src/util/crypto_rsa.c

   1 /*
   2      This file is part of GNUnet.
   3      (C) 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2009 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
  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., 59 Temple Place - Suite 330,
  18      Boston, MA 02111-1307, USA.
  19 */
  20
  21 /**
  22  * @file util/crypto_rsa.c
  23  * @brief public key cryptography (RSA) with libgcrypt
  24  * @author Christian Grothoff
  25  *
  26  * Note that the code locks often needlessly on the gcrypt-locking api.
  27  * One would think that simple MPI operations should not require locking
  28  * (since only global operations on the random pool must be locked,
  29  * strictly speaking).  But libgcrypt does sometimes require locking in
  30  * unexpected places, so the safe solution is to always lock even if it
  31  * is not required.  The performance impact is minimal anyway.
  32  */
  33
  34 #include "platform.h"
  35 #include <gcrypt.h>
  36 #include "gnunet_common.h"
  37 #include "gnunet_crypto_lib.h"
  38 #include "gnunet_disk_lib.h"
  39
  40 /**
  41  * The private information of an RSA key pair.
  42  * NOTE: this must match the definition in crypto_ksk.c
  43  */
  44 struct GNUNET_CRYPTO_RsaPrivateKey
  45 {
  46   gcry_sexp_t sexp;
  47 };
  48
  49
  50 /**
  51  * GNUnet mandates a certain format for the encoding
  52  * of private RSA key information that is provided
  53  * by the RSA implementations.  This format is used
  54  * to serialize a private RSA key (typically when
  55  * writing it to disk).
  56  */
  57 struct RsaPrivateKeyBinaryEncoded
  58 {
  59   /**
  60    * Total size of the structure, in bytes, in big-endian!
  61    */
  62   uint16_t len GNUNET_PACKED;
  63   uint16_t sizen GNUNET_PACKED; /*  in big-endian! */
  64   uint16_t sizee GNUNET_PACKED; /*  in big-endian! */
  65   uint16_t sized GNUNET_PACKED; /*  in big-endian! */
  66   uint16_t sizep GNUNET_PACKED; /*  in big-endian! */
  67   uint16_t sizeq GNUNET_PACKED; /*  in big-endian! */
  68   uint16_t sizedmp1 GNUNET_PACKED;      /*  in big-endian! */
  69   uint16_t sizedmq1 GNUNET_PACKED;      /*  in big-endian! */
  70   /* followed by the actual values */
  71 };
  72
  73
  74 #define HOSTKEY_LEN 2048
  75
  76 #define EXTRA_CHECKS ALLOW_EXTRA_CHECKS
  77
  78
  79 /**
  80  * Log an error message at log-level 'level' that indicates
  81  * a failure of the command 'cmd' with the message given
  82  * by gcry_strerror(rc).
  83  */
  84 #define LOG_GCRY(level, cmd, rc) do { GNUNET_log(level, _("`%s' failed at %s:%d with error: %s\n"), cmd, __FILE__, __LINE__, gcry_strerror(rc)); } while(0);
  85
  86 /**
  87  * If target != size, move target bytes to the
  88  * end of the size-sized buffer and zero out the
  89  * first target-size bytes.
  90  */
  91 static void
  92 adjust (unsigned char *buf, size_t size, size_t target)
  93 {
  94   if (size < target)
  95     {
  96       memmove (&buf[target - size], buf, size);
  97       memset (buf, 0, target - size);
  98     }
  99 }
 100
 101 /**
 102  * This HostKey implementation uses RSA.
 103  */
 104 struct GNUNET_CRYPTO_RsaPrivateKey *
 105 GNUNET_CRYPTO_rsa_key_create ()
 106 {
 107   struct GNUNET_CRYPTO_RsaPrivateKey *ret;
 108   gcry_sexp_t s_key;
 109   gcry_sexp_t s_keyparam;
 110
 111   GNUNET_assert (0 == gcry_sexp_build (&s_keyparam,
 112                                        NULL,
 113                                        "(genkey(rsa(nbits %d)(rsa-use-e 3:257)))",
 114                                        HOSTKEY_LEN));
 115   GNUNET_assert (0 == gcry_pk_genkey (&s_key, s_keyparam));
 116   gcry_sexp_release (s_keyparam);
 117 #if EXTRA_CHECKS
 118   GNUNET_assert (0 == gcry_pk_testkey (s_key));
 119 #endif
 120   ret = GNUNET_malloc (sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_RsaPrivateKey));
 121   ret->sexp = s_key;
 122   return ret;
 123 }
 124
 125 /**
 126  * Free memory occupied by hostkey
 127  */
 128 void
 129 GNUNET_CRYPTO_rsa_key_free (struct GNUNET_CRYPTO_RsaPrivateKey *hostkey)
 130 {
 131   gcry_sexp_release (hostkey->sexp);
 132   GNUNET_free (hostkey);
 133 }
 134
 135 static int
 136 key_from_sexp (gcry_mpi_t * array,
 137                gcry_sexp_t sexp, const char *topname, const char *elems)
 138 {
 139   gcry_sexp_t list, l2;
 140   const char *s;
 141   int i, idx;
 142
 143   list = gcry_sexp_find_token (sexp, topname, 0);
 144   if (!list)
 145     {
 146       return 1;
 147     }
 148   l2 = gcry_sexp_cadr (list);
 149   gcry_sexp_release (list);
 150   list = l2;
 151   if (!list)
 152     {
 153       return 2;
 154     }
 155
 156   idx = 0;
 157   for (s = elems; *s; s++, idx++)
 158     {
 159       l2 = gcry_sexp_find_token (list, s, 1);
 160       if (!l2)
 161         {
 162           for (i = 0; i < idx; i++)
 163             {
 164               gcry_free (array[i]);
 165               array[i] = NULL;
 166             }
 167           gcry_sexp_release (list);
 168           return 3;             /* required parameter not found */
 169         }
 170       array[idx] = gcry_sexp_nth_mpi (l2, 1, GCRYMPI_FMT_USG);
 171       gcry_sexp_release (l2);
 172       if (!array[idx])
 173         {
 174           for (i = 0; i < idx; i++)
 175             {
 176               gcry_free (array[i]);
 177               array[i] = NULL;
 178             }
 179           gcry_sexp_release (list);
 180           return 4;             /* required parameter is invalid */
 181         }
 182     }
 183   gcry_sexp_release (list);
 184   return 0;
 185 }
 186
 187 /**
 188  * Extract the public key of the host.
