src/util/crypto_ecc.c

   1 /*
   2      This file is part of GNUnet.
   3      (C) 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2009, 2012 Christian Grothoff (and other contributing authors)
   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 2, or (at your
   8      option) any later version.
   9
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  11      WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
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  14
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  16      along with GNUnet; see the file COPYING.  If not, write to the
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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 || 1
  32
  33 #define CURVE "NIST P-521"
  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 (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                                                  (unsigned char*) 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   // FIXME: is this key expected to pass pk_testkey?
 267 #if 0
 268 #if EXTRA_CHECKS
 269   if (0 != (rc = gcry_pk_testkey (result)))
 270   {
 271     LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "gcry_pk_testkey", rc);
 272     gcry_sexp_release (result);
 273     return NULL;
 274   }
 275 #endif
 276 #endif
 277   return result;
 278 }
 279
 280
 281 /**
 282  * Encode the private key in a format suitable for
 283  * storing it into a file.
 284  *
 285  * @param key key to encode
 286  * @return encoding of the private key.
 287  *    The first 4 bytes give the size of the array, as usual.
 288  */
 289 struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKeyBinaryEncoded *
 290 GNUNET_CRYPTO_ecc_encode_key (const struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *key)
 291 {
 292   struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKeyBinaryEncoded *retval;
 293   char buf[65536];
 294   uint16_t be;
 295   size_t size;
 296
 297 #if EXTRA_CHECKS
 298   if (0 != gcry_pk_testkey (key->sexp))
 299   {
 300     GNUNET_break (0);
 301     return NULL;
 302   }
 303 #endif
 304   size = gcry_sexp_sprint (key->sexp,
 305                            GCRYSEXP_FMT_DEFAULT,
 306                            &buf[2], sizeof (buf) - sizeof (uint16_t));
 307   if (0 == size)
 308   {
 309     GNUNET_break (0);
 310     return NULL;
 311   }
 312   GNUNET_assert (size < 65536 - sizeof (uint16_t));
 313   be = htons ((uint16_t) size + (sizeof (be)));
 314   memcpy (buf, &be, sizeof (be));
 315   size += sizeof (be);
 316   retval = GNUNET_malloc (size);
 317   memcpy (retval, buf, size);
 318   return retval;
 319 }
 320
 321
 322 /**
 323  * Decode the private key from the file-format back
 324  * to the "normal", internal format.
 325  *
 326  * @param buf the buffer where the private key data is stored
 327  * @param len the length of the data in 'buffer'
 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 {
 334   struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *ret;
 335   uint16_t be;
 336   gcry_sexp_t sexp;
 337   int rc;
 338   size_t erroff;
 339
 340   if (len < sizeof (uint16_t))
 341     return NULL;
 342   memcpy (&be, buf, sizeof (be));
 343   if (len != ntohs (be))
 344     return NULL;
 345   if (0 != (rc = gcry_sexp_sscan (&sexp,
 346                                   &erroff,
 347                                   &buf[2],
 348                                   len - sizeof (uint16_t))))
 349   {
 350     LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "gcry_sexp_scan", rc);
 351     return NULL;
 352   }
 353   if (0 != (rc = gcry_pk_testkey (sexp)))
 354   {
 355     LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "gcry_pk_testkey", rc);
 356     return NULL;
 357   }
 358   ret = GNUNET_malloc (sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey));
 359   ret->sexp = sexp;
 360   return ret;
 361 }
 362
 363
 364 /**
 365  * Create a new private key. Caller must free return value.
