chiark / gitweb /
catacomb/__init__.py: Settle on SHAKE256 for X448 box-key generation.
[catacomb-python] / catacomb / __init__.py
index cda656d81286243d3d207d38f891f34cdc087d4e..5cbf9935e901e666818b8ad7008b512b41be988b 100644 (file)
@@ -1,42 +1,57 @@
-# -*-python-*-
-#
-# $Id$
-#
-# Setup for Catacomb/Python bindings
-#
-# (c) 2004 Straylight/Edgeware
-#
-
-#----- Licensing notice -----------------------------------------------------
-#
-# This file is part of the Python interface to Catacomb.
-#
-# Catacomb/Python is free software; you can redistribute it and/or modify
-# it under the terms of the GNU General Public License as published by
-# the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
-# (at your option) any later version.
-#
-# Catacomb/Python is distributed in the hope that it will be useful,
-# but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
-# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
-# GNU General Public License for more details.
-#
-# You should have received a copy of the GNU General Public License
-# along with Catacomb/Python; if not, write to the Free Software Foundation,
-# Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
-
-#----- Imports --------------------------------------------------------------
+### -*-python-*-
+###
+### Setup for Catacomb/Python bindings
+###
+### (c) 2004 Straylight/Edgeware
+###
+
+###----- Licensing notice ---------------------------------------------------
+###
+### This file is part of the Python interface to Catacomb.
+###
+### Catacomb/Python is free software; you can redistribute it and/or modify
+### it under the terms of the GNU General Public License as published by
+### the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
+### (at your option) any later version.
+###
+### Catacomb/Python is distributed in the hope that it will be useful,
+### but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+### MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+### GNU General Public License for more details.
+###
+### You should have received a copy of the GNU General Public License
+### 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 ----------------------------------------------------------
+###--------------------------------------------------------------------------
+### Basic stuff.
 
 ## For the benefit of the default keyreporter, we need the program na,e.
 _base._ego(_argv[0])
 
+## How to fix a name back into the right identifier.  Alas, the rules are not
+## consistent.
+def _fixname(name):
+
+  ## Hyphens consistently become underscores.
+  name = name.replace('-', '_')
+
+  ## But slashes might become underscores or just vanish.
+  if name.startswith('salsa20'): name = name.translate(None, '/')
+  else: name = name.replace('/', '_')
+
+  ## Done.
+  return name
+
 ## Initialize the module.  Drag in the static methods of the various
 ## classes; create names for the various known crypto algorithms.
 def _init():
@@ -45,23 +60,24 @@ def _init():
   for i in b:
     if i[0] != '_':
       d[i] = b[i];
-  for i in ['MP', 'GF', 'Field',
-           'ECPt', 'ECPtCurve', 'ECCurve', 'ECInfo',
-           'DHInfo', 'BinDHInfo', 'RSAPriv', 'BBSPriv',
-           'PrimeFilter', 'RabinMiller',
-           'Group', 'GE',
-           'KeyData']:
+  for i in ['ByteString',
+            'MP', 'GF', 'Field',
+            'ECPt', 'ECPtCurve', 'ECCurve', 'ECInfo',
+            'DHInfo', 'BinDHInfo', 'RSAPriv', 'BBSPriv',
+            'PrimeFilter', 'RabinMiller',
+            'Group', 'GE',
+            'KeySZ', 'KeyData']:
     c = d[i]
     pre = '_' + i + '_'
     plen = len(pre)
     for j in b:
       if j[:plen] == pre:
-       setattr(c, j[plen:], classmethod(b[j]))
+        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[_fixname(c.name)] = c
   for c in gccrands.itervalues():
-    d[c.name.replace('-', '_') + 'rand'] = c
+    d[_fixname(c.name + 'rand')] = c
 _init()
 
 ## A handy function for our work: add the methods of a named class to an
@@ -85,7 +101,46 @@ def _checkend(r):
     raise SyntaxError, 'junk at end of string'
   return x
 