 189  * @param priv the private key
 190  * @param pub where to write the public key
 191  */
 192 void
 193 GNUNET_CRYPTO_rsa_key_get_public (const struct GNUNET_CRYPTO_RsaPrivateKey
 194                                   *priv,
 195                                   struct
 196                                   GNUNET_CRYPTO_RsaPublicKeyBinaryEncoded
 197                                   *pub)
 198 {
 199   gcry_mpi_t skey[2];
 200   size_t size;
 201   int rc;
 202
 203   rc = key_from_sexp (skey, priv->sexp, "public-key", "ne");
 204   if (rc)
 205     rc = key_from_sexp (skey, priv->sexp, "private-key", "ne");
 206   if (rc)
 207     rc = key_from_sexp (skey, priv->sexp, "rsa", "ne");
 208   GNUNET_assert (0 == rc);
 209   pub->len =
 210     htons (sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_RsaPublicKeyBinaryEncoded) -
 211            sizeof (pub->padding));
 212   pub->sizen = htons (GNUNET_CRYPTO_RSA_DATA_ENCODING_LENGTH);
 213   pub->padding = 0;
 214   size = GNUNET_CRYPTO_RSA_DATA_ENCODING_LENGTH;
 215   GNUNET_assert (0 == gcry_mpi_print (GCRYMPI_FMT_USG,
 216                                       &pub->key[0], size, &size, skey[0]));
 217   adjust (&pub->key[0], size, GNUNET_CRYPTO_RSA_DATA_ENCODING_LENGTH);
 218   size =
 219     GNUNET_CRYPTO_RSA_KEY_LENGTH - GNUNET_CRYPTO_RSA_DATA_ENCODING_LENGTH;
 220   GNUNET_assert (0 ==
 221                  gcry_mpi_print (GCRYMPI_FMT_USG,
 222                                  &pub->key
 223                                  [GNUNET_CRYPTO_RSA_DATA_ENCODING_LENGTH],
 224                                  size, &size, skey[1]));
 225   adjust (&pub->key[GNUNET_CRYPTO_RSA_DATA_ENCODING_LENGTH], size,
 226           GNUNET_CRYPTO_RSA_KEY_LENGTH -
 227           GNUNET_CRYPTO_RSA_DATA_ENCODING_LENGTH);
 228   gcry_mpi_release (skey[0]);
 229   gcry_mpi_release (skey[1]);
 230 }
 231
 232
 233 /**
 234  * Internal: publicKey => RSA-Key.
 235  *
 236  * Note that the return type is not actually a private
 237  * key but rather an sexpression for the public key!
