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catacomb/__init__.py: Show selected `hash' in *DSA{Pub,Priv} objects.
[catacomb-python] / catacomb / __init__.py
index d4eac309ea67c96589da77afc079815d89acb737..1a2b5f44dae692137e73a0edb9162a88d351a452 100644 (file)
 ### along with Catacomb/Python; if not, write to the Free Software Foundation,
 ### Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
 
+from __future__ import with_statement
+
 import _base
 import types as _types
 from binascii import hexlify as _hexify, unhexlify as _unhexify
+from contextlib import contextmanager as _ctxmgr
 from sys import argv as _argv
+from struct import pack as _pack
 
 ###--------------------------------------------------------------------------
 ### Basic stuff.
@@ -160,6 +164,96 @@ class _tmp:
 _augment(GHash, _tmp)
 _augment(Poly1305Hash, _tmp)
 
+class _HashBase (object):
+  ## The standard hash methods.  Assume that `hash' is defined and returns
+  ## the receiver.
+  def hashu8(me, n): return me.hash(_pack('B', n))
+  def hashu16l(me, n): return me.hash(_pack('<H', n))
+  def hashu16b(me, n): return me.hash(_pack('>H', n))
+  hashu16 = hashu16b
+  def hashu32l(me, n): return me.hash(_pack('<L', n))
+  def hashu32b(me, n): return me.hash(_pack('>L', n))
+  hashu32 = hashu32b
+  def hashu64l(me, n): return me.hash(_pack('<Q', n))
+  def hashu64b(me, n): return me.hash(_pack('>Q', n))
+  hashu64 = hashu64b
+  def hashbuf8(me, s): return me.hashu8(len(s)).hash(s)
+  def hashbuf16l(me, s): return me.hashu16l(len(s)).hash(s)
+  def hashbuf16b(me, s): return me.hashu16b(len(s)).hash(s)
+  hashbuf16 = hashbuf16b
+  def hashbuf32l(me, s): return me.hashu32l(len(s)).hash(s)
+  def hashbuf32b(me, s): return me.hashu32b(len(s)).hash(s)
+  hashbuf32 = hashbuf32b
+  def hashbuf64l(me, s): return me.hashu64l(len(s)).hash(s)
+  def hashbuf64b(me, s): return me.hashu64b(len(s)).hash(s)
+  hashbuf64 = hashbuf64b
+  def hashstrz(me, s): return me.hash(s).hashu8(0)
+
+class _ShakeBase (_HashBase):
+
+  ## Python gets really confused if I try to augment `__new__' on native
+  ## classes, so wrap and delegate.  Sorry.
+  def __init__(me, perso = '', *args, **kw):
+    super(_ShakeBase, me).__init__(*args, **kw)
+    me._h = me._SHAKE(perso = perso, func = me._FUNC)
+
+  ## Delegate methods...
+  def copy(me): new = me.__class__(); new._copy(me)
+  def _copy(me, other): me._h = other._h
+  def hash(me, m): me._h.hash(m); return me
+  def xof(me): me._h.xof(); return me
+  def get(me, n): return me._h.get(n)
+  def mask(me, m): return me._h.mask(m)
+  def done(me, n): return me._h.done(n)
+  def check(me, h): return ctstreq(h, me.done(len(h)))
+  @property
+  def state(me): return me._h.state
+  @property
+  def buffered(me): return me._h.buffered
+  @property
+  def rate(me): return me._h.rate
+
+class _tmp:
+  def check(me, h):
+    return ctstreq(h, me.done(len(h)))
+  def leftenc(me, n):
+    nn = MP(n).storeb()
+    return me.hashu8(len(nn)).hash(nn)
+  def rightenc(me, n):
+    nn = MP(n).storeb()
+    return me.hash(nn).hashu8(len(nn))
+  def stringenc(me, str):
+    return me.leftenc(8*len(str)).hash(str)
+  def bytepad_before(me):
+    return me.leftenc(me.rate)
+  def bytepad_after(me):
+    if me.buffered: me.hash(me._Z[:me.rate - me.buffered])
+    return me
+  @_ctxmgr
+  def bytepad(me):
+    me.bytepad_before()
+    yield me
+    me.bytepad_after()
+_augment(Shake, _tmp)
+_augment(_ShakeBase, _tmp)
+Shake._Z = _ShakeBase._Z = ByteString(200*'\0')
+
+class KMAC (_ShakeBase):
+  _FUNC = 'KMAC'
+  def __init__(me, k, *arg, **kw):
+    super(KMAC, me).__init__(*arg, **kw)
+    with me.bytepad(): me.stringenc(k)
+  def done(me, n = -1):
+    if n < 0: n = me._TAGSZ
+    me.rightenc(8*n)
+    return super(KMAC, me).done(n)
+  def xof(me):
+    me.rightenc(0)
+    return super(KMAC, me).xof()
+
+class KMAC128 (KMAC): _SHAKE = Shake128; _TAGSZ = 16
+class KMAC256 (KMAC): _SHAKE = Shake256; _TAGSZ = 32
+
 ###--------------------------------------------------------------------------
 ### NaCl `secretbox'.
 