-#----- Bytestrings ----------------------------------------------------------
+## Some pretty-printing utilities.
+PRINT_SECRETS = False
+def _clsname(me): return type(me).__name__
+def _repr_secret(thing, secretp = True):
+  if not secretp or PRINT_SECRETS: return repr(thing)
+  else: return '#<SECRET>'
+def _pp_str(me, pp, cyclep): pp.text(cyclep and '...' or str(me))
+def _pp_secret(pp, thing, secretp = True):
+  if not secretp or PRINT_SECRETS: pp.pretty(thing)
+  else: pp.text('#<SECRET>')
+def _pp_bgroup(pp, text):
+  ind = len(text)
+  pp.begin_group(ind, text)
+  return ind
+def _pp_bgroup_tyname(pp, obj, open = '('):
+  return _pp_bgroup(pp, _clsname(obj) + open)
+def _pp_kv(pp, k, v, secretp = False):
+  ind = _pp_bgroup(pp, k + ' = ')
+  _pp_secret(pp, v, secretp)
+  pp.end_group(ind, '')
+def _pp_commas(pp, printfn, items):
+  firstp = True
+  for i in items:
+    if firstp: firstp = False
+    else: pp.text(','); pp.breakable()
+    printfn(i)
+def _pp_dict(pp, items):
+  def p((k, v)):
+    pp.begin_group(0)
+    pp.pretty(k)
+    pp.text(':')
+    pp.begin_group(2)
+    pp.breakable()
+    pp.pretty(v)
+    pp.end_group(2)
+    pp.end_group(0)
+  _pp_commas(pp, p, items)
+
+###--------------------------------------------------------------------------
+### Bytestrings.
 
 class _tmp:
   def fromhex(x):
@@ -96,9 +151,185 @@ class _tmp:
   def __repr__(me):
     return 'bytes(%r)' % hex(me)
 _augment(ByteString, _tmp)
+ByteString.__hash__ = str.__hash__
 bytes = ByteString.fromhex
 
-#----- Multiprecision integers and binary polynomials -----------------------
+###--------------------------------------------------------------------------
+### Hashing.
+
+class _tmp:
+  def check(me, h):
+    hh = me.done()
+    return ctstreq(h, hh)
+_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'.
+
+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, BaseRat): return x._n, x._d
+  else: return x, 1
+class BaseRat (object):
+  """Base class implementing fields of fractions over Euclidean domains."""
+  def __new__(cls, a, 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(BaseRat, cls).__new__(cls)
+    me._n = a//g
+    me._d = b//g
+    return me
+  @property
+  def numer(me): return me._n
+  @property
+  def denom(me): return me._d
+  def __str__(me): return '%s/%s' % (me._n, me._d)
+  def __repr__(me): return '%s(%s, %s)' % (_clsname(me), me._n, me._d)
+  _repr_pretty_ = _pp_str
+
+  def __add__(me, you):
+    n, d = _split_rat(you)
+    return type(me)(me._n*d + n*me._d, d*me._d)
+  __radd__ = __add__
+  def __sub__(me, you):
+    n, d = _split_rat(you)
+    return type(me)(me._n*d - n*me._d, d*me._d)
+  def __rsub__(me, you):
+    n, d = _split_rat(you)
+    return type(me)(n*me._d - me._n*d, d*me._d)
+  def __mul__(me, you):
+    n, d = _split_rat(you)
+    return type(me)(me._n*n, me._d*d)
+  def __div__(me, you):
+    n, d = _split_rat(you)
+    return type(me)(me._n*d, me._d*n)
+  def __rdiv__(me, you):
+    n, d = _split_rat(you)
+    return type(me)(me._d*n, me._n*d)
+  def __cmp__(me, you):
+    n, d = _split_rat(you)
+    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
@@ -109,11 +340,9 @@ class _tmp:
   def mont(x): return MPMont(x)
   def barrett(x): return MPBarrett(x)
   def reduce(x): return MPReduce(x)
-  def factorial(x):
-    'factorial(X) -> X!'
-    if x < 0: raise ValueError, 'factorial argument must be > 0'
-    return MPMul.product(xrange(1, x + 1))
-  factorial = staticmethod(factorial)
+  def __div__(me, you): return IntRat(me, you)
+  def __rdiv__(me, you): return IntRat(you, me)
+  _repr_pretty_ = _pp_str
 _augment(MP, _tmp)
 
 class _tmp:
@@ -123,6 +352,9 @@ 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)
+  _repr_pretty_ = _pp_str
 _augment(GF, _tmp)
 
 class _tmp:
@@ -132,7 +364,8 @@ class _tmp:
   product = staticmethod(product)
 _augment(MPMul, _tmp)
 
-#----- Abstract fields ------------------------------------------------------
+###--------------------------------------------------------------------------
+### Abstract fields.
 
