src/util/test_crypto_paillier.c

   1 /*
   2      This file is part of GNUnet.
   3      Copyright (C) 2014 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 3, or (at your
   8      option) any later version.
   9
  10      GNUnet is distributed in the hope that it will be useful, but
  11      WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12      MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13      General Public License for more details.
  14
  15      You should have received a copy of the GNU General Public License
  16      along with GNUnet; see the file COPYING.  If not, write to the
  17      Free Software Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor,
  18      Boston, MA 02110-1301, USA.
  19
  20 */
  21 /**
  22  * @file util/test_crypto_paillier.c
  23  * @brief testcase paillier crypto
  24  * @author Christian Fuchs
  25  * @author Florian Dold
  26  */
  27 #include "platform.h"
  28 #include "gnunet_util_lib.h"
  29 #include <gcrypt.h>
  30
  31
  32 static int
  33 test_crypto ()
  34 {
  35   gcry_mpi_t plaintext;
  36   gcry_mpi_t plaintext_result;
  37   struct GNUNET_CRYPTO_PaillierCiphertext ciphertext;
  38   struct GNUNET_CRYPTO_PaillierPublicKey public_key;
  39   struct GNUNET_CRYPTO_PaillierPrivateKey private_key;
  40
  41   GNUNET_CRYPTO_paillier_create (&public_key,
  42                                  &private_key);
  43   GNUNET_assert (NULL != (plaintext = gcry_mpi_new (0)));
  44   GNUNET_assert (NULL != (plaintext_result = gcry_mpi_new (0)));
  45   gcry_mpi_randomize (plaintext,
  46                       GNUNET_CRYPTO_PAILLIER_BITS / 2,
  47                       GCRY_WEAK_RANDOM);
  48
  49   GNUNET_CRYPTO_paillier_encrypt (&public_key,
  50                                   plaintext,
  51                                   0 /* 0 hom ops */,
  52                                   &ciphertext);
  53   GNUNET_CRYPTO_paillier_decrypt (&private_key,
  54                                   &public_key,
  55                                   &ciphertext,
  56                                   plaintext_result);
  57
  58   if (0 != gcry_mpi_cmp (plaintext,
  59                          plaintext_result))
  60   {
  61     fprintf (stderr,
  62              "Paillier decryption failed with plaintext of size %u\n",
  63              gcry_mpi_get_nbits (plaintext));
  64     gcry_log_debugmpi ("\n",
  65                        plaintext);
  66     gcry_log_debugmpi ("\n",
  67                        plaintext_result);
  68     return 1;
  69   }
  70   return 0;
  71 }
  72
  73
  74 static int
  75 test_hom_simple (unsigned int a,
  76                  unsigned int b)
  77 {
  78   gcry_mpi_t m1;
  79   gcry_mpi_t m2;
  80   gcry_mpi_t result;
  81   gcry_mpi_t hom_result;
  82   struct GNUNET_CRYPTO_PaillierCiphertext c1;
  83   struct GNUNET_CRYPTO_PaillierCiphertext c2;
  84   struct GNUNET_CRYPTO_PaillierCiphertext c_result;
  85   struct GNUNET_CRYPTO_PaillierPublicKey public_key;
  86   struct GNUNET_CRYPTO_PaillierPrivateKey private_key;
  87
  88   GNUNET_CRYPTO_paillier_create (&public_key,
  89                                  &private_key);
  90
  91   GNUNET_assert (NULL != (m1 = gcry_mpi_new (0)));
  92   GNUNET_assert (NULL != (m2 = gcry_mpi_new (0)));
  93   GNUNET_assert (NULL != (result = gcry_mpi_new (0)));
  94   GNUNET_assert (NULL != (hom_result = gcry_mpi_new (0)));
  95   m1 = gcry_mpi_set_ui (m1, a);
  96   m2 = gcry_mpi_set_ui (m2, b);
  97   gcry_mpi_add (result,
  98                 m1,
  99                 m2);
 100   GNUNET_CRYPTO_paillier_encrypt (&public_key,
 101                                   m1,
 102                                   2,
 103                                   &c1);
 104   GNUNET_CRYPTO_paillier_encrypt (&public_key,
 105                                   m2,
 106                                   2,
 107                                   &c2);
 108   GNUNET_CRYPTO_paillier_hom_add (&public_key,
 109                                   &c1,
 110                                   &c2,