 366  *
 367  * @return fresh private key
 368  */
 369 static struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *
 370 ecc_key_create ()
 371 {
 372   struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *ret;
 373   gcry_sexp_t s_key;
 374   gcry_sexp_t s_keyparam;
 375   int rc;
 376
 377   if (0 != (rc = gcry_sexp_build (&s_keyparam, NULL,
 378                                   "(genkey(ecdsa(curve \"" CURVE "\")))")))
 379   {
 380     LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "gcry_sexp_build", rc);
 381     return NULL;
 382   }
 383   if (0 != (rc = gcry_pk_genkey (&s_key, s_keyparam)))
 384   {
 385     LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "gcry_pk_genkey", rc);
 386     gcry_sexp_release (s_keyparam);
 387     return NULL;
 388   }
 389   gcry_sexp_release (s_keyparam);
 390 #if EXTRA_CHECKS
 391   if (0 != (rc = gcry_pk_testkey (s_key)))
 392   {
 393     LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "gcry_pk_testkey", rc);
 394     gcry_sexp_release (s_key);
 395     return NULL;
 396   }
 397 #endif
 398   ret = GNUNET_malloc (sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey));
 399   ret->sexp = s_key;
 400   return ret;
 401 }
 402
 403
 404 /**
 405  * Try to read the private key from the given file.
 406  *
 407  * @param filename file to read the key from
 408  * @return NULL on error
 409  */
 410 static struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *
 411 try_read_key (const char *filename)
 412 {
 413   struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *ret;
 414   struct GNUNET_DISK_FileHandle *fd;
 415   OFF_T fs;
 416
 417   if (GNUNET_YES != GNUNET_DISK_file_test (filename))
 418     return NULL;
 419
 420   /* key file exists already, read it! */
 421   if (NULL == (fd = GNUNET_DISK_file_open (filename, GNUNET_DISK_OPEN_READ,
 422                                            GNUNET_DISK_PERM_NONE)))
 423   {
 424     LOG_STRERROR_FILE (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "open", filename);
 425     return NULL;
 426   }
 427   if (GNUNET_OK != (GNUNET_DISK_file_handle_size (fd, &fs)))
 428   {
 429     LOG_STRERROR_FILE (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "stat", filename);
 430     (void) GNUNET_DISK_file_close (fd);
 431     return NULL;
 432   }
 433   if (0 == fs)
 434   {
 435     GNUNET_break (GNUNET_OK == GNUNET_DISK_file_close (fd));
 436     return NULL;
 437   }
 438   if (fs > UINT16_MAX)
 439   {
 440     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 441          _("File `%s' does not contain a valid private key (too long, %llu bytes).  Deleting it.\n"),
 442          filename,
 443          (unsigned long long) fs);
 444     GNUNET_break (GNUNET_OK == GNUNET_DISK_file_close (fd));
 445     if (0 != UNLINK (filename))
 446       LOG_STRERROR_FILE (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING, "unlink", filename);
 447     return NULL;
 448   }
 449   {
 450     char enc[fs];
 451
 452     GNUNET_break (fs == GNUNET_DISK_file_read (fd, enc, fs));
 453     if (NULL == (ret = GNUNET_CRYPTO_ecc_decode_key ((char *) enc, fs)))
 454     {
 455       LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 456            _("File `%s' does not contain a valid private key (failed decode, %llu bytes).  Deleting it.\n"),
 457            filename,
 458            (unsigned long long) fs);
 459       GNUNET_break (GNUNET_OK == GNUNET_DISK_file_close (fd));
 460       if (0 != UNLINK (filename))
 461         LOG_STRERROR_FILE (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING, "unlink", filename);
 462       return NULL;
 463     }
 464   }
 465   GNUNET_break (GNUNET_OK == GNUNET_DISK_file_close (fd));
 466   return ret;
 467 }
 468
 469
 470 /**
 471  * Wait for a short time (we're trying to lock a file or want
 472  * to give another process a shot at finishing a disk write, etc.).
 473  * Sleeps for 100ms (as that should be long enough for virtually all
 474  * modern systems to context switch and allow another process to do
 475  * some 'real' work).