 class _tmp:
   def fromstring(str): return _checkend(Field.parse(str))
@@ -140,25 +373,59 @@ class _tmp:
 _augment(Field, _tmp)
 
 class _tmp:
-  def __repr__(me): return '%s(%sL)' % (type(me).__name__, me.p)
+  def __repr__(me): return '%s(%sL)' % (_clsname(me), me.p)
+  def __hash__(me): return 0x114401de ^ hash(me.p)
+  def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
+    ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
+    if cyclep: pp.text('...')
+    else: pp.pretty(me.p)
+    pp.end_group(ind, ')')
   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)' % (_clsname(me), me.p)
   def ec(me, a, b): return ECBinProjCurve(me, a, b)
+  def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
+    ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
+    if cyclep: pp.text('...')
+    else: pp.text('%#x' % me.p)
+    pp.end_group(ind, ')')
 _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))
+  _repr_pretty_ = _pp_str
 _augment(FE, _tmp)
 
-#----- Elliptic curves ------------------------------------------------------
+###--------------------------------------------------------------------------
+### Elliptic curves.
 
 class _tmp:
   def __repr__(me):
-    return '%s(%r, %s, %s)' % (type(me).__name__, me.field, me.a, me.b)
+    return '%s(%r, %s, %s)' % (_clsname(me), me.field, me.a, me.b)
+  def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
+    ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
+    if cyclep:
+      pp.text('...')
+    else:
+      pp.pretty(me.field); pp.text(','); pp.breakable()
+      pp.pretty(me.a); pp.text(','); pp.breakable()
+      pp.pretty(me.b)
+    pp.end_group(ind, ')')
   def frombuf(me, s):
     return ecpt.frombuf(me, s)
   def fromraw(me, s):
@@ -167,19 +434,62 @@ 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()'
-    return 'ECPt(%s, %s)' % (me.ix, me.iy)
+    if not me: return '%s()' % _clsname(me)
+    return '%s(%s, %s)' % (_clsname(me), me.ix, me.iy)
   def __str__(me):
     if not me: return 'inf'
     return '(%s, %s)' % (me.ix, me.iy)
+  def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
+    if cyclep:
+      pp.text('...')
+    elif not me:
+      pp.text('inf')
+    else:
+      ind = _pp_bgroup(pp, '(')
+      pp.pretty(me.ix); pp.text(','); pp.breakable()
+      pp.pretty(me.iy)
+      pp.end_group(ind, ')')
 _augment(ECPt, _tmp)
 
 class _tmp:
   def __repr__(me):
-    return 'ECInfo(curve = %r, G = %r, r = %s, h = %s)' % \
-          (me.curve, me.G, me.r, me.h)
+    return '%s(curve = %r, G = %r, r = %s, h = %s)' % \
+           (_clsname(me), me.curve, me.G, me.r, me.h)
+  def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
+    ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
+    if cyclep:
+      pp.text('...')
+    else:
+      _pp_kv(pp, 'curve', me.curve); pp.text(','); pp.breakable()
+      _pp_kv(pp, 'G', me.G); pp.text(','); pp.breakable()
+      _pp_kv(pp, 'r', me.r); pp.text(','); pp.breakable()
+      _pp_kv(pp, 'h', me.h)
+    pp.end_group(ind, ')')
+  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)
@@ -191,20 +501,41 @@ class _tmp:
   def __str__(me):
     if not me: return 'inf'
     return '(%s, %s)' % (me.x, me.y)
+  def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
+    if cyclep:
+      pp.text('...')
+    elif not me:
+      pp.text('inf')
+    else:
+      ind = _pp_bgroup(pp, '(')
+      pp.pretty(me.x); pp.text(','); pp.breakable()
+      pp.pretty(me.y)
+      pp.end_group(ind, ')')
 _augment(ECPtCurve, _tmp)
 
-#----- Key sizes ------------------------------------------------------------
+###--------------------------------------------------------------------------
+### Key sizes.
 
