skeleton for TCP communicator
[oweals/gnunet.git] / src / include / gnunet_crypto_lib.h
index 63978617ce80140be312da4eda043a50d2016df7..6342862eb52d5861d396200e6020f8ee159ee70f 100644 (file)
@@ -2,20 +2,20 @@
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+
+     SPDX-License-Identifier: AGPL3.0-or-later
 */
 
 /**
@@ -27,6 +27,7 @@
  * @author Gerd Knorr <kraxel@bytesex.org>
  * @author Ioana Patrascu
  * @author Tzvetan Horozov
+ * @author Jeffrey Burdges <burdges@gnunet.org>
  *
  * @defgroup crypto  Crypto library: cryptographic operations
  * Provides cryptographic primitives.
@@ -51,9 +52,24 @@ extern "C"
 #endif
 
 /**
- * @brief A 512-bit hashcode
+ * @brief A 512-bit hashcode.  These are the default length for GNUnet, using SHA-512.
+ */
+struct GNUNET_HashCode
+{
+  uint32_t bits[512 / 8 / sizeof (uint32_t)];   /* = 16 */
+};
+
+
+
+/**
+ * @brief A 256-bit hashcode.  Used under special conditions, like when space
+ * is critical and security is not impacted by it.
  */
-struct GNUNET_HashCode;
+struct GNUNET_ShortHashCode
+{
+  uint32_t bits[256 / 8 / sizeof (uint32_t)];   /* = 8 */
+};
+
 
 /**
  * The identity of the host (wraps the signing key of the peer).
@@ -64,15 +80,6 @@ struct GNUNET_PeerIdentity;
 #include <gcrypt.h>
 
 
-/**
- * @brief A 512-bit hashcode
- */
-struct GNUNET_HashCode
-{
-  uint32_t bits[512 / 8 / sizeof (uint32_t)];   /* = 16 */
-};
-
-
 /**
  * Maximum length of an ECC signature.
  * Note: round up to multiple of 8 minus 2 for alignment.
@@ -201,14 +208,15 @@ struct GNUNET_CRYPTO_EcdsaSignature
 
 
 /**
- * Public ECC key (always for Curve25519) encoded in a format suitable
- * for network transmission and EdDSA signatures.
+ * Public ECC key (always for curve Ed25519) encoded in a format
+ * suitable for network transmission and EdDSA signatures.
  */
 struct GNUNET_CRYPTO_EddsaPublicKey
 {
   /**
-   * Q consists of an x- and a y-value, each mod p (256 bits), given
-   * here in affine coordinates and Ed25519 standard compact format.
+   * Point Q consists of a y-value mod p (256 bits); the x-value is
+   * always positive. The point is stored in Ed25519 standard
+   * compact format.
    */
   unsigned char q_y[256 / 8];
 
@@ -356,7 +364,7 @@ struct GNUNET_CRYPTO_PaillierPublicKey
 
 
 /**
- * Paillier public key.
+ * Paillier private key.
  */
 struct GNUNET_CRYPTO_PaillierPrivateKey
 {
@@ -719,6 +727,23 @@ void
 GNUNET_CRYPTO_hash_context_abort (struct GNUNET_HashContext *hc);
 
 
+/**
+ * Calculate HMAC of a message (RFC 2104)
+ * TODO: Shouldn' this be the standard hmac function and
+ * the above be renamed?
+ *
+ * @param key secret key
+ * @param key_len secret key length
+ * @param plaintext input plaintext
+ * @param plaintext_len length of @a plaintext
+ * @param hmac where to store the hmac
+ */
+void
+GNUNET_CRYPTO_hmac_raw (const void *key, size_t key_len,
+                    const void *plaintext, size_t plaintext_len,
+                    struct GNUNET_HashCode *hmac);
+
+
 /**
  * @ingroup hash
  * Calculate HMAC of a message (RFC 2104)
@@ -1014,6 +1039,26 @@ GNUNET_CRYPTO_kdf_v (void *result,
                      va_list argp);
 