 111                                   &c_result);
 112   GNUNET_CRYPTO_paillier_decrypt (&private_key,
 113                                   &public_key,
 114                                   &c_result,
 115                                   hom_result);
 116   if (0 != gcry_mpi_cmp (result, hom_result))
 117   {
 118     fprintf (stderr,
 119              "GNUNET_CRYPTO_paillier failed simple math!\n");
 120     gcry_log_debugmpi ("got ", hom_result);
 121     gcry_log_debugmpi ("wanted ", result);
 122     return 1;
 123   }
 124   return 0;
 125 }
 126
 127
 128 static int
 129 test_hom ()
 130 {
 131   int ret;
 132   gcry_mpi_t m1;
 133   gcry_mpi_t m2;
 134   gcry_mpi_t result;
 135   gcry_mpi_t hom_result;
 136   struct GNUNET_CRYPTO_PaillierCiphertext c1;
 137   struct GNUNET_CRYPTO_PaillierCiphertext c2;
 138   struct GNUNET_CRYPTO_PaillierCiphertext c_result;
 139   struct GNUNET_CRYPTO_PaillierPublicKey public_key;
 140   struct GNUNET_CRYPTO_PaillierPrivateKey private_key;
 141
 142   GNUNET_CRYPTO_paillier_create (&public_key,
 143                                  &private_key);
 144
 145   GNUNET_assert (NULL != (m1 = gcry_mpi_new (0)));
 146   GNUNET_assert (NULL != (m2 = gcry_mpi_new (0)));
 147   GNUNET_assert (NULL != (result = gcry_mpi_new (0)));
 148   GNUNET_assert (NULL != (hom_result = gcry_mpi_new (0)));
 149   m1 = gcry_mpi_set_ui (m1, 1);
 150   /* m1 = m1 * 2 ^ (GCPB - 3) */
 151   gcry_mpi_mul_2exp (m1,
 152                      m1,
 153                      GNUNET_CRYPTO_PAILLIER_BITS - 3);
 154   m2 = gcry_mpi_set_ui (m2, 15);
 155   /* m1 = m1 * 2 ^ (GCPB / 2) */
 156   gcry_mpi_mul_2exp (m2,
 157                      m2,
 158                      GNUNET_CRYPTO_PAILLIER_BITS / 2);
 159   gcry_mpi_add (result,
 160                 m1,
 161                 m2);
 162
 163   if (1 != (ret = GNUNET_CRYPTO_paillier_encrypt (&public_key,
 164                                                   m1,
 165                                                   2,
 166                                                   &c1)))
 167   {
 168     fprintf (stderr,
 169              "GNUNET_CRYPTO_paillier_encrypt 1 failed, should return 1 allowed operation, got %d!\n",
 170              ret);
 171     return 1;
 172   }
 173   if (2 != (ret = GNUNET_CRYPTO_paillier_encrypt (&public_key,
 174                                                   m2,
 175                                                   2,
 176                                                   &c2)))
 177   {
 178     fprintf (stderr,
 179              "GNUNET_CRYPTO_paillier_encrypt 2 failed, should return 2 allowed operation, got %d!\n",
 180              ret);
 181     return 1;
 182   }
 183
 184   if (0 != (ret = GNUNET_CRYPTO_paillier_hom_add (&public_key,
 185                                                   &c1,
 186                                                   &c2,
 187                                                   &c_result)))
 188   {
 189     fprintf (stderr,
 190              "GNUNET_CRYPTO_paillier_hom_add failed, expected 0 remaining operations, got %d!\n",
 191              ret);
 192     return 1;
 193   }
 194
 195   GNUNET_CRYPTO_paillier_decrypt (&private_key,
 196                                   &public_key,
 197                                   &c_result,
 198                                   hom_result);
 199
 200   if (0 != gcry_mpi_cmp (result, hom_result))
 201   {
 202     fprintf (stderr,
 203              "GNUNET_CRYPTO_paillier miscalculated with large numbers!\n");
 204     gcry_log_debugmpi ("got", hom_result);
 205     gcry_log_debugmpi ("wanted", result);
 206     return 1;
 207   }
 208   return 0;
 209 }
 210
 211
 212 int
 213 main (int argc,
 214       char *argv[])
 215 {
 216   int ret;
 217   ret = test_crypto ();
 218   if (0 != ret)
 219     return ret;
 220   ret = test_hom_simple (2,4);
 221   if (0 != ret)
 222     return ret;
 223   ret = test_hom_simple (13,17);
 224   if (0 != ret)
 225     return ret;
 226   ret = test_hom ();
 227   return ret;
 228 }
 229
 230 /* end of test_crypto_paillier.c */