
 517   if (NULL == fd)
 518   {
 519     LOG_STRERROR_FILE (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "open", filename);
 520     return NULL;
 521   }
 522   cnt = 0;
 523   while (1)
 524   {
 525     if (GNUNET_YES !=
 526         GNUNET_DISK_file_lock (fd, 0,
 527                                sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKeyBinaryEncoded),
 528                                GNUNET_NO))
 529     {
 530       if (0 == ++cnt % 60)
 531       {
 532         ec = errno;
 533         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 534              _("Could not acquire lock on file `%s': %s...\n"), filename,
 535              STRERROR (ec));
 536         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 537              _
 538              ("This may be ok if someone is currently generating a private key.\n"));
 539       }
 540       short_wait ();
 541       continue;
 542     }
 543     if (GNUNET_YES != GNUNET_DISK_file_test (filename))
 544     {
 545       /* eh, what!? File we opened is now gone!? */
 546       LOG_STRERROR_FILE (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING, "stat", filename);
 547       if (GNUNET_YES !=
 548           GNUNET_DISK_file_unlock (fd, 0,
 549                                    sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKeyBinaryEncoded)))
 550         LOG_STRERROR_FILE (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING, "fcntl", filename);
 551       GNUNET_assert (GNUNET_OK == GNUNET_DISK_file_close (fd));
 552
 553       return NULL;
 554     }
 555     if (GNUNET_OK != GNUNET_DISK_file_size (filename, &fs, GNUNET_YES, GNUNET_YES))
 556       fs = 0;
 557     if (fs < sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKeyBinaryEncoded))
 558     {
 559       /* maybe we got the read lock before the key generating
 560        * process had a chance to get the write lock; give it up! */
 561       if (GNUNET_YES !=
 562           GNUNET_DISK_file_unlock (fd, 0,
 563                                    sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKeyBinaryEncoded)))
 564         LOG_STRERROR_FILE (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING, "fcntl", filename);
 565       if (0 == ++cnt % 10)
 566       {
 567         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 568              _
 569              ("When trying to read key file `%s' I found %u bytes but I need at least %u.\n"),
 570              filename, (unsigned int) fs,
 571              (unsigned int) sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKeyBinaryEncoded));
 572         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 573              _
 574              ("This may be ok if someone is currently generating a key.\n"));
 575       }
 576       short_wait ();                /* wait a bit longer! */
 577       continue;
 578     }
 579     break;
 580   }
 581   enc = GNUNET_malloc (fs);
 582   GNUNET_assert (fs == GNUNET_DISK_file_read (fd, enc, fs));
 583   len = ntohs (enc->size);
 584   ret = NULL;
 585   if ((len > fs) ||
 586       (NULL == (ret = GNUNET_CRYPTO_ecc_decode_key ((char *) enc, len, GNUNET_YES))))
 587   {
 588     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 589          _("File `%s' does not contain a valid private key.  Deleting it.\n"),
 590          filename);
 591     if (0 != UNLINK (filename))
 592     {
 593       LOG_STRERROR_FILE (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING, "unlink", filename);
 594     }
 595   }
 596   GNUNET_free (enc);
 597   if (GNUNET_YES !=
 598       GNUNET_DISK_file_unlock (fd, 0,
 599                                sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKeyBinaryEncoded)))
 600     LOG_STRERROR_FILE (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING, "fcntl", filename);
 601   GNUNET_assert (GNUNET_YES == GNUNET_DISK_file_close (fd));
 602   if (ret != NULL)
 603   {
 604     GNUNET_CRYPTO_ecc_key_get_public (ret, &pub);
 605     GNUNET_CRYPTO_hash (&pub, sizeof (pub), &pid.hashPubKey);
 606   }
 607   return ret;
 608 }
 609
 610
 611 /**
 612  * Create a new private key by reading our peer's key from
 613  * the file specified in the configuration.
