chiark / gitweb /
catacomb/__init__.py: Use `%#x' rather than `hex' now.
[catacomb-python] / catacomb / __init__.py
index 6ed992ed07be2ccba238a4d25539c48f0edd4774..43d74d9a7bd7612d0ef1028a38b61b19d6e966ac 100644 (file)
@@ -56,9 +56,9 @@ def _init():
         setattr(c, j[plen:], classmethod(b[j]))
   for i in [gcciphers, gchashes, gcmacs, gcprps]:
     for c in i.itervalues():
-      d[c.name.replace('-', '_')] = c
+      d[c.name.replace('-', '_').translate(None, '/')] = c
   for c in gccrands.itervalues():
-    d[c.name.replace('-', '_') + 'rand'] = c
+    d[c.name.replace('-', '_').translate(None, '/') + 'rand'] = c
 _init()
 
 ## A handy function for our work: add the methods of a named class to an
@@ -94,21 +94,53 @@ class _tmp:
   def __repr__(me):
     return 'bytes(%r)' % hex(me)
 _augment(ByteString, _tmp)
+ByteString.__hash__ = str.__hash__
 bytes = ByteString.fromhex
 
+###--------------------------------------------------------------------------
+### Hashing.
+
+class _tmp:
+  def check(me, h):
+    hh = me.done()
+    return ctstreq(h, hh)
+_augment(GHash, _tmp)
+_augment(Poly1305Hash, _tmp)
+
+###--------------------------------------------------------------------------
+### NaCl `secretbox'.
+
+def secret_box(k, n, m):
+  E = xsalsa20(k).setiv(n)
+  r = E.enczero(poly1305.keysz.default)
+  s = E.enczero(poly1305.masksz)
+  y = E.encrypt(m)
+  t = poly1305(r)(s).hash(y).done()
+  return ByteString(t + y)
+
+def secret_unbox(k, n, c):
+  E = xsalsa20(k).setiv(n)
+  r = E.enczero(poly1305.keysz.default)
+  s = E.enczero(poly1305.masksz)
+  y = c[poly1305.tagsz:]
+  if not poly1305(r)(s).hash(y).check(c[0:poly1305.tagsz]):
+    raise ValueError, 'decryption failed'
+  return E.decrypt(c[poly1305.tagsz:])
+
 ###--------------------------------------------------------------------------
 ### Multiprecision integers and binary polynomials.
 
 def _split_rat(x):
-  if isinstance(x, Rat): return x._n, x._d
+  if isinstance(x, BaseRat): return x._n, x._d
   else: return x, 1
-class Rat (object):
+class BaseRat (object):
+  """Base class implementing fields of fractions over Euclidean domains."""
   def __new__(cls, a, b):
-    a, b = MP(a), MP(b)
+    a, b = cls.RING(a), cls.RING(b)
     q, r = divmod(a, b)
     if r == 0: return q
     g = b.gcd(r)
-    me = super(Rat, cls).__new__(cls)
+    me = super(BaseRat, cls).__new__(cls)
     me._n = a//g
     me._d = b//g
     return me
@@ -117,34 +149,40 @@ class Rat (object):
   @property
   def denom(me): return me._d
   def __str__(me): return '%s/%s' % (me._n, me._d)
-  def __repr__(me): return 'Rat(%s, %s)' % (me._n, me._d)
+  def __repr__(me): return '%s(%s, %s)' % (type(me).__name__, me._n, me._d)
 
   def __add__(me, you):
     n, d = _split_rat(you)
-    return Rat(me._n*d + n*me._d, d*me._d)
+    return type(me)(me._n*d + n*me._d, d*me._d)
   __radd__ = __add__
   def __sub__(me, you):
     n, d = _split_rat(you)
-    return Rat(me._n*d - n*me._d, d*me._d)
+    return type(me)(me._n*d - n*me._d, d*me._d)
   def __rsub__(me, you):
     n, d = _split_rat(you)
-    return Rat(n*me._d - me._n*d, d*me._d)
+    return type(me)(n*me._d - me._n*d, d*me._d)
   def __mul__(me, you):
     n, d = _split_rat(you)
-    return Rat(me._n*n, me._d*d)
+    return type(me)(me._n*n, me._d*d)
   def __div__(me, you):
     n, d = _split_rat(you)
-    return Rat(me._n*d, me._d*n)
+    return type(me)(me._n*d, me._d*n)
   def __rdiv__(me, you):
     n, d = _split_rat(you)
-    return Rat(me._d*n, me._n*d)
+    return type(me)(me._d*n, me._n*d)
   def __cmp__(me, you):
     n, d = _split_rat(you)
-    return cmp(me._n*d, n*me._d)
+    return type(me)(me._n*d, n*me._d)
   def __rcmp__(me, you):
     n, d = _split_rat(you)
     return cmp(n*me._d, me._n*d)
 