 476  */
 477 static void
 478 short_wait ()
 479 {
 480   struct GNUNET_TIME_Relative timeout;
 481
 482   timeout = GNUNET_TIME_relative_multiply (GNUNET_TIME_UNIT_MILLISECONDS, 100);
 483   (void) GNUNET_NETWORK_socket_select (NULL, NULL, NULL, timeout);
 484 }
 485
 486
 487 /**
 488  * Create a new private key by reading it from a file.  If the
 489  * files does not exist, create a new key and write it to the
 490  * file.  Caller must free return value.  Note that this function
 491  * can not guarantee that another process might not be trying
 492  * the same operation on the same file at the same time.
 493  * If the contents of the file
 494  * are invalid the old file is deleted and a fresh key is
 495  * created.
 496  *
 497  * @return new private key, NULL on error (for example,
 498  *   permission denied)
 499  */
 500 struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *
 501 GNUNET_CRYPTO_ecc_key_create_from_file (const char *filename)
 502 {
 503   struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *ret;
 504   struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKeyBinaryEncoded *enc;
 505   uint16_t len;
 506   struct GNUNET_DISK_FileHandle *fd;
 507   unsigned int cnt;
 508   int ec;
 509   uint64_t fs;
 510   struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded pub;
 511   struct GNUNET_PeerIdentity pid;
 512
 513   if (GNUNET_SYSERR == GNUNET_DISK_directory_create_for_file (filename))
 514     return NULL;
 515   while (GNUNET_YES != GNUNET_DISK_file_test (filename))
 516   {
 517     fd = GNUNET_DISK_file_open (filename,
 518                                 GNUNET_DISK_OPEN_WRITE | GNUNET_DISK_OPEN_CREATE
 519                                 | GNUNET_DISK_OPEN_FAILIFEXISTS,
 520                                 GNUNET_DISK_PERM_USER_READ |
 521                                 GNUNET_DISK_PERM_USER_WRITE);
 522     if (NULL == fd)
 523     {
 524       if (errno == EEXIST)
 525       {
 526         if (GNUNET_YES != GNUNET_DISK_file_test (filename))
 527         {
 528           /* must exist but not be accessible, fail for good! */
 529           if (0 != ACCESS (filename, R_OK))
 530             LOG_STRERROR_FILE (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "access", filename);
 531           else
 532             GNUNET_break (0);   /* what is going on!? */
 533           return NULL;
 534         }
 535         continue;
 536       }
 537       LOG_STRERROR_FILE (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "open", filename);
 538       return NULL;
 539     }
 540     cnt = 0;
 541
 542     while (GNUNET_YES !=
 543            GNUNET_DISK_file_lock (fd, 0,
 544                                   sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKeyBinaryEncoded),
 545                                   GNUNET_YES))
 546     {
 547       short_wait ();
 548       if (0 == ++cnt % 10)
 549       {
 550         ec = errno;
 551         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 552              _("Could not acquire lock on file `%s': %s...\n"), filename,
 553              STRERROR (ec));
 554       }
 555     }
 556     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO,
 557          _("Creating a new private key.  This may take a while.\n"));
 558     ret = ecc_key_create ();
 559     GNUNET_assert (ret != NULL);
 560     enc = GNUNET_CRYPTO_ecc_encode_key (ret);
 561     GNUNET_assert (enc != NULL);
 562     GNUNET_assert (ntohs (enc->size) ==
 563                    GNUNET_DISK_file_write (fd, enc, ntohs (enc->size)));
 564     GNUNET_free (enc);
 565
 566     GNUNET_DISK_file_sync (fd);
 567     if (GNUNET_YES !=
 568         GNUNET_DISK_file_unlock (fd, 0,
 569                                  sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKeyBinaryEncoded)))
 570       LOG_STRERROR_FILE (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING, "fcntl", filename);
 571     GNUNET_assert (GNUNET_YES == GNUNET_DISK_file_close (fd));
 572     GNUNET_CRYPTO_ecc_key_get_public (ret, &pub);
 573     GNUNET_CRYPTO_hash (&pub, sizeof (pub), &pid.hashPubKey);
 574     return ret;
 575   }
 576   /* key file exists already, read it! */
 577   fd = GNUNET_DISK_file_open (filename, GNUNET_DISK_OPEN_READ,