 class _tmp:
-  def __repr__(me): return 'KeySZAny(%d)' % me.default
+  def __repr__(me): return '%s(%d)' % (_clsname(me), me.default)
   def check(me, sz): return True
   def best(me, sz): return sz
 _augment(KeySZAny, _tmp)
 
 class _tmp:
   def __repr__(me):
-    return 'KeySZRange(%d, %d, %d, %d)' % \
-          (me.default, me.min, me.max, me.mod)
+    return '%s(%d, %d, %d, %d)' % \
+           (_clsname(me), me.default, me.min, me.max, me.mod)
+  def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
+    ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
+    if cyclep:
+      pp.text('...')
+    else:
+      pp.pretty(me.default); pp.text(','); pp.breakable()
+      pp.pretty(me.min); pp.text(','); pp.breakable()
+      pp.pretty(me.max); pp.text(','); pp.breakable()
+      pp.pretty(me.mod)
+    pp.end_group(ind, ')')
   def check(me, sz): return me.min <= sz <= me.max and sz % me.mod == 0
   def best(me, sz):
     if sz < me.min: raise ValueError, 'key too small'
@@ -213,7 +544,17 @@ class _tmp:
 _augment(KeySZRange, _tmp)
 
 class _tmp:
-  def __repr__(me): return 'KeySZSet(%d, %s)' % (me.default, me.set)
+  def __repr__(me): return '%s(%d, %s)' % (_clsname(me), me.default, me.set)
+  def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
+    ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
+    if cyclep:
+      pp.text('...')
+    else:
+      pp.pretty(me.default); pp.text(','); pp.breakable()
+      ind1 = _pp_bgroup(pp, '{')
+      _pp_commas(pp, pp.pretty, me.set)
+      pp.end_group(ind1, '}')
+    pp.end_group(ind, ')')
   def check(me, sz): return sz in me.set
   def best(me, sz):
     found = -1
@@ -223,12 +564,91 @@ class _tmp:
     return found
 _augment(KeySZSet, _tmp)
 
-#----- Abstract groups ------------------------------------------------------
+###--------------------------------------------------------------------------
+### Key data objects.
+
+class _tmp:
+  def __repr__(me): return '%s(%r)' % (_clsname(me), me.name)
+_augment(KeyFile, _tmp)
+
+class _tmp:
+  def __repr__(me): return '%s(%r)' % (_clsname(me), me.fulltag)
+_augment(Key, _tmp)
 
 class _tmp:
   def __repr__(me):
-    return '%s(p = %s, r = %s, g = %s)' % \
-          (type(me).__name__, me.p, me.r, me.g)
+    return '%s({%s})' % (_clsname(me),
+                         ', '.join(['%r: %r' % kv for kv in me.iteritems()]))
+  def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
+    ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
+    if cyclep: pp.text('...')
+    else: _pp_dict(pp, me.iteritems())
+    pp.end_group(ind, ')')
+_augment(KeyAttributes, _tmp)
+
+class _tmp:
+  def __repr__(me):
+    return '%s(%s, %r)' % (_clsname(me),
+                           _repr_secret(me._guts(),
+                                        not (me.flags & KF_NONSECRET)),
+                           me.writeflags(me.flags))
+  def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
+    ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
+    if cyclep:
+      pp.text('...')
+    else:
+      _pp_secret(pp, me._guts(), not (me.flags & KF_NONSECRET))
+      pp.text(','); pp.breakable()
+      pp.pretty(me.writeflags(me.flags))
+    pp.end_group(ind, ')')
+_augment(KeyData, _tmp)
+
+class _tmp:
+  def _guts(me): return me.bin
+_augment(KeyDataBinary, _tmp)
+
+class _tmp:
+  def _guts(me): return me.ct
+_augment(KeyDataEncrypted, _tmp)
+
+class _tmp:
+  def _guts(me): return me.mp
+_augment(KeyDataMP, _tmp)
+
+class _tmp:
+  def _guts(me): return me.str
+_augment(KeyDataString, _tmp)
+
+class _tmp:
+  def _guts(me): return me.ecpt
+_augment(KeyDataECPt, _tmp)
+
+class _tmp:
+  def __repr__(me):
+    return '%s({%s})' % (_clsname(me),
+                         ', '.join(['%r: %r' % kv for kv in me.iteritems()]))
+  def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
+    ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me, '({ ')
+    if cyclep: pp.text('...')
+    else: _pp_dict(pp, me.iteritems())
+    pp.end_group(ind, ' })')
+_augment(KeyDataStructured, _tmp)
+
+###--------------------------------------------------------------------------
+### Abstract groups.
+
+class _tmp:
+  def __repr__(me):
+    return '%s(p = %s, r = %s, g = %s)' % (_clsname(me), me.p, me.r, me.g)
+  def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
+    ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
+    if cyclep:
+      pp.text('...')
+    else:
+      _pp_kv(pp, 'p', me.p); pp.text(','); pp.breakable()
+      _pp_kv(pp, 'r', me.r); pp.text(','); pp.breakable()
+      _pp_kv(pp, 'g', me.g)
+    pp.end_group(ind, ')')
 _augment(FGInfo, _tmp)
 