+class IntRat (BaseRat):
+  RING = MP
+
+class GFRat (BaseRat):
+  RING = GF
+
 class _tmp:
   def negp(x): return x < 0
   def posp(x): return x > 0
@@ -154,8 +192,8 @@ class _tmp:
   def mont(x): return MPMont(x)
   def barrett(x): return MPBarrett(x)
   def reduce(x): return MPReduce(x)
-  def __div__(me, you): return Rat(me, you)
-  def __rdiv__(me, you): return Rat(you, me)
+  def __div__(me, you): return IntRat(me, you)
+  def __rdiv__(me, you): return IntRat(you, me)
 _augment(MP, _tmp)
 
 class _tmp:
@@ -165,6 +203,8 @@ class _tmp:
   def halftrace(x, y): return x.reduce().halftrace(y)
   def modsqrt(x, y): return x.reduce().sqrt(y)
   def quadsolve(x, y): return x.reduce().quadsolve(y)
+  def __div__(me, you): return GFRat(me, you)
+  def __rdiv__(me, you): return GFRat(you, me)
 _augment(GF, _tmp)
 
 class _tmp:
@@ -184,14 +224,27 @@ _augment(Field, _tmp)
 
 class _tmp:
   def __repr__(me): return '%s(%sL)' % (type(me).__name__, me.p)
+  def __hash__(me): return 0x114401de ^ hash(me.p)
   def ec(me, a, b): return ECPrimeProjCurve(me, a, b)
 _augment(PrimeField, _tmp)
 
 class _tmp:
-  def __repr__(me): return '%s(%sL)' % (type(me).__name__, hex(me.p))
+  def __repr__(me): return '%s(%#xL)' % (type(me).__name__, me.p)
   def ec(me, a, b): return ECBinProjCurve(me, a, b)
 _augment(BinField, _tmp)
 
+class _tmp:
+  def __hash__(me): return 0x23e4701c ^ hash(me.p)
+_augment(BinPolyField, _tmp)
+
+class _tmp:
+  def __hash__(me):
+    h = 0x9a7d6240
+    h ^=   hash(me.p)
+    h ^= 2*hash(me.beta) & 0xffffffff
+    return h
+_augment(BinNormField, _tmp)
+
 class _tmp:
   def __str__(me): return str(me.value)
   def __repr__(me): return '%s(%s)' % (repr(me.field), repr(me.value))
@@ -211,6 +264,24 @@ class _tmp:
     return me(*args)
 _augment(ECCurve, _tmp)
 
+class _tmp:
+  def __hash__(me):
+    h = 0x6751d341
+    h ^=   hash(me.field)
+    h ^= 2*hash(me.a) ^ 0xffffffff
+    h ^= 5*hash(me.b) ^ 0xffffffff
+    return h
+_augment(ECPrimeCurve, _tmp)
+
+class _tmp:
+  def __hash__(me):
+    h = 0x2ac203c5
+    h ^=   hash(me.field)
+    h ^= 2*hash(me.a) ^ 0xffffffff
+    h ^= 5*hash(me.b) ^ 0xffffffff
+    return h
+_augment(ECBinCurve, _tmp)
+
 class _tmp:
   def __repr__(me):
     if not me: return 'ECPt()'
@@ -224,6 +295,11 @@ class _tmp:
   def __repr__(me):
     return 'ECInfo(curve = %r, G = %r, r = %s, h = %s)' % \
            (me.curve, me.G, me.r, me.h)
+  def __hash__(me):
+    h = 0x9bedb8de
+    h ^=   hash(me.curve)
+    h ^= 2*hash(me.G) & 0xffffffff
+    return h
   def group(me):
     return ECGroup(me)
 _augment(ECInfo, _tmp)
@@ -290,6 +366,30 @@ class _tmp:
     return '%s(%r)' % (type(me).__name__, me.info)
 _augment(Group, _tmp)
 