 578                               GNUNET_DISK_PERM_NONE);
 579   if (NULL == fd)
 580   {
 581     LOG_STRERROR_FILE (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "open", filename);
 582     return NULL;
 583   }
 584   cnt = 0;
 585   while (1)
 586   {
 587     if (GNUNET_YES !=
 588         GNUNET_DISK_file_lock (fd, 0,
 589                                sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKeyBinaryEncoded),
 590                                GNUNET_NO))
 591     {
 592       if (0 == ++cnt % 60)
 593       {
 594         ec = errno;
 595         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 596              _("Could not acquire lock on file `%s': %s...\n"), filename,
 597              STRERROR (ec));
 598         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 599              _
 600              ("This may be ok if someone is currently generating a private key.\n"));
 601       }
 602       short_wait ();
 603       continue;
 604     }
 605     if (GNUNET_YES != GNUNET_DISK_file_test (filename))
 606     {
 607       /* eh, what!? File we opened is now gone!? */
 608       LOG_STRERROR_FILE (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING, "stat", filename);
 609       if (GNUNET_YES !=
 610           GNUNET_DISK_file_unlock (fd, 0,
 611                                    sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKeyBinaryEncoded)))
 612         LOG_STRERROR_FILE (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING, "fcntl", filename);
 613       GNUNET_assert (GNUNET_OK == GNUNET_DISK_file_close (fd));
 614
 615       return NULL;
 616     }
 617     if (GNUNET_OK != GNUNET_DISK_file_size (filename, &fs, GNUNET_YES, GNUNET_YES))
 618       fs = 0;
 619     if (fs < sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKeyBinaryEncoded))
 620     {
 621       /* maybe we got the read lock before the key generating
 622        * process had a chance to get the write lock; give it up! */
 623       if (GNUNET_YES !=
 624           GNUNET_DISK_file_unlock (fd, 0,
 625                                    sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKeyBinaryEncoded)))
 626         LOG_STRERROR_FILE (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING, "fcntl", filename);
 627       if (0 == ++cnt % 10)
 628       {
 629         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 630              _
 631              ("When trying to read key file `%s' I found %u bytes but I need at least %u.\n"),
 632              filename, (unsigned int) fs,
 633              (unsigned int) sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKeyBinaryEncoded));
 634         LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 635              _
 636              ("This may be ok if someone is currently generating a key.\n"));
 637       }
 638       short_wait ();                /* wait a bit longer! */
 639       continue;
 640     }
 641     break;
 642   }
 643   enc = GNUNET_malloc (fs);
 644   GNUNET_assert (fs == GNUNET_DISK_file_read (fd, enc, fs));
 645   len = ntohs (enc->size);
 646   ret = NULL;
 647   if ((len != fs) ||
 648       (NULL == (ret = GNUNET_CRYPTO_ecc_decode_key ((char *) enc, len))))
 649   {
 650     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 651          _("File `%s' does not contain a valid private key.  Deleting it.\n"),
 652          filename);
 653     if (0 != UNLINK (filename))
 654     {
 655       LOG_STRERROR_FILE (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING, "unlink", filename);
 656     }
 657   }
 658   GNUNET_free (enc);
 659   if (GNUNET_YES !=
 660       GNUNET_DISK_file_unlock (fd, 0,
 661                                sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKeyBinaryEncoded)))
 662     LOG_STRERROR_FILE (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING, "fcntl", filename);
 663   GNUNET_assert (GNUNET_YES == GNUNET_DISK_file_close (fd));
 664   if (ret != NULL)
 665   {
 666     GNUNET_CRYPTO_ecc_key_get_public (ret, &pub);
 667     GNUNET_CRYPTO_hash (&pub, sizeof (pub), &pid.hashPubKey);
 668   }
 669   return ret;
 670 }
 671
 672
 673 /**
 674  * Handle to cancel private key generation and state for the
 675  * key generation operation.