 614  *
 615  * @return new private key, NULL on error (for example,
 616  *   permission denied)
 617  */
 618 struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *
 619 GNUNET_CRYPTO_ecc_key_create_from_configuration (const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg)
 620 {
 621   struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *pk;
 622   char *fn;
 623
 624   if (GNUNET_OK !=
 625       GNUNET_CONFIGURATION_get_value_filename (cfg, "PEER", "PRIVATE_KEY", &fn))
 626     return NULL;
 627   pk = GNUNET_CRYPTO_ecc_key_create_from_file (fn);
 628   GNUNET_free (fn);
 629   return pk;
 630 }
 631
 632
 633 /**
 634  * Setup a key file for a peer given the name of the
 635  * configuration file (!).  This function is used so that
 636  * at a later point code can be certain that reading a
 637  * key is fast (for example in time-dependent testcases).
 638  *
 639  * @param cfg_name name of the configuration file to use
 640  */
 641 void
 642 GNUNET_CRYPTO_ecc_setup_key (const char *cfg_name)
 643 {
 644   struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg;
 645   struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *pk;
 646
 647   cfg = GNUNET_CONFIGURATION_create ();
 648   (void) GNUNET_CONFIGURATION_load (cfg, cfg_name);
 649   pk = GNUNET_CRYPTO_ecc_key_create_from_configuration (cfg);
 650   if (NULL != pk)
 651     GNUNET_CRYPTO_ecc_key_free (pk);
 652   GNUNET_CONFIGURATION_destroy (cfg);
 653 }
 654
 655
 656 /**
 657  * Retrieve the identity of the host's peer.
 658  *
 659  * @param cfg configuration to use
 660  * @param dst pointer to where to write the peer identity
 661  * @return GNUNET_OK on success, GNUNET_SYSERR if the identity
 662  *         could not be retrieved
 663  */
 664 int
 665 GNUNET_CRYPTO_get_host_identity (const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg,
 666                                  struct GNUNET_PeerIdentity *dst)
 667 {
 668   struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *my_private_key;
 669   struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded my_public_key;
 670
 671   if (NULL == (my_private_key = GNUNET_CRYPTO_ecc_key_create_from_configuration (cfg)))
 672   {
 673     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 674                 _("Could not load peer's private key\n"));
 675     return GNUNET_SYSERR;
 676   }
 677   GNUNET_CRYPTO_ecc_key_get_public (my_private_key, &my_public_key);
 678   GNUNET_CRYPTO_ecc_key_free (my_private_key);
 679   GNUNET_CRYPTO_hash (&my_public_key, sizeof (my_public_key), &dst->hashPubKey);
 680   return GNUNET_OK;
 681 }
 682
 683
 684 /**
 685  * Convert the data specified in the given purpose argument to an
 686  * S-expression suitable for signature operations.
 687  *
 688  * @param purpose data to convert
 689  * @return converted s-expression
 690  */
 691 static gcry_sexp_t
 692 data_to_pkcs1 (const struct GNUNET_CRYPTO_EccSignaturePurpose *purpose)
 693 {
 694   struct GNUNET_CRYPTO_ShortHashCode hc;
 695   size_t bufSize;
 696   gcry_sexp_t data;
 697
 698   GNUNET_CRYPTO_short_hash (purpose, ntohl (purpose->size), &hc);
 699 #define FORMATSTRING "(4:data(5:flags3:raw)(5:value32:01234567890123456789012345678901))"
 700   bufSize = strlen (FORMATSTRING) + 1;
 701   {
 702     char buff[bufSize];
 703
 704     memcpy (buff, FORMATSTRING, bufSize);
 705     memcpy (&buff
 706             [bufSize -
 707              strlen
 708              ("01234567890123456789012345678901))")
 709              - 1], &hc, sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_ShortHashCode));
 710     GNUNET_assert (0 == gcry_sexp_new (&data, buff, bufSize, 0));
 711   }
 712 #undef FORMATSTRING
 713   return data;
 714 }
 715
 716
 717 /**
 718  * Sign a given block.