+class _tmp:
+  def __hash__(me):
+    info = me.info
+    h = 0xbce3cfe6
+    h ^=   hash(info.p)
+    h ^= 2*hash(info.r) & 0xffffffff
+    h ^= 5*hash(info.g) & 0xffffffff
+    return h
+_augment(PrimeGroup, _tmp)
+
+class _tmp:
+  def __hash__(me):
+    info = me.info
+    h = 0x80695949
+    h ^=   hash(info.p)
+    h ^= 2*hash(info.r) & 0xffffffff
+    h ^= 5*hash(info.g) & 0xffffffff
+    return h
+_augment(BinGroup, _tmp)
+
+class _tmp:
+  def __hash__(me): return 0x0ec23dab ^ hash(me.info)
+_augment(ECGroup, _tmp)
+
 class _tmp:
   def __repr__(me):
     return '%r(%r)' % (me.group, str(me))
@@ -358,6 +458,72 @@ class _tmp:
   def sign(me, msg, enc): return me.privop(enc.encode(msg, me.n.nbits))
 _augment(RSAPriv, _tmp)
 
+###--------------------------------------------------------------------------
+### Bernstein's elliptic curve crypto and related schemes.
+
+X25519_BASE = \
+  bytes('0900000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000')
+
+X448_BASE = \
+  bytes('05000000000000000000000000000000000000000000000000000000'
+        '00000000000000000000000000000000000000000000000000000000')
+
+Z128 = bytes('00000000000000000000000000000000')
+
+class _BoxyPub (object):
+  def __init__(me, pub, *kw, **kwargs):
+    if len(pub) != me._PUBSZ: raise ValueError, 'bad public key'
+    super(_BoxyPub, me).__init__(*kw, **kwargs)
+    me.pub = pub
+
+class _BoxyPriv (_BoxyPub):
+  def __init__(me, priv, pub = None, *kw, **kwargs):
+    if len(priv) != me._KEYSZ: raise ValueError, 'bad private key'
+    if pub is None: pub = me._op(priv, me._BASE)
+    super(_BoxyPriv, me).__init__(pub = pub, *kw, **kwargs)
+    me.priv = priv
+  def agree(me, you): return me._op(me.priv, you.pub)
+  def boxkey(me, recip):
+    return me._hashkey(me.agree(recip))
+  def box(me, recip, n, m):
+    return secret_box(me.boxkey(recip), n, m)
+  def unbox(me, recip, n, c):
+    return secret_unbox(me.boxkey(recip, n, c))
+
+class X25519Pub (_BoxyPub):
+  _PUBSZ = X25519_PUBSZ
+  _BASE = X25519_BASE
+
+class X25519Priv (_BoxyPriv, X25519Pub):
+  _KEYSZ = X25519_KEYSZ
+  def _op(me, k, X): return x25519(k, X)
+  def _hashkey(me, z): return hsalsa20_prf(z, Z128)
+
+class X448Pub (_BoxyPub):
+  _PUBSZ = X448_PUBSZ
+  _BASE = X448_BASE
+
+class X448Priv (_BoxyPriv, X448Pub):
+  _KEYSZ = X448_KEYSZ
+  def _op(me, k, X): return x448(k, X)
+  ##def _hashkey(me, z): return ???
+
+class Ed25519Pub (object):
+  def __init__(me, pub):
+    me.pub = pub
+  def verify(me, msg, sig):
+    return ed25519_verify(me.pub, msg, sig)
+
+class Ed25519Priv (Ed25519Pub):
+  def __init__(me, priv):
+    me.priv = priv
+    Ed25519Pub.__init__(me, ed25519_pubkey(priv))
+  def sign(me, msg):
+    return ed25519_sign(me.priv, msg, pub = me.pub)
+  @classmethod
+  def generate(cls, rng = rand):
+    return cls(rng.block(ED25519_KEYSZ))
+
 ###--------------------------------------------------------------------------
 ### Built-in named curves and prime groups.