 238  */
 239 static struct GNUNET_CRYPTO_RsaPrivateKey *
 240 public2PrivateKey (const struct GNUNET_CRYPTO_RsaPublicKeyBinaryEncoded
 241                    *publicKey)
 242 {
 243   struct GNUNET_CRYPTO_RsaPrivateKey *ret;
 244   gcry_sexp_t result;
 245   gcry_mpi_t n;
 246   gcry_mpi_t e;
 247   size_t size;
 248   size_t erroff;
 249   int rc;
 250
 251   if ((ntohs (publicKey->sizen) != GNUNET_CRYPTO_RSA_DATA_ENCODING_LENGTH) ||
 252       (ntohs (publicKey->len) !=
 253        sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_RsaPublicKeyBinaryEncoded) -
 254        sizeof (publicKey->padding)))
 255     {
 256       GNUNET_break (0);
 257       return NULL;
 258     }
 259   size = GNUNET_CRYPTO_RSA_DATA_ENCODING_LENGTH;
 260   rc = gcry_mpi_scan (&n, GCRYMPI_FMT_USG, &publicKey->key[0], size, &size);
 261   if (rc)
 262     {
 263       LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "gcry_mpi_scan", rc);
 264       return NULL;
 265     }
 266   size =
 267     GNUNET_CRYPTO_RSA_KEY_LENGTH - GNUNET_CRYPTO_RSA_DATA_ENCODING_LENGTH;
 268   rc =
 269     gcry_mpi_scan (&e, GCRYMPI_FMT_USG,
 270                    &publicKey->key[GNUNET_CRYPTO_RSA_DATA_ENCODING_LENGTH],
 271                    size, &size);
 272   if (rc)
 273     {
 274       LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "gcry_mpi_scan", rc);
 275       gcry_mpi_release (n);
 276       return NULL;
 277     }
 278   rc = gcry_sexp_build (&result,
 279                         &erroff, "(public-key(rsa(n %m)(e %m)))", n, e);
 280   gcry_mpi_release (n);
 281   gcry_mpi_release (e);
 282   if (rc)
 283     {
 284       LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "gcry_sexp_build", rc);        /* erroff gives more info */
 285       return NULL;
 286     }
 287   ret = GNUNET_malloc (sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_RsaPrivateKey));
 288   ret->sexp = result;
 289   return ret;
 290 }
 291
 292
 293 /**
 294  * Encode the private key in a format suitable for
 295  * storing it into a file.
 296  * @returns encoding of the private key.
 297  *    The first 4 bytes give the size of the array, as usual.
 298  */
 299 static struct RsaPrivateKeyBinaryEncoded *
 300 rsa_encode_key (const struct GNUNET_CRYPTO_RsaPrivateKey *hostkey)
 301 {
 302   struct RsaPrivateKeyBinaryEncoded *retval;
 303   gcry_mpi_t pkv[6];
 304   void *pbu[6];
 305   size_t sizes[6];
 306   int rc;
 307   int i;
 308   int size;
 309
 310 #if EXTRA_CHECKS
 311   if (gcry_pk_testkey (hostkey->sexp))
 312     {
 313       GNUNET_break (0);
 314       return NULL;
 315     }
 316 #endif
 317
 318   memset (pkv, 0, sizeof (gcry_mpi_t) * 6);
 319   rc = key_from_sexp (pkv, hostkey->sexp, "private-key", "nedpqu");
 320   if (rc)
 321     rc = key_from_sexp (pkv, hostkey->sexp, "rsa", "nedpqu");
 322   if (rc)
 323     rc = key_from_sexp (pkv, hostkey->sexp, "private-key", "nedpq");
 324   if (rc)
 325     rc = key_from_sexp (pkv, hostkey->sexp, "rsa", "nedpq");
 326   if (rc)
 327     rc = key_from_sexp (pkv, hostkey->sexp, "private-key", "ned");
 328   if (rc)
 329     rc = key_from_sexp (pkv, hostkey->sexp, "rsa", "ned");
 330   GNUNET_assert (0 == rc);
 331   size = sizeof (struct RsaPrivateKeyBinaryEncoded);
 332   for (i = 0; i < 6; i++)
 333     {
 334       if (pkv[i] != NULL)
 335         {
 336           GNUNET_assert (0 == gcry_mpi_aprint (GCRYMPI_FMT_USG,
 337                                                (unsigned char **) &pbu[i],
 338                                                &sizes[i], pkv[i]));
 339           size += sizes[i];
 340         }
 341       else
 342         {
 343           pbu[i] = NULL;
 344           sizes[i] = 0;
 345         }
 346     }
 347   GNUNET_assert (size < 65536);
 348   retval = GNUNET_malloc (size);
 349   retval->len = htons (size);
 350   i = 0;
 351   retval->sizen = htons (sizes[0]);
 352   memcpy (&((char *) (&retval[1]))[i], pbu[0], sizes[0]);
 353   i += sizes[0];
 354   retval->sizee = htons (sizes[1]);
 355   memcpy (&((char *) (&retval[1]))[i], pbu[1], sizes[1]);
 356   i += sizes[1];
 357   retval->sized = htons (sizes[2]);
 358   memcpy (&((char *) (&retval[1]))[i], pbu[2], sizes[2]);
 359   i += sizes[2];
 360   /* swap p and q! */
 361   retval->sizep = htons (sizes[4]);
 362   memcpy (&((char *) (&retval[1]))[i], pbu[4], sizes[4]);
 363   i += sizes[4];
 364   retval->sizeq = htons (sizes[3]);
 365   memcpy (&((char *) (&retval[1]))[i], pbu[3], sizes[3]);
 366   i += sizes[3];
 367   retval->sizedmp1 = htons (0);
 368   retval->sizedmq1 = htons (0);
 369   memcpy (&((char *) (&retval[1]))[i], pbu[5], sizes[5]);
 370   for (i = 0; i < 6; i++)
 371     {
 372       if (pkv[i] != NULL)
 373         gcry_mpi_release (pkv[i]);
 374       if (pbu[i] != NULL)
 375         free (pbu[i]);
 376     }
 377   return retval;
 378 }
 379
 380 /**
 381  * Decode the private key from the file-format back
 382  * to the "normal", internal format.