 719  *
 720  * @param key private key to use for the signing
 721  * @param purpose what to sign (size, purpose)
 722  * @param sig where to write the signature
 723  * @return GNUNET_SYSERR on error, GNUNET_OK on success
 724  */
 725 int
 726 GNUNET_CRYPTO_ecc_sign (const struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *key,
 727                         const struct GNUNET_CRYPTO_EccSignaturePurpose *purpose,
 728                         struct GNUNET_CRYPTO_EccSignature *sig)
 729 {
 730   gcry_sexp_t result;
 731   gcry_sexp_t data;
 732   size_t ssize;
 733   int rc;
 734
 735   data = data_to_pkcs1 (purpose);
 736   if (0 != (rc = gcry_pk_sign (&result, data, key->sexp)))
 737   {
 738     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING,
 739          _("ECC signing failed at %s:%d: %s\n"), __FILE__,
 740          __LINE__, gcry_strerror (rc));
 741     gcry_sexp_release (data);
 742     return GNUNET_SYSERR;
 743   }
 744   gcry_sexp_release (data);
 745   ssize = gcry_sexp_sprint (result,
 746                             GCRYSEXP_FMT_DEFAULT,
 747                             sig->sexpr,
 748                             GNUNET_CRYPTO_ECC_SIGNATURE_DATA_ENCODING_LENGTH);
 749   if (0 == ssize)
 750   {
 751     GNUNET_break (0);
 752     return GNUNET_SYSERR;
 753   }
 754   sig->size = htons ((uint16_t) (ssize + sizeof (uint16_t)));
 755   /* padd with zeros */
 756   memset (&sig->sexpr[ssize], 0, GNUNET_CRYPTO_ECC_SIGNATURE_DATA_ENCODING_LENGTH - ssize);
 757   gcry_sexp_release (result);
 758   return GNUNET_OK;
 759 }
 760
 761
 762 /**
 763  * Verify signature.
 764  *
 765  * @param purpose what is the purpose that the signature should have?
 766  * @param validate block to validate (size, purpose, data)
 767  * @param sig signature that is being validated
 768  * @param publicKey public key of the signer
 769  * @returns GNUNET_OK if ok, GNUNET_SYSERR if invalid
 770  */
 771 int
 772 GNUNET_CRYPTO_ecc_verify (uint32_t purpose,
 773                           const struct GNUNET_CRYPTO_EccSignaturePurpose
 774                           *validate,
 775                           const struct GNUNET_CRYPTO_EccSignature *sig,
 776                           const struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded
 777                           *publicKey)
 778 {
 779   gcry_sexp_t data;
 780   gcry_sexp_t sigdata;
 781   size_t size;
 782   gcry_sexp_t psexp;
 783   size_t erroff;
 784   int rc;
 785
 786   if (purpose != ntohl (validate->purpose))
 787     return GNUNET_SYSERR;       /* purpose mismatch */
 788   size = ntohs (sig->size);
 789   if ( (size < sizeof (uint16_t)) ||
 790        (size > GNUNET_CRYPTO_ECC_SIGNATURE_DATA_ENCODING_LENGTH - sizeof (uint16_t)) )
 791     return GNUNET_SYSERR; /* size out of range */
 792   data = data_to_pkcs1 (validate);
 793   GNUNET_assert (0 ==
 794                  gcry_sexp_sscan (&sigdata, &erroff,
 795                                   sig->sexpr, size - sizeof (uint16_t)));
 796   if (! (psexp = decode_public_key (publicKey)))
 797   {
 798     gcry_sexp_release (data);
 799     gcry_sexp_release (sigdata);
 800     return GNUNET_SYSERR;
 801   }
 802   rc = gcry_pk_verify (sigdata, data, psexp);
 803   gcry_sexp_release (psexp);
 804   gcry_sexp_release (data);
 805   gcry_sexp_release (sigdata);
 806   if (0 != rc)
 807   {
 808     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING,
 809          _("ECC signature verification failed at %s:%d: %s\n"), __FILE__,
 810          __LINE__, gcry_strerror (rc));
 811     return GNUNET_SYSERR;
 812   }
 813   return GNUNET_OK;
 814 }
 815
 816
 817 /**
 818  * Derive key material from a public and a private ECC key.