 676  */
 677 struct GNUNET_CRYPTO_EccKeyGenerationContext
 678 {
 679
 680   /**
 681    * Continuation to call upon completion.
 682    */
 683   GNUNET_CRYPTO_EccKeyCallback cont;
 684
 685   /**
 686    * Closure for 'cont'.
 687    */
 688   void *cont_cls;
 689
 690   /**
 691    * Name of the file.
 692    */
 693   char *filename;
 694
 695   /**
 696    * Handle to the helper process which does the key generation.
 697    */
 698   struct GNUNET_OS_Process *gnunet_ecc;
 699
 700   /**
 701    * Handle to 'stdout' of gnunet-ecc.  We 'read' on stdout to detect
 702    * process termination (instead of messing with SIGCHLD).
 703    */
 704   struct GNUNET_DISK_PipeHandle *gnunet_ecc_out;
 705
 706   /**
 707    * Location where we store the private key if it already existed.
 708    * (if this is used, 'filename', 'gnunet_ecc' and 'gnunet_ecc_out' will
 709    * not be used).
 710    */
 711   struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *pk;
 712
 713   /**
 714    * Task reading from 'gnunet_ecc_out' to wait for process termination.
 715    */
 716   GNUNET_SCHEDULER_TaskIdentifier read_task;
 717
 718 };
 719
 720
 721 /**
 722  * Abort ECC key generation.
 723  *
 724  * @param gc key generation context to abort
 725  */
 726 void
 727 GNUNET_CRYPTO_ecc_key_create_stop (struct GNUNET_CRYPTO_EccKeyGenerationContext *gc)
 728 {
 729   if (GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK != gc->read_task)
 730   {
 731     GNUNET_SCHEDULER_cancel (gc->read_task);
 732     gc->read_task = GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK;
 733   }
 734   if (NULL != gc->gnunet_ecc)
 735   {
 736     (void) GNUNET_OS_process_kill (gc->gnunet_ecc, SIGKILL);
 737     GNUNET_break (GNUNET_OK ==
 738                   GNUNET_OS_process_wait (gc->gnunet_ecc));
 739     GNUNET_OS_process_destroy (gc->gnunet_ecc);
 740     GNUNET_DISK_pipe_close (gc->gnunet_ecc_out);
 741   }
 742
 743   if (NULL != gc->filename)
 744   {
 745     if (0 != UNLINK (gc->filename))
 746       GNUNET_log_strerror_file (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING, "unlink", gc->filename);
 747     GNUNET_free (gc->filename);
 748   }
 749   if (NULL != gc->pk)
 750     GNUNET_CRYPTO_ecc_key_free (gc->pk);
 751   GNUNET_free (gc);
 752 }
 753
 754
 755 /**
 756  * Task called upon shutdown or process termination of 'gnunet-ecc' during
 757  * ECC key generation.  Check where we are and perform the appropriate
 758  * action.
 759  *
 760  * @param cls the 'struct GNUNET_CRYPTO_EccKeyGenerationContext'
 761  * @param tc scheduler context
 762  */
 763 static void
 764 check_key_generation_completion (void *cls,
 765                                  const struct GNUNET_SCHEDULER_TaskContext *tc)
 766 {
 767   struct GNUNET_CRYPTO_EccKeyGenerationContext *gc = cls;
 768   struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *pk;
 769
 770   gc->read_task = GNUNET_SCHEDULER_NO_TASK;
 771   if (0 != (tc->reason & GNUNET_SCHEDULER_REASON_SHUTDOWN))
 772   {
 773     gc->cont (gc->cont_cls, NULL, _("interrupted by shutdown"));
 774     GNUNET_CRYPTO_ecc_key_create_stop (gc);
 775     return;
 776   }
 777   GNUNET_assert (GNUNET_OK ==
 778                  GNUNET_OS_process_wait (gc->gnunet_ecc));
 779   GNUNET_OS_process_destroy (gc->gnunet_ecc);
 780   gc->gnunet_ecc = NULL;
 781   if (NULL == (pk = try_read_key (gc->filename)))
 782   {
 783     GNUNET_break (0);
 784     gc->cont (gc->cont_cls, NULL, _("gnunet-ecc failed"));
 785     GNUNET_CRYPTO_ecc_key_create_stop (gc);
 786     return;
 787   }
 788   gc->cont (gc->cont_cls, pk, NULL);
 789   GNUNET_DISK_pipe_close (gc->gnunet_ecc_out);
 790   GNUNET_free (gc->filename);
 791   GNUNET_free (gc);
 792 }
 793
 794
 795 /**
 796  * Return the private ECC key which already existed on disk
 797  * (asynchronously) to the caller.