 383  */
 384 static struct GNUNET_CRYPTO_RsaPrivateKey *
 385 rsa_decode_key (const struct RsaPrivateKeyBinaryEncoded *encoding)
 386 {
 387   struct GNUNET_CRYPTO_RsaPrivateKey *ret;
 388   gcry_sexp_t res;
 389   gcry_mpi_t n, e, d, p, q, u;
 390   int rc;
 391   size_t size;
 392   int pos;
 393
 394   pos = 0;
 395   size = ntohs (encoding->sizen);
 396   rc = gcry_mpi_scan (&n,
 397                       GCRYMPI_FMT_USG,
 398                       &((const unsigned char *) (&encoding[1]))[pos],
 399                       size, &size);
 400   pos += ntohs (encoding->sizen);
 401   if (rc)
 402     {
 403       LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "gcry_mpi_scan", rc);
 404       return NULL;
 405     }
 406   size = ntohs (encoding->sizee);
 407   rc = gcry_mpi_scan (&e,
 408                       GCRYMPI_FMT_USG,
 409                       &((const unsigned char *) (&encoding[1]))[pos],
 410                       size, &size);
 411   pos += ntohs (encoding->sizee);
 412   if (rc)
 413     {
 414       LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "gcry_mpi_scan", rc);
 415       gcry_mpi_release (n);
 416       return NULL;
 417     }
 418   size = ntohs (encoding->sized);
 419   rc = gcry_mpi_scan (&d,
 420                       GCRYMPI_FMT_USG,
 421                       &((const unsigned char *) (&encoding[1]))[pos],
 422                       size, &size);
 423   pos += ntohs (encoding->sized);
 424   if (rc)
 425     {
 426       LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "gcry_mpi_scan", rc);
 427       gcry_mpi_release (n);
 428       gcry_mpi_release (e);
 429       return NULL;
 430     }
 431   /* swap p and q! */
 432   size = ntohs (encoding->sizep);
 433   if (size > 0)
 434     {
 435       rc = gcry_mpi_scan (&q,
 436                           GCRYMPI_FMT_USG,
 437                           &((const unsigned char *) (&encoding[1]))[pos],
 438                           size, &size);
 439       pos += ntohs (encoding->sizep);
 440       if (rc)
 441         {
 442           LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "gcry_mpi_scan", rc);
 443           gcry_mpi_release (n);
 444           gcry_mpi_release (e);
 445           gcry_mpi_release (d);
 446           return NULL;
 447         }
 448     }
 449   else
 450     q = NULL;
 451   size = ntohs (encoding->sizeq);
 452   if (size > 0)
 453     {
 454       rc = gcry_mpi_scan (&p,
 455                           GCRYMPI_FMT_USG,
 456                           &((const unsigned char *) (&encoding[1]))[pos],
 457                           size, &size);
 458       pos += ntohs (encoding->sizeq);
 459       if (rc)
 460         {
 461           LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "gcry_mpi_scan", rc);
 462           gcry_mpi_release (n);
 463           gcry_mpi_release (e);
 464           gcry_mpi_release (d);
 465           if (q != NULL)
 466             gcry_mpi_release (q);
 467           return NULL;
 468         }
 469     }
 470   else
 471     p = NULL;
 472   pos += ntohs (encoding->sizedmp1);
 473   pos += ntohs (encoding->sizedmq1);
 474   size =
 475     ntohs (encoding->len) - sizeof (struct RsaPrivateKeyBinaryEncoded) - pos;
 476   if (size > 0)
 477     {
 478       rc = gcry_mpi_scan (&u,
 479                           GCRYMPI_FMT_USG,
 480                           &((const unsigned char *) (&encoding[1]))[pos],
 481                           size, &size);
 482       if (rc)
 483         {
 484           LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "gcry_mpi_scan", rc);
 485           gcry_mpi_release (n);
 486           gcry_mpi_release (e);
 487           gcry_mpi_release (d);
 488           if (p != NULL)
 489             gcry_mpi_release (p);
 490           if (q != NULL)
 491             gcry_mpi_release (q);
 492           return NULL;
 493         }
 494     }
 495   else
 496     u = NULL;
 497
 498   if ((p != NULL) && (q != NULL) && (u != NULL))
 499     {
 500       rc = gcry_sexp_build (&res, &size,        /* erroff */
 501                             "(private-key(rsa(n %m)(e %m)(d %m)(p %m)(q %m)(u %m)))",
 502                             n, e, d, p, q, u);
 503     }
 504   else
 505     {
 506       if ((p != NULL) && (q != NULL))
 507         {
 508           rc = gcry_sexp_build (&res, &size,    /* erroff */
 509                                 "(private-key(rsa(n %m)(e %m)(d %m)(p %m)(q %m)))",
 510                                 n, e, d, p, q);
 511         }
 512       else
 513         {
 514           rc = gcry_sexp_build (&res, &size,    /* erroff */
 515                                 "(private-key(rsa(n %m)(e %m)(d %m)))",
 516                                 n, e, d);
 517         }
 518     }
 519   gcry_mpi_release (n);
 520   gcry_mpi_release (e);
 521   gcry_mpi_release (d);
 522   if (p != NULL)
 523     gcry_mpi_release (p);
 524   if (q != NULL)
 525     gcry_mpi_release (q);
 526   if (u != NULL)
 527     gcry_mpi_release (u);
 528
 529   if (rc)
 530     LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "gcry_sexp_build", rc);