@@ -706,21 +800,23 @@ _augment(RSAPriv, _tmp)
 ### DSA and related schemes.
 
 class _tmp:
-  def __repr__(me): return '%s(G = %r, p = %r)' % (_clsname(me), me.G, me.p)
+  def __repr__(me): return '%s(G = %r, p = %r, hash = %r)' % \
+        (_clsname(me), me.G, me.p, me.hash)
   def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
     ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
     if cyclep:
       pp.text('...')
     else:
       _pp_kv(pp, 'G', me.G); pp.text(','); pp.breakable()
-      _pp_kv(pp, 'p', me.p)
+      _pp_kv(pp, 'p', me.p); pp.text(','); pp.breakable()
+      _pp_kv(pp, 'hash', me.hash)
     pp.end_group(ind, ')')
 _augment(DSAPub, _tmp)
 _augment(KCDSAPub, _tmp)
 
 class _tmp:
-  def __repr__(me): return '%s(G = %r, u = %s, p = %r)' % \
-      (_clsname(me), me.G, _repr_secret(me.u), me.p)
+  def __repr__(me): return '%s(G = %r, u = %s, p = %r, hash = %r)' % \
+      (_clsname(me), me.G, _repr_secret(me.u), me.p, me.hash)
   def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
     ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
     if cyclep:
@@ -728,7 +824,8 @@ class _tmp:
     else:
       _pp_kv(pp, 'G', me.G); pp.text(','); pp.breakable()
       _pp_kv(pp, 'u', me.u, True); pp.text(','); pp.breakable()
-      _pp_kv(pp, 'p', me.p)
+      _pp_kv(pp, 'p', me.p); pp.text(','); pp.breakable()
+      _pp_kv(pp, 'hash', me.hash)
     pp.end_group(ind, ')')
 _augment(DSAPriv, _tmp)
 _augment(KCDSAPriv, _tmp)
@@ -741,77 +838,92 @@ X448_BASE = MP(5).storel(56)
 
 Z128 = ByteString.zero(16)
 
-class _BoxyPub (object):
+class _BasePub (object):
   def __init__(me, pub, *args, **kw):
-    if len(pub) != me._PUBSZ: raise ValueError, 'bad public key'
-    super(_BoxyPub, me).__init__(*args, **kw)
+    if not me._PUBSZ.check(len(pub)): raise ValueError, 'bad public key'
+    super(_BasePub, me).__init__(*args, **kw)
     me.pub = pub
   def __repr__(me): return '%s(pub = %r)' % (_clsname(me), me.pub)
+  def _pp(me, pp): _pp_kv(pp, 'pub', me.pub)
   def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
     ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
-    if cyclep:
-      pp.text('...')
-    else:
-      _pp_kv(pp, 'pub', me.pub)
+    if cyclep: pp.text('...')
+    else: me._pp(pp)
     pp.end_group(ind, ')')
 