 798  *
 799  * @param cls the 'struct GNUNET_CRYPTO_EccKeyGenerationContext'
 800  * @param tc scheduler context (unused)
 801  */
 802 static void
 803 async_return_key (void *cls,
 804                   const struct GNUNET_SCHEDULER_TaskContext *tc)
 805 {
 806   struct GNUNET_CRYPTO_EccKeyGenerationContext *gc = cls;
 807
 808   gc->cont (gc->cont_cls,
 809             gc->pk,
 810             NULL);
 811   GNUNET_free (gc);
 812 }
 813
 814
 815 /**
 816  * Create a new private key by reading it from a file.  If the files
 817  * does not exist, create a new key and write it to the file.  If the
 818  * contents of the file are invalid the old file is deleted and a
 819  * fresh key is created.
 820  *
 821  * @param filename name of file to use for storage
 822  * @param cont function to call when done (or on errors)
 823  * @param cont_cls closure for 'cont'
 824  * @return handle to abort operation, NULL on fatal errors (cont will not be called if NULL is returned)
 825  */
 826 struct GNUNET_CRYPTO_EccKeyGenerationContext *
 827 GNUNET_CRYPTO_ecc_key_create_start (const char *filename,
 828                                     GNUNET_CRYPTO_EccKeyCallback cont,
 829                                     void *cont_cls)
 830 {
 831   struct GNUNET_CRYPTO_EccKeyGenerationContext *gc;
 832   struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *pk;
 833   const char *weak_random;
 834
 835   if (NULL != (pk = try_read_key (filename)))
 836   {
 837     /* quick happy ending: key already exists! */
 838     gc = GNUNET_malloc (sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccKeyGenerationContext));
 839     gc->pk = pk;
 840     gc->cont = cont;
 841     gc->cont_cls = cont_cls;
 842     gc->read_task = GNUNET_SCHEDULER_add_now (&async_return_key,
 843                                               gc);
 844     return gc;
 845   }
 846   gc = GNUNET_malloc (sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_EccKeyGenerationContext));
 847   gc->filename = GNUNET_strdup (filename);
 848   gc->cont = cont;
 849   gc->cont_cls = cont_cls;
 850   gc->gnunet_ecc_out = GNUNET_DISK_pipe (GNUNET_NO,
 851                                          GNUNET_NO,
 852                                          GNUNET_NO,
 853                                          GNUNET_YES);
 854   if (NULL == gc->gnunet_ecc_out)
 855   {
 856     GNUNET_log_strerror (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING, "pipe");
 857     GNUNET_free (gc->filename);
 858     GNUNET_free (gc);
 859     return NULL;
 860   }
 861   weak_random = NULL;
 862   if (GNUNET_YES ==
 863       GNUNET_CRYPTO_random_is_weak ())
 864     weak_random = "-w";
 865   gc->gnunet_ecc = GNUNET_OS_start_process (GNUNET_NO,
 866                                             GNUNET_OS_INHERIT_STD_ERR,
 867                                             NULL,
 868                                             gc->gnunet_ecc_out,
 869                                             "gnunet-ecc",
 870                                             "gnunet-ecc",
 871                                             gc->filename,
 872                                             weak_random,
 873                                             NULL);