 
+/**
+ * Deterministically generate a pseudo-random number uniformly from the
+ * integers modulo a libgcrypt mpi.
+ *
+ * @param[out] r MPI value set to the FDH
+ * @param n MPI to work modulo
+ * @param xts salt
+ * @param xts_len length of @a xts
+ * @param skm source key material
+ * @param skm_len length of @a skm
+ * @param ctx context string
+ */
+void
+GNUNET_CRYPTO_kdf_mod_mpi (gcry_mpi_t *r,
+                           gcry_mpi_t n,
+                           const void *xts,  size_t xts_len,
+                           const void *skm,  size_t skm_len,
+                           const char *ctx);
+
+
 /**
  * @ingroup hash
  * @brief Derive key
@@ -1082,6 +1127,16 @@ char *
 GNUNET_CRYPTO_ecdsa_public_key_to_string (const struct GNUNET_CRYPTO_EcdsaPublicKey *pub);
 
 
+/**
+ * Convert a private key to a string.
+ *
+ * @param priv key to convert
+ * @return string representing @a pub
+ */
+char *
+GNUNET_CRYPTO_eddsa_private_key_to_string (const struct GNUNET_CRYPTO_EddsaPrivateKey *priv);
+
+
 /**
  * Convert a public key to a string.
  *
@@ -1211,6 +1266,17 @@ struct GNUNET_CRYPTO_EddsaPrivateKey *
 GNUNET_CRYPTO_eddsa_key_create (void);
 
 
+/**
+ * @ingroup crypto
+ * Create a new private key.  Clear with #GNUNET_CRYPTO_ecdhe_key_clear().
+ *
+ * @param[out] pk set to fresh private key;
+ * @return #GNUNET_OK on success, #GNUNET_SYSERR on failure
+ */
+int
+GNUNET_CRYPTO_ecdhe_key_create2 (struct GNUNET_CRYPTO_EcdhePrivateKey *pk);
+
+
 /**
  * @ingroup crypto
  * Create a new private key. Caller must free return value.
@@ -1327,7 +1393,7 @@ struct GNUNET_CRYPTO_EccPoint
  *
  * @param max maximum value the factor can be
  * @param mem memory to use (should be smaller than @a max), must not be zero.
- * @return @a max if dlog failed, otherwise the factor
+ * @return NULL on error
  */
 struct GNUNET_CRYPTO_EccDlogContext *
 GNUNET_CRYPTO_ecc_dlog_prepare (unsigned int max,
@@ -1340,7 +1406,7 @@ GNUNET_CRYPTO_ecc_dlog_prepare (unsigned int max,
  *
  * @param dlc precalculated values, determine range of factors
  * @param input point on the curve to factor
- * @return `dlc->max` if dlog failed, otherwise the factor
+ * @return INT_MAX if dlog failed, otherwise the factor
  */
 int
 GNUNET_CRYPTO_ecc_dlog (struct GNUNET_CRYPTO_EccDlogContext *edc,
@@ -1787,9 +1853,16 @@ struct GNUNET_CRYPTO_RsaPrivateKey;
 struct GNUNET_CRYPTO_RsaPublicKey;
 
 /**
- * Key used to blind a message
+ * Constant-size pre-secret for blinding key generation.
  */
-struct GNUNET_CRYPTO_RsaBlindingKey;
+struct GNUNET_CRYPTO_RsaBlindingKeySecret
+{
+  /**
+   * Bits used to generate the blinding key.  256 bits
+   * of entropy is enough.
+   */
+  uint32_t pre_secret[8] GNUNET_PACKED;
+};
 
 /**
  * @brief an RSA signature
@@ -1928,28 +2001,6 @@ struct GNUNET_CRYPTO_RsaPublicKey *
 GNUNET_CRYPTO_rsa_public_key_dup (const struct GNUNET_CRYPTO_RsaPublicKey *key);
 
 
-/**
- * Create a blinding key
- *
- * @param len length of the key in bits (i.e. 2048)
- * @return the newly created blinding key
- */
-struct GNUNET_CRYPTO_RsaBlindingKey *
-GNUNET_CRYPTO_rsa_blinding_key_create (unsigned int len);
-
-
-/**
- * Compare the values of two blinding keys.
- *
- * @param b1 one key
- * @param b2 the other key
- * @return 0 if the two are equal
- */
-int
-GNUNET_CRYPTO_rsa_blinding_key_cmp (struct GNUNET_CRYPTO_RsaBlindingKey *b1,
-                                   struct GNUNET_CRYPTO_RsaBlindingKey *b2);
-
-
 /**
  * Compare the values of two signatures.
  *
@@ -1985,55 +2036,22 @@ GNUNET_CRYPTO_rsa_public_key_cmp (struct GNUNET_CRYPTO_RsaPublicKey *p1,
                                  struct GNUNET_CRYPTO_RsaPublicKey *p2);
 