 531 #if EXTRA_CHECKS
 532   if (gcry_pk_testkey (res))
 533     {
 534       LOG_GCRY (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "gcry_pk_testkey", rc);
 535       return NULL;
 536     }
 537 #endif
 538   ret = GNUNET_malloc (sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_RsaPrivateKey));
 539   ret->sexp = res;
 540   return ret;
 541 }
 542
 543
 544 /**
 545  * Create a new private key by reading it from a file.  If the
 546  * files does not exist, create a new key and write it to the
 547  * file.  Caller must free return value.  Note that this function
 548  * can not guarantee that another process might not be trying
 549  * the same operation on the same file at the same time.  The
 550  * caller must somehow know that the file either already exists
 551  * with a valid key OR be sure that no other process is calling
 552  * this function at the same time.  If the contents of the file
 553  * are invalid the old file is deleted and a fresh key is
 554  * created.
 555  *
 556  * @return new private key, NULL on error (for example,
 557  *   permission denied)
 558  */
 559 struct GNUNET_CRYPTO_RsaPrivateKey *
 560 GNUNET_CRYPTO_rsa_key_create_from_file (const char *filename)
 561 {
 562   struct GNUNET_CRYPTO_RsaPrivateKey *ret;
 563   struct RsaPrivateKeyBinaryEncoded *enc;
 564   uint16_t len;
 565   struct GNUNET_DISK_FileHandle *fd;
 566   unsigned int cnt;
 567   int ec;
 568   uint64_t fs;
 569   struct GNUNET_CRYPTO_RsaPublicKeyBinaryEncoded pub;
 570   struct GNUNET_PeerIdentity pid;
 571
 572   if (GNUNET_SYSERR == GNUNET_DISK_directory_create_for_file (filename))
 573     return NULL;
 574   while (GNUNET_YES != GNUNET_DISK_file_test (filename))
 575     {
 576       fd = GNUNET_DISK_file_open (filename,
 577                                   GNUNET_DISK_OPEN_WRITE |
 578                                   GNUNET_DISK_OPEN_CREATE |
 579                                   GNUNET_DISK_OPEN_FAILIFEXISTS,
 580                                   GNUNET_DISK_PERM_USER_READ |
 581                                   GNUNET_DISK_PERM_USER_WRITE);
 582       if (NULL == fd)
 583         {
 584           if (errno == EEXIST)
 585             {
 586               if (GNUNET_YES != GNUNET_DISK_file_test (filename))
 587                 {
 588                   /* must exist but not be accessible, fail for good! */
 589                   if (0 != ACCESS (filename, R_OK))
 590                     GNUNET_log_strerror_file (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 591                                               "access", filename);
 592                   else
 593                     GNUNET_break (0); /* what is going on!? */
 594                   return NULL;
 595                 }
 596               continue;
 597             }
 598           GNUNET_log_strerror_file (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 599                                     "open", filename);
 600           return NULL;
 601         }
 602       cnt = 0;
 603
 604       while (GNUNET_YES !=
 605              GNUNET_DISK_file_lock (fd, 0,
 606                                     sizeof (struct
 607                                             RsaPrivateKeyBinaryEncoded),
 608                                     GNUNET_YES))
 609         {
 610           sleep (1);
 611           if (0 == ++cnt % 10)
 612             {
 613               ec = errno;
 614               GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 615                           _
 616                           ("Could not aquire lock on file `%s': %s...\n"),
 617                           filename, STRERROR (ec));
 618             }
 619         }
 620       GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO,
 621                   _("Creating a new private key.  This may take a while.\n"));
 622       ret = GNUNET_CRYPTO_rsa_key_create ();
 623       GNUNET_assert (ret != NULL);
 624       enc = rsa_encode_key (ret);
 625       GNUNET_assert (enc != NULL);
 626       GNUNET_assert (ntohs (enc->len) ==
 627                      GNUNET_DISK_file_write (fd, enc, ntohs (enc->len)));
 628       GNUNET_free (enc);
 629
 630       GNUNET_DISK_file_sync (fd);
 631       if (GNUNET_YES !=
 632           GNUNET_DISK_file_unlock (fd, 0,
 633                                    sizeof (struct
 634                                            RsaPrivateKeyBinaryEncoded)))
 635         GNUNET_log_strerror_file (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING, "fcntl",
 636                                   filename);
 637       GNUNET_assert (GNUNET_YES == GNUNET_DISK_file_close (fd));
 638       GNUNET_CRYPTO_rsa_key_get_public (ret, &pub);
 639       GNUNET_CRYPTO_hash (&pub, sizeof (pub), &pid.hashPubKey);
 640       GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO,
 641                   _("I am host `%s'.  Stored new private key in `%s'.\n"),
 642                   GNUNET_i2s (&pid),
 643                   filename);
 644       return ret;
 645     }
 646   /* hostkey file exists already, read it! */