 874   if (NULL == gc->gnunet_ecc)
 875   {
 876     GNUNET_log_strerror (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING, "fork");
 877     GNUNET_DISK_pipe_close (gc->gnunet_ecc_out);
 878     GNUNET_free (gc->filename);
 879     GNUNET_free (gc);
 880     return NULL;
 881   }
 882   GNUNET_assert (GNUNET_OK ==
 883                  GNUNET_DISK_pipe_close_end (gc->gnunet_ecc_out,
 884                                              GNUNET_DISK_PIPE_END_WRITE));
 885   gc->read_task = GNUNET_SCHEDULER_add_read_file (GNUNET_TIME_UNIT_FOREVER_REL,
 886                                                   GNUNET_DISK_pipe_handle (gc->gnunet_ecc_out,
 887                                                                            GNUNET_DISK_PIPE_END_READ),
 888                                                   &check_key_generation_completion,
 889                                                   gc);
 890   return gc;
 891 }
 892
 893
 894 /**
 895  * Setup a key file for a peer given the name of the
 896  * configuration file (!).  This function is used so that
 897  * at a later point code can be certain that reading a
 898  * key is fast (for example in time-dependent testcases).
 899  *
 900  * @param cfg_name name of the configuration file to use
 901  */
 902 void
 903 GNUNET_CRYPTO_ecc_setup_key (const char *cfg_name)
 904 {
 905   struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg;
 906   struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *pk;
 907   char *fn;
 908
 909   cfg = GNUNET_CONFIGURATION_create ();
 910   (void) GNUNET_CONFIGURATION_load (cfg, cfg_name);
 911   if (GNUNET_OK ==
 912       GNUNET_CONFIGURATION_get_value_filename (cfg, "PEER", "PRIVATE_KEY", &fn))
 913   {
 914     pk = GNUNET_CRYPTO_ecc_key_create_from_file (fn);
 915     if (NULL != pk)
 916       GNUNET_CRYPTO_ecc_key_free (pk);
 917     GNUNET_free (fn);
 918   }
 919   GNUNET_CONFIGURATION_destroy (cfg);
 920 }
 921
 922
 923 /**
 924  * Convert the data specified in the given purpose argument to an
 925  * S-expression suitable for signature operations.
 926  *
 927  * @param purpose data to convert
 928  * @return converted s-expression
 929  */
 930 static gcry_sexp_t
 931 data_to_pkcs1 (const struct GNUNET_CRYPTO_EccSignaturePurpose *purpose)
 932 {
 933   struct GNUNET_CRYPTO_ShortHashCode hc;
 934   size_t bufSize;
 935   gcry_sexp_t data;
 936
 937   GNUNET_CRYPTO_short_hash (purpose, ntohl (purpose->size), &hc);
 938 #define FORMATSTRING "(4:data(5:flags3:raw)(5:value32:01234567890123456789012345678901))"
 939 #define FORMATSTRING2 "(4:data(4:hash6:sha25632:01234567890123456789012345678901))"
 940   bufSize = strlen (FORMATSTRING) + 1;
 941   {
 942     char buff[bufSize];
 943
 944     memcpy (buff, FORMATSTRING, bufSize);
 945     memcpy (&buff
 946             [bufSize -
 947              strlen
 948              ("01234567890123456789012345678901))")
 949              - 1], &hc, sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_ShortHashCode));
 950     GNUNET_assert (0 == gcry_sexp_new (&data, buff, bufSize, 0));
 951   }
 952 #undef FORMATSTRING
 953   return data;
 954 }
 955
 956
 957 /**
 958  * Sign a given block.