 819  *
 820  * @param key private key to use for the ECDH (x)
 821  * @param pub public key to use for the ECDY (yG)
 822  * @param key_material where to write the key material (xyG)
 823  * @return GNUNET_SYSERR on error, GNUNET_OK on success
 824  */
 825 int
 826 GNUNET_CRYPTO_ecc_ecdh (const struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *key,
 827                         const struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded *pub,
 828                         struct GNUNET_HashCode *key_material)
 829 {
 830   size_t slen;
 831   size_t erroff;
 832   int rc;
 833   unsigned char sdata_buf[2048]; /* big enough to print dh-shared-secret as S-expression */
 834   gcry_mpi_point_t result;
 835   gcry_mpi_point_t q;
 836   gcry_mpi_t d;
 837   gcry_ctx_t ctx;
 838   gcry_sexp_t psexp;
 839   gcry_mpi_t result_x;
 840   gcry_mpi_t result_y;
 841
 842   /* first, extract the q = dP value from the public key */
 843   if (! (psexp = decode_public_key (pub)))
 844     return GNUNET_SYSERR;
 845   if (0 != (rc = gcry_mpi_ec_new (&ctx, psexp, NULL)))
 846   {
 847     LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "gcry_mpi_ec_new", rc);  /* erroff gives more info */
 848     return GNUNET_SYSERR;
 849   }
 850   gcry_sexp_release (psexp);
 851   q = gcry_mpi_ec_get_point ("q", ctx, 0);
 852   gcry_ctx_release (ctx);
 853
 854   /* second, extract the d value from our private key */
 855   rc = key_from_sexp (&d, key->sexp, "private-key", "d");
 856   if (rc)
 857     rc = key_from_sexp (&d, key->sexp, "ecc", "d");
 858   if (0 != rc)
 859   {
 860     GNUNET_break (0);
 861     gcry_mpi_point_release (q);
 862     return GNUNET_SYSERR;
 863   }
 864
 865   /* create a new context for definitively the correct curve;
 866      theoretically the 'public_key' might not use the right curve */
 867   if (0 != (rc = gcry_mpi_ec_new (&ctx, NULL, "NIST P-256")))
 868   {
 869     LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "gcry_mpi_ec_new", rc);  /* erroff gives more info */
 870     gcry_mpi_release (d);
 871     gcry_mpi_point_release (q);
 872     return GNUNET_SYSERR;
 873   }
 874
 875   /* then call the 'multiply' function, to compute the product */
 876   GNUNET_assert (NULL != ctx);
 877   result = gcry_mpi_point_new (0);
 878   gcry_mpi_ec_mul (result, d, q, ctx);
 879   gcry_mpi_point_release (q);
 880   gcry_mpi_release (d);
 881
 882   /* finally, convert point to string for hashing */
 883   result_x = gcry_mpi_new (256);
 884   result_y = gcry_mpi_new (256);
 885   if (gcry_mpi_ec_get_affine (result_x, result_y, result, ctx))
 886   {
 887     LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "get_affine failed", 0);
 888     gcry_mpi_point_release (result);
 889     gcry_ctx_release (ctx);
 890     return GNUNET_SYSERR;
 891   }
 892   gcry_mpi_point_release (result);
 893   gcry_ctx_release (ctx);
 894   if (0 != (rc = gcry_sexp_build (&psexp, &erroff,
 895                                   "(dh-shared-secret (x %m)(y %m))",
 896                                   result_x,
 897                                   result_y)))
 898   {
 899     LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "gcry_sexp_build", rc);  /* erroff gives more info */
 900     gcry_mpi_release (result_x);
 901     gcry_mpi_release (result_y);
 902     return GNUNET_SYSERR;
 903   }
 904   gcry_mpi_release (result_x);
 905   gcry_mpi_release (result_y);
 906   slen = gcry_sexp_sprint (psexp, GCRYSEXP_FMT_DEFAULT, sdata_buf, sizeof (sdata_buf));
 907   GNUNET_assert (0 != slen);
 908   gcry_sexp_release (psexp);
 909   /* finally, get a string of the resulting S-expression and hash it to generate the key material */
 910   GNUNET_CRYPTO_hash (sdata_buf, slen, key_material);
 911   return GNUNET_OK;
 912 }
 913
 914
 915 /* end of crypto_ecc.c */