 647   fd = GNUNET_DISK_file_open (filename, GNUNET_DISK_OPEN_READ,
 648                               GNUNET_DISK_PERM_NONE);
 649   if (NULL == fd)
 650     {
 651       GNUNET_log_strerror_file (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR, "open", filename);
 652       return NULL;
 653     }
 654   cnt = 0;
 655   while (1)
 656     {
 657       if (GNUNET_YES !=
 658           GNUNET_DISK_file_lock (fd, 0,
 659                                  sizeof (struct RsaPrivateKeyBinaryEncoded),
 660                                  GNUNET_NO))
 661         {
 662           if (0 == ++cnt % 10)
 663             {
 664               ec = errno;
 665               GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 666                           _("Could not aquire lock on file `%s': %s...\n"),
 667                           filename, STRERROR (ec));
 668               GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 669                           _
 670                           ("This may be ok if someone is currently generating a hostkey.\n"));
 671             }
 672           sleep (1);
 673           continue;
 674         }
 675       if (GNUNET_YES != GNUNET_DISK_file_test (filename))
 676         {
 677           /* eh, what!? File we opened is now gone!? */
 678           GNUNET_log_strerror_file (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING,
 679                                     "stat", filename);
 680           if (GNUNET_YES !=
 681               GNUNET_DISK_file_unlock (fd, 0,
 682                                        sizeof (struct
 683                                                RsaPrivateKeyBinaryEncoded)))
 684             GNUNET_log_strerror_file (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING, "fcntl",
 685                                       filename);
 686           GNUNET_assert (GNUNET_OK == GNUNET_DISK_file_close (fd));
 687
 688           return NULL;
 689         }
 690       if (GNUNET_YES != GNUNET_DISK_file_size (filename, &fs, GNUNET_YES))
 691         fs = 0;
 692       if (fs < sizeof (struct RsaPrivateKeyBinaryEncoded))
 693         {
 694           /* maybe we got the read lock before the hostkey generating
 695              process had a chance to get the write lock; give it up! */
 696           if (GNUNET_YES !=
 697               GNUNET_DISK_file_unlock (fd, 0,
 698                                        sizeof (struct
 699                                                RsaPrivateKeyBinaryEncoded)))
 700             GNUNET_log_strerror_file (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING, "fcntl",
 701                                       filename);
 702           if (0 == ++cnt % 10)
 703             {
 704               GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 705                           _
 706                           ("When trying to read hostkey file `%s' I found %u bytes but I need at least %u.\n"),
 707                           filename, (unsigned int) fs,
 708                           (unsigned int) sizeof (struct
 709                                                  RsaPrivateKeyBinaryEncoded));
 710               GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 711                           _
 712                           ("This may be ok if someone is currently generating a hostkey.\n"));
 713             }
 714           sleep (2);            /* wait a bit longer! */
 715           continue;
 716         }
 717       break;
 718     }
 719   enc = GNUNET_malloc (fs);
 720   GNUNET_assert (fs == GNUNET_DISK_file_read (fd, enc, fs));
 721   len = ntohs (enc->len);
 722   ret = NULL;
 723   if ((len != fs) || (NULL == (ret = rsa_decode_key (enc))))
 724     {
 725       GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 726                   _
 727                   ("File `%s' does not contain a valid private key.  Deleting it.\n"),
 728                   filename);
 729       if (0 != UNLINK (filename))
 730         {
 731           GNUNET_log_strerror_file (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING,
 732                                     "unlink",
 733                                     filename);
 734         }
 735     }
 736   GNUNET_free (enc);
 737   if (GNUNET_YES !=
 738       GNUNET_DISK_file_unlock (fd, 0,
 739                                sizeof (struct RsaPrivateKeyBinaryEncoded)))
 740     GNUNET_log_strerror_file (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING, "fcntl", filename);
 741   GNUNET_assert (GNUNET_YES == GNUNET_DISK_file_close (fd));
 742   if (ret != NULL)
 743     {
 744       GNUNET_CRYPTO_rsa_key_get_public (ret, &pub);
 745       GNUNET_CRYPTO_hash (&pub, sizeof (pub), &pid.hashPubKey);
 746       GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_INFO,
 747                   _("I am host `%s'.  Read private key from `%s'.\n"),
 748                   GNUNET_i2s (&pid),
 749                   filename);
 750     }
 751   return ret;
 752 }
 753
 754
 755 /**
 756  * Encrypt a block with the public key of another host that uses the
 757  * same cyper.