 959  *
 960  * @param key private key to use for the signing
 961  * @param purpose what to sign (size, purpose)
 962  * @param sig where to write the signature
 963  * @return GNUNET_SYSERR on error, GNUNET_OK on success
 964  */
 965 int
 966 GNUNET_CRYPTO_ecc_sign (const struct GNUNET_CRYPTO_EccPrivateKey *key,
 967                         const struct GNUNET_CRYPTO_EccSignaturePurpose *purpose,
 968                         struct GNUNET_CRYPTO_EccSignature *sig)
 969 {
 970   gcry_sexp_t result;
 971   gcry_sexp_t data;
 972   size_t ssize;
 973   int rc;
 974
 975   data = data_to_pkcs1 (purpose);
 976   if (0 != (rc = gcry_pk_sign (&result, data, key->sexp)))
 977   {
 978     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING,
 979          _("ECC signing failed at %s:%d: %s\n"), __FILE__,
 980          __LINE__, gcry_strerror (rc));
 981   }
 982   gcry_sexp_release (data);
 983   ssize = gcry_sexp_sprint (result,
 984                             GCRYSEXP_FMT_DEFAULT,
 985                             sig->sexpr,
 986                             GNUNET_CRYPTO_ECC_SIGNATURE_DATA_ENCODING_LENGTH);
 987   if (0 == ssize)
 988   {
 989     GNUNET_break (0);
 990     return GNUNET_SYSERR;
 991   }
 992   sig->size = htons ((uint16_t) (ssize + sizeof (uint16_t)));
 993   /* padd with zeros */
 994   memset (&sig->sexpr[ssize], 0, GNUNET_CRYPTO_ECC_SIGNATURE_DATA_ENCODING_LENGTH - ssize);
 995   gcry_sexp_release (result);
 996   return GNUNET_OK;
 997 }
 998
 999
1000 /**
1001  * Verify signature.
1002  *
1003  * @param purpose what is the purpose that the signature should have?
1004  * @param validate block to validate (size, purpose, data)
1005  * @param sig signature that is being validated
1006  * @param publicKey public key of the signer
1007  * @returns GNUNET_OK if ok, GNUNET_SYSERR if invalid
1008  */
1009 int
1010 GNUNET_CRYPTO_ecc_verify (uint32_t purpose,
1011                           const struct GNUNET_CRYPTO_EccSignaturePurpose
1012                           *validate,
1013                           const struct GNUNET_CRYPTO_EccSignature *sig,
1014                           const struct GNUNET_CRYPTO_EccPublicKeyBinaryEncoded
1015                           *publicKey)
1016 {
1017   gcry_sexp_t data;
1018   gcry_sexp_t sigdata;
1019   size_t size;
1020   gcry_sexp_t psexp;
1021   size_t erroff;
1022   int rc;
1023
1024   if (purpose != ntohl (validate->purpose))
1025     return GNUNET_SYSERR;       /* purpose mismatch */
1026   size = ntohs (sig->size);
1027   if ( (size < sizeof (uint16_t)) ||
1028        (size > GNUNET_CRYPTO_ECC_SIGNATURE_DATA_ENCODING_LENGTH - sizeof (uint16_t)) )
1029     return GNUNET_SYSERR; /* size out of range */
1030   data = data_to_pkcs1 (validate);
1031   GNUNET_assert (0 ==
1032                  gcry_sexp_sscan (&sigdata, &erroff,
1033                                   sig->sexpr, size - sizeof (uint16_t)));
1034   if (! (psexp = decode_public_key (publicKey)))
1035   {
1036     gcry_sexp_release (data);
1037     gcry_sexp_release (sigdata);
1038     return GNUNET_SYSERR;
1039   }
1040   rc = gcry_pk_verify (sigdata, data, psexp);
1041   gcry_sexp_release (psexp);
1042   gcry_sexp_release (data);
1043   gcry_sexp_release (sigdata);
1044   if (0 != rc)
1045   {
1046     LOG (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING,
1047          _("ECC signature verification failed at %s:%d: %s\n"), __FILE__,
1048          __LINE__, gcry_strerror (rc));
1049     return GNUNET_SYSERR;
1050   }
1051   return GNUNET_OK;
1052 }
1053
1054
1055 /* end of crypto_ecc.c */