 class _tmp:
@@ -241,15 +661,50 @@ _augment(BinDHInfo, _tmp)
 
 class _tmp:
   def __repr__(me):
-    return '%s(%r)' % (type(me).__name__, me.info)
+    return '%s(%r)' % (_clsname(me), me.info)
+  def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
+    ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
+    if cyclep: pp.text('...')
+    else: pp.pretty(me.info)
+    pp.end_group(ind, ')')
 _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
+  def _get_geval(me, x): return MP(x)
+_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
+  def _get_geval(me, x): return GF(x)
+_augment(BinGroup, _tmp)
+
+class _tmp:
+  def __hash__(me): return 0x0ec23dab ^ hash(me.info)
+  def _get_geval(me, x): return x.toec()
+_augment(ECGroup, _tmp)
+
 class _tmp:
   def __repr__(me):
     return '%r(%r)' % (me.group, str(me))
+  def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
+    pp.pretty(type(me)._get_geval(me))
 _augment(GE, _tmp)
 
-#----- RSA encoding techniques ----------------------------------------------
+###--------------------------------------------------------------------------
+### RSA encoding techniques.
 
 class PKCS1Crypt (object):
   def __init__(me, ep = '', rng = rand):
@@ -292,7 +747,7 @@ class PSS (object):
     return _base._pss_encode(msg, nbits, me.mgf, me.hash, me.saltsz, me.rng)
   def decode(me, msg, sig, nbits):
     return _base._pss_decode(msg, sig, nbits,
-                            me.mgf, me.hash, me.saltsz, me.rng)
+                             me.mgf, me.hash, me.saltsz, me.rng)
 
 class _tmp:
   def encrypt(me, msg, enc):
@@ -304,22 +759,175 @@ class _tmp:
       return x is None or x == msg
     except ValueError:
       return False
+  def __repr__(me):
+    return '%s(n = %r, e = %r)' % (_clsname(me), me.n, me.e)
+  def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
+    ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
+    if cyclep:
+      pp.text('...')
+    else:
+      _pp_kv(pp, 'n', me.n); pp.text(','); pp.breakable()
+      _pp_kv(pp, 'e', me.e)
+    pp.end_group(ind, ')')
 _augment(RSAPub, _tmp)
 
 class _tmp:
   def decrypt(me, ct, enc): return enc.decode(me.privop(ct), me.n.nbits)
   def sign(me, msg, enc): return me.privop(enc.encode(msg, me.n.nbits))
+  def __repr__(me):
+    return '%s(n = %r, e = %r, d = %s, ' \
+      'p = %s, q = %s, dp = %s, dq = %s, q_inv = %s)' % \
+      (_clsname(me), me.n, me.e,
+       _repr_secret(me.d), _repr_secret(me.p), _repr_secret(me.q),
+       _repr_secret(me.dp), _repr_secret(me.dq), _repr_secret(me.q_inv))
+  def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
+    ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
+    if cyclep:
+      pp.text('...')
+    else:
+      _pp_kv(pp, 'n', me.n); pp.text(','); pp.breakable()
+      _pp_kv(pp, 'e', me.e); pp.text(','); pp.breakable()
+      _pp_kv(pp, 'd', me.d, secretp = True); pp.text(','); pp.breakable()
+      _pp_kv(pp, 'p', me.p, secretp = True); pp.text(','); pp.breakable()
+      _pp_kv(pp, 'q', me.q, secretp = True); pp.text(','); pp.breakable()
+      _pp_kv(pp, 'dp', me.dp, secretp = True); pp.text(','); pp.breakable()
+      _pp_kv(pp, 'dq', me.dq, secretp = True); pp.text(','); pp.breakable()
+      _pp_kv(pp, 'q_inv', me.q_inv, secretp = True)
+    pp.end_group(ind, ')')
 _augment(RSAPriv, _tmp)
 