 758  *
 759  * @param block the block to encrypt
 760  * @param size the size of block
 761  * @param publicKey the encoded public key used to encrypt
 762  * @param target where to store the encrypted block
 763  * @returns GNUNET_SYSERR on error, GNUNET_OK if ok
 764  */
 765 int
 766 GNUNET_CRYPTO_rsa_encrypt (const void *block,
 767                            size_t size,
 768                            const struct
 769                            GNUNET_CRYPTO_RsaPublicKeyBinaryEncoded *publicKey,
 770                            struct GNUNET_CRYPTO_RsaEncryptedData *target)
 771 {
 772   gcry_sexp_t result;
 773   gcry_sexp_t data;
 774   struct GNUNET_CRYPTO_RsaPrivateKey *pubkey;
 775   gcry_mpi_t val;
 776   gcry_mpi_t rval;
 777   size_t isize;
 778   size_t erroff;
 779
 780   GNUNET_assert (size <= sizeof (GNUNET_HashCode));
 781   pubkey = public2PrivateKey (publicKey);
 782   isize = size;
 783   GNUNET_assert (0 ==
 784                  gcry_mpi_scan (&val, GCRYMPI_FMT_USG, block, isize, &isize));
 785   GNUNET_assert (0 ==
 786                  gcry_sexp_build (&data, &erroff,
 787                                   "(data (flags pkcs1)(value %m))", val));
 788   gcry_mpi_release (val);
 789   GNUNET_assert (0 == gcry_pk_encrypt (&result, data, pubkey->sexp));
 790   gcry_sexp_release (data);
 791   GNUNET_CRYPTO_rsa_key_free (pubkey);
 792
 793   GNUNET_assert (0 == key_from_sexp (&rval, result, "rsa", "a"));
 794   gcry_sexp_release (result);
 795   isize = sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_RsaEncryptedData);
 796   GNUNET_assert (0 == gcry_mpi_print (GCRYMPI_FMT_USG,
 797                                       (unsigned char *) target, isize, &isize,
 798                                       rval));
 799   gcry_mpi_release (rval);
 800   adjust (&target->encoding[0], isize,
 801           sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_RsaEncryptedData));
 802   return GNUNET_OK;
 803 }
 804
 805 /**
 806  * Decrypt a given block with the hostkey.
 807  *
 808  * @param key the key with which to decrypt this block
 809  * @param block the data to decrypt, encoded as returned by encrypt
 810  * @param result pointer to a location where the result can be stored
 811  * @param max the maximum number of bits to store for the result, if
 812  *        the decrypted block is bigger, an error is returned
 813  * @return the size of the decrypted block, -1 on error
 814  */
 815 ssize_t
 816 GNUNET_CRYPTO_rsa_decrypt (const struct GNUNET_CRYPTO_RsaPrivateKey * key,
 817                            const struct GNUNET_CRYPTO_RsaEncryptedData *
 818                            block, void *result, size_t max)
 819 {
 820   gcry_sexp_t resultsexp;
 821   gcry_sexp_t data;
 822   size_t erroff;
 823   size_t size;
 824   gcry_mpi_t val;
 825   unsigned char *endp;
 826   unsigned char *tmp;
 827
 828 #if EXTRA_CHECKS
 829   GNUNET_assert (0 == gcry_pk_testkey (key->sexp));
 830 #endif
 831   size = sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_RsaEncryptedData);
 832   GNUNET_assert (0 == gcry_mpi_scan (&val,
 833                                      GCRYMPI_FMT_USG, &block->encoding[0],
 834                                      size, &size));
 835   GNUNET_assert (0 ==
 836                  gcry_sexp_build (&data, &erroff,
 837                                   "(enc-val(flags)(rsa(a %m)))", val));
 838   gcry_mpi_release (val);
 839   GNUNET_assert (0 == gcry_pk_decrypt (&resultsexp, data, key->sexp));
 840   gcry_sexp_release (data);
 841   /* resultsexp has format "(value %m)" */
 842   GNUNET_assert (NULL !=
 843                  (val = gcry_sexp_nth_mpi (resultsexp, 1, GCRYMPI_FMT_USG)));
 844   gcry_sexp_release (resultsexp);
 845   tmp = GNUNET_malloc (max + HOSTKEY_LEN / 8);
 846   size = max + HOSTKEY_LEN / 8;
 847   GNUNET_assert (0 ==
 848                  gcry_mpi_print (GCRYMPI_FMT_USG, tmp, size, &size, val));
 849   gcry_mpi_release (val);
 850   endp = tmp;
 851   endp += (size - max);
 852   size = max;
 853   memcpy (result, endp, size);
 854   GNUNET_free (tmp);
 855   return size;
 856 }
 857
 858
 859 /**
 860  * Sign a given block.