 
-/**
- * Destroy a blinding key
- *
- * @param bkey the blinding key to destroy
- */
-void
-GNUNET_CRYPTO_rsa_blinding_key_free (struct GNUNET_CRYPTO_RsaBlindingKey *bkey);
-
-
-/**
- * Encode the blinding key in a format suitable for
- * storing it into a file.
- *
- * @param bkey the blinding key
- * @param[out] buffer set to a buffer with the encoded key
- * @return size of memory allocated in @a buffer
- */
-size_t
-GNUNET_CRYPTO_rsa_blinding_key_encode (const struct GNUNET_CRYPTO_RsaBlindingKey *bkey,
-                                       char **buffer);
-
-
-/**
- * Decode the blinding key from the data-format back
- * to the "normal", internal format.
- *
- * @param buf the buffer where the public key data is stored
- * @param len the length of the data in @a buf
- * @return NULL on error
- */
-struct GNUNET_CRYPTO_RsaBlindingKey *
-GNUNET_CRYPTO_rsa_blinding_key_decode (const char *buf,
-                                       size_t len);
-
-
 /**
  * Blinds the given message with the given blinding key
  *
  * @param hash hash of the message to sign
  * @param bkey the blinding key
  * @param pkey the public key of the signer
- * @param[out] buffer set to a buffer with the blinded message to be signed
- * @return number of bytes stored in @a buffer
+ * @param[out] buf set to a buffer with the blinded message to be signed
+ * @param[out] buf_size number of bytes stored in @a buf
+ * @return #GNUNET_YES if successful, #GNUNET_NO if RSA key is malicious
  */
-size_t
+int
 GNUNET_CRYPTO_rsa_blind (const struct GNUNET_HashCode *hash,
-                         struct GNUNET_CRYPTO_RsaBlindingKey *bkey,
+                         const struct GNUNET_CRYPTO_RsaBlindingKeySecret *bks,
                          struct GNUNET_CRYPTO_RsaPublicKey *pkey,
-                         char **buffer);
+                         char **buf,
+                         size_t *buf_size);
 
 
 /**
@@ -2055,7 +2073,7 @@ GNUNET_CRYPTO_rsa_sign_blinded (const struct GNUNET_CRYPTO_RsaPrivateKey *key,
  *
  * @param key private key to use for the signing
  * @param hash the hash of the message to sign
- * @return NULL on error, signature on success
+ * @return NULL on error, including a malicious RSA key, signature on success
  */
 struct GNUNET_CRYPTO_RsaSignature *
 GNUNET_CRYPTO_rsa_sign_fdh (const struct GNUNET_CRYPTO_RsaPrivateKey *key,
@@ -2112,13 +2130,13 @@ GNUNET_CRYPTO_rsa_signature_dup (const struct GNUNET_CRYPTO_RsaSignature *sig);
  * #GNUNET_CRYPTO_rsa_blind().
  *
  * @param sig the signature made on the blinded signature purpose
- * @param bkey the blinding key used to blind the signature purpose
+ * @param bks the blinding key secret used to blind the signature purpose
  * @param pkey the public key of the signer
- * @return unblinded signature on success, NULL on error
+ * @return unblinded signature on success, NULL if RSA key is bad or malicious.
  */
 struct GNUNET_CRYPTO_RsaSignature *
-GNUNET_CRYPTO_rsa_unblind (struct GNUNET_CRYPTO_RsaSignature *sig,
-                          struct GNUNET_CRYPTO_RsaBlindingKey *bkey,
+GNUNET_CRYPTO_rsa_unblind (const struct GNUNET_CRYPTO_RsaSignature *sig,
+                          const struct GNUNET_CRYPTO_RsaBlindingKeySecret *bks,
                           struct GNUNET_CRYPTO_RsaPublicKey *pkey);
 
 
@@ -2129,7 +2147,7 @@ GNUNET_CRYPTO_rsa_unblind (struct GNUNET_CRYPTO_RsaSignature *sig,
  * @param hash the message to verify to match the @a sig
  * @param sig signature that is being validated
  * @param public_key public key of the signer
- * @returns #GNUNET_OK if ok, #GNUNET_SYSERR if invalid
+ * @returns #GNUNET_YES if ok, #GNUNET_NO if RSA key is malicious, #GNUNET_SYSERR if signature
  */
 int
 GNUNET_CRYPTO_rsa_verify (const struct GNUNET_HashCode *hash,