-#----- Built-in named curves and prime groups -------------------------------
+###--------------------------------------------------------------------------
+### DSA and related schemes.
+
+class _tmp:
+  def __repr__(me): return '%s(G = %r, p = %r)' % (_clsname(me), me.G, me.p)
+  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.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_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, 'u', me.u, True); pp.text(','); pp.breakable()
+      _pp_kv(pp, 'p', me.p)
+    pp.end_group(ind, ')')
+_augment(DSAPriv, _tmp)
+_augment(KCDSAPriv, _tmp)
+
+###--------------------------------------------------------------------------
+### Bernstein's elliptic curve crypto and related schemes.
+
+X25519_BASE = MP(9).storel(32)
+X448_BASE = MP(5).storel(56)
+
+Z128 = ByteString.zero(16)
+
+class _BasePub (object):
+  def __init__(me, pub, *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: me._pp(pp)
+    pp.end_group(ind, ')')
+
+class _BasePriv (object):
+  def __init__(me, priv, pub = None, *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)
+
+class X25519Pub (_XDHPub):
+  _PUBSZ = KeySZSet(X25519_PUBSZ)
+  _BASE = X25519_BASE
+
+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 (_XDHPub):
+  _PUBSZ = KeySZSet(X448_PUBSZ)
+  _BASE = X448_BASE
+
+class X448Priv (_XDHPriv, X448Pub):
+  _KEYSZ = KeySZSet(X448_KEYSZ)
+  def _op(me, k, X): return x448(k, X)
+  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)
+
+###--------------------------------------------------------------------------
+### Built-in named curves and prime groups.
 
 class _groupmap (object):
   def __init__(me, map, nth):
     me.map = map
     me.nth = nth
-    me.i = [None] * (max(map.values()) + 1)
+    me._n = max(map.values()) + 1
+    me.i = me._n*[None]
   def __repr__(me):
-    return '{%s}' % ', '.join(['%r: %r' % (k, me[k]) for k in me])
+    return '{%s}' % ', '.join(['%r: %r' % kv for kv in me.iteritems()])
+  def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
+    ind = _pp_bgroup(pp, '{ ')
+    if cyclep: pp.text('...')
+    else: _pp_dict(pp, me.iteritems())
+    pp.end_group(ind, ' }')
+  def __len__(me):
+    return me._n
   def __contains__(me, k):
     return k in me.map
   def __getitem__(me, k):
@@ -331,15 +939,26 @@ class _groupmap (object):
     raise TypeError, "immutable object"
   def __iter__(me):
     return iter(me.map)
+  def iterkeys(me):
+    return iter(me.map)
+  def itervalues(me):
+    for k in me:
+      yield me[k]
+  def iteritems(me):
+    for k in me:
+      yield k, me[k]
   def keys(me):
     return [k for k in me]
   def values(me):
     return [me[k] for k in me]
+  def items(me):
+    return [(k, me[k]) for k in me]
 eccurves = _groupmap(_base._eccurves, ECInfo._curven)
 primegroups = _groupmap(_base._pgroups, DHInfo._groupn)
 bingroups = _groupmap(_base._bingroups, BinDHInfo._groupn)
 
-#----- Prime number generation ----------------------------------------------
+###--------------------------------------------------------------------------
+### Prime number generation.
 
 class PrimeGenEventHandler (object):
   def pg_begin(me, ev):
@@ -504,20 +1123,20 @@ class SimulTester (PrimeGenEventHandler):
 def sgprime(start, step = 2, name = 'p', event = pgen_nullev, nsteps = 0):
   start = MP(start)
   return pgen(start, name, SimulStepper(step = step), SimulTester(), event,
-             nsteps, RabinMiller.iters(start.nbits))
+              nsteps, RabinMiller.iters(start.nbits))
 
 def findprimitive(mod, hh = [], exp = None, name = 'g', event = pgen_nullev):
   return pgen(0, name, PrimitiveStepper(), PrimitiveTester(mod, hh, exp),
-             event, 0, 1)
+              event, 0, 1)
 
 def kcdsaprime(pbits, qbits, rng = rand,
-              event = pgen_nullev, name = 'p', nsteps = 0):
+               event = pgen_nullev, name = 'p', nsteps = 0):
   hbits = pbits - qbits
   h = pgen(rng.mp(hbits, 1), name + ' [h]',
-          PrimeGenStepper(2), PrimeGenTester(),
-          event, nsteps, RabinMiller.iters(hbits))
+           PrimeGenStepper(2), PrimeGenTester(),
+           event, nsteps, RabinMiller.iters(hbits))
   q = pgen(rng.mp(qbits, 1), name, SimulStepper(2 * h, 1, 2),
-          SimulTester(2 * h, 1), event, nsteps, RabinMiller.iters(qbits))
+           SimulTester(2 * h, 1), event, nsteps, RabinMiller.iters(qbits))
   p = 2 * q * h + 1
   return p, q, h