 861  *
 862  * @param key private key to use for the signing
 863  * @param purpose what to sign (size, purpose)
 864  * @param sig where to write the signature
 865  * @return GNUNET_SYSERR on error, GNUNET_OK on success
 866  */
 867 int
 868 GNUNET_CRYPTO_rsa_sign (const struct GNUNET_CRYPTO_RsaPrivateKey *key,
 869                         const struct GNUNET_CRYPTO_RsaSignaturePurpose
 870                         *purpose, struct GNUNET_CRYPTO_RsaSignature *sig)
 871 {
 872   gcry_sexp_t result;
 873   gcry_sexp_t data;
 874   size_t ssize;
 875   gcry_mpi_t rval;
 876   GNUNET_HashCode hc;
 877   char *buff;
 878   int bufSize;
 879
 880   GNUNET_CRYPTO_hash (purpose, ntohl (purpose->size), &hc);
 881 #define FORMATSTRING "(4:data(5:flags5:pkcs1)(4:hash6:sha51264:0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123))"
 882   bufSize = strlen (FORMATSTRING) + 1;
 883   buff = GNUNET_malloc (bufSize);
 884   memcpy (buff, FORMATSTRING, bufSize);
 885   memcpy (&buff
 886           [bufSize -
 887            strlen
 888            ("0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123))")
 889            - 1], &hc, sizeof (GNUNET_HashCode));
 890   GNUNET_assert (0 == gcry_sexp_new (&data, buff, bufSize, 0));
 891   GNUNET_free (buff);
 892   GNUNET_assert (0 == gcry_pk_sign (&result, data, key->sexp));
 893   gcry_sexp_release (data);
 894   GNUNET_assert (0 == key_from_sexp (&rval, result, "rsa", "s"));
 895   gcry_sexp_release (result);
 896   ssize = sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_RsaSignature);
 897   GNUNET_assert (0 == gcry_mpi_print (GCRYMPI_FMT_USG,
 898                                       (unsigned char *) sig, ssize, &ssize,
 899                                       rval));
 900   gcry_mpi_release (rval);
 901   adjust (sig->sig, ssize, sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_RsaSignature));
 902   return GNUNET_OK;
 903 }
 904
 905
 906 /**
 907  * Verify signature.
 908  *
 909  * @param purpose what is the purpose that the signature should have?
 910  * @param validate block to validate (size, purpose, data)
 911  * @param sig signature that is being validated
 912  * @param publicKey public key of the signer
 913  * @returns GNUNET_OK if ok, GNUNET_SYSERR if invalid
 914  */
 915 int
 916 GNUNET_CRYPTO_rsa_verify (uint32_t purpose,
 917                           const struct GNUNET_CRYPTO_RsaSignaturePurpose
 918                           *validate,
 919                           const struct GNUNET_CRYPTO_RsaSignature *sig,
 920                           const struct GNUNET_CRYPTO_RsaPublicKeyBinaryEncoded
 921                           *publicKey)
 922 {
 923   gcry_sexp_t data;
 924   gcry_sexp_t sigdata;
 925   size_t size;
 926   gcry_mpi_t val;
 927   struct GNUNET_CRYPTO_RsaPrivateKey *hostkey;
 928   GNUNET_HashCode hc;
 929   char *buff;
 930   int bufSize;
 931   size_t erroff;
 932   int rc;
 933
 934   if (purpose != ntohl (validate->purpose))
 935     return GNUNET_SYSERR;       /* purpose mismatch */
 936   GNUNET_CRYPTO_hash (validate, ntohl (validate->size), &hc);
 937   size = sizeof (struct GNUNET_CRYPTO_RsaSignature);
 938   GNUNET_assert (0 == gcry_mpi_scan (&val,
 939                                      GCRYMPI_FMT_USG,
 940                                      (const unsigned char *) sig, size,
 941                                      &size));
 942   GNUNET_assert (0 ==
 943                  gcry_sexp_build (&sigdata, &erroff, "(sig-val(rsa(s %m)))",
 944                                   val));
 945   gcry_mpi_release (val);
 946   bufSize = strlen (FORMATSTRING) + 1;
 947   buff = GNUNET_malloc (bufSize);
 948   memcpy (buff, FORMATSTRING, bufSize);
 949   memcpy (&buff[strlen (FORMATSTRING) -
 950                 strlen
 951                 ("0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123))")],
 952           &hc, sizeof (GNUNET_HashCode));
 953   GNUNET_assert (0 == gcry_sexp_new (&data, buff, bufSize, 0));
 954   GNUNET_free (buff);
 955   hostkey = public2PrivateKey (publicKey);
 956   if (hostkey == NULL)
 957     {
 958       gcry_sexp_release (data);
 959       gcry_sexp_release (sigdata);
 960       return GNUNET_SYSERR;
 961     }
 962   rc = gcry_pk_verify (sigdata, data, hostkey->sexp);
 963   GNUNET_CRYPTO_rsa_key_free (hostkey);
 964   gcry_sexp_release (data);
 965   gcry_sexp_release (sigdata);
 966   if (rc)
 967     {
 968       GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_WARNING,
 969                   _("RSA signature verification failed at %s:%d: %s\n"),
 970                   __FILE__, __LINE__, gcry_strerror (rc));
 971       return GNUNET_SYSERR;
 972     }
 973   return GNUNET_OK;
 974 }
 975
 976
 977 /* end of crypto_rsa.c */