-class _BoxyPriv (_BoxyPub):
+class _BasePriv (object):
   def __init__(me, priv, pub = None, *args, **kw):
-    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, *args, **kw)
+    if not me._KEYSZ.check(len(priv)): raise ValueError, 'bad private key'
+    if pub is None: pub = me._pubkey(priv)
+    super(_BasePriv, me).__init__(pub = pub, *args, **kw)
     me.priv = priv
+  @classmethod
+  def generate(cls, rng = rand):
+    return cls(rng.block(cls._KEYSZ.default))
+  def __repr__(me):
+    return '%s(priv = %d, pub = %r)' % \
+        (_clsname(me), _repr_secret(me.priv), me.pub)
+  def _pp(me, pp):
+    _pp_kv(pp, 'priv', me.priv, secretp = True); pp.text(','); pp.breakable()
+    super(_BasePriv, me)._pp(pp)
+
+class _XDHPub (_BasePub):  pass
+
+class _XDHPriv (_BasePriv):
+  def _pubkey(me, priv): return me._op(priv, me._BASE)
   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)
-  def __repr__(me): return '%s(priv = %s, pub = %r)' % \
-      (_clsname(me), _repr_secret(me.priv), me.pub)
-  def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
-    ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
-    if cyclep:
-      pp.text('...')
-    else:
-      _pp_kv(pp, 'priv', me.priv, True); pp.text(','); pp.breakable()
-      _pp_kv(pp, 'pub', me.pub)
-    pp.end_group(ind, ')')
+  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
+class X25519Pub (_XDHPub):
+  _PUBSZ = KeySZSet(X25519_PUBSZ)
   _BASE = X25519_BASE
 
-class X25519Priv (_BoxyPriv, X25519Pub):
-  _KEYSZ = X25519_KEYSZ
+class X25519Priv (_XDHPriv, X25519Pub):
+  _KEYSZ = KeySZSet(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
+class X448Pub (_XDHPub):
+  _PUBSZ = KeySZSet(X448_PUBSZ)
   _BASE = X448_BASE
 
-class X448Priv (_BoxyPriv, X448Pub):
-  _KEYSZ = X448_KEYSZ
+class X448Priv (_XDHPriv, X448Pub):
+  _KEYSZ = KeySZSet(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))
+  def _hashkey(me, z): return Shake256().hash(z).done(salsa20.keysz.default)
+
+class _EdDSAPub (_BasePub):
+  def beginhash(me): return me._HASH()
+  def endhash(me, h): return h.done()
+
+class _EdDSAPriv (_BasePriv, _EdDSAPub):
+  pass
+
+class Ed25519Pub (_EdDSAPub):
+  _PUBSZ = KeySZSet(ED25519_PUBSZ)
+  _HASH = sha512
+  def verify(me, msg, sig, **kw):
+    return ed25519_verify(me.pub, msg, sig, **kw)
+
+class Ed25519Priv (_EdDSAPriv, Ed25519Pub):
+  _KEYSZ = KeySZAny(ED25519_KEYSZ)
+  def _pubkey(me, priv): return ed25519_pubkey(priv)
+  def sign(me, msg, **kw):
+    return ed25519_sign(me.priv, msg, pub = me.pub, **kw)
+
+class Ed448Pub (_EdDSAPub):
+  _PUBSZ = KeySZSet(ED448_PUBSZ)
+  _HASH = shake256
+  def verify(me, msg, sig, **kw):
+    return ed448_verify(me.pub, msg, sig, **kw)
+
+class Ed448Priv (_EdDSAPriv, Ed448Pub):
+  _KEYSZ = KeySZAny(ED448_KEYSZ)
+  def _pubkey(me, priv): return ed448_pubkey(priv)
+  def sign(me, msg, **kw):
+    return ed448_sign(me.priv, msg, pub = me.pub, **kw)
 
 ###--------------------------------------------------------------------------
 ### Built-in named curves and prime groups.