chiark / gitweb /
23bbf7f5cee9b830f086936c9ec211c9d12ae731
[catacomb] / pub / dsa-sign.c
1 /* -*-c-*-
2  *
3  * DSA signing operation
4  *
5  * (c) 1999 Straylight/Edgeware
6  */
7
8 /*----- Licensing notice --------------------------------------------------*
9  *
10  * This file is part of Catacomb.
11  *
12  * Catacomb is free software; you can redistribute it and/or modify
13  * it under the terms of the GNU Library General Public License as
14  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
15  * License, or (at your option) any later version.
16  *
17  * Catacomb is distributed in the hope that it will be useful,
18  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
19  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
20  * GNU Library General Public License for more details.
21  *
22  * You should have received a copy of the GNU Library General Public
23  * License along with Catacomb; if not, write to the Free
24  * Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
25  * MA 02111-1307, USA.
26  */
27
28 /*----- Header files ------------------------------------------------------*/
29
30 #include "dsa.h"
31 #include "mp.h"
32 #include "mpbarrett.h"
33 #include "mpmont.h"
34
35 /*----- Main code ---------------------------------------------------------*/
36
37 /* --- @dsa_mksig@ --- *
38  *
39  * Arguments:   @const dsa_param *dp@ = pointer to DSA parameters
40  *              @mp *a@ = secret signing key
41  *              @mp *m@ = message to be signed
42  *              @mp *k@ = random data
43  *              @mp **rr, **ss@ = where to put output parameters
44  *
45  * Returns:     ---
46  *
47  * Use:         Computes a DSA signature of a message.
48  */
49
50 void dsa_mksig(const dsa_param *dp, mp *a, mp *m, mp *k, mp **rr, mp **ss)
51 {
52   mpmont pm;
53   mpbarrett qb;
54   mp *k1, *r;
55   mp *ar;
56
57   /* --- Compute %$r = (g^k \bmod p) \bmod q$% --- */
58
59   mpmont_create(&pm, dp->p);
60   r = mpmont_exp(&pm, MP_NEW, dp->g, k);
61   mpmont_destroy(&pm);
62   mp_div(0, &r, r, dp->q);
63
64   /* --- Compute %$k^{-1} \bmod q$% --- */
65
66   k1 = mp_modinv(MP_NEW, k, dp->q);
67
68   /* --- Now for %$k^{-1}(m + ar)$% --- */
69
70   mpbarrett_create(&qb, dp->q);
71   ar = mp_mul(MP_NEW, a, r);
72   ar = mp_add(ar, ar, m);
73   ar = mpbarrett_reduce(&qb, ar, ar);
74   ar = mp_mul(ar, ar, k1);
75   ar = mpbarrett_reduce(&qb, ar, ar);
76   mpbarrett_destroy(&qb);
77   MP_DROP(k1);
78   if (*rr) MP_DROP(*rr);
79   if (*ss) MP_DROP(*ss);
80   *rr = r;
81   *ss = ar;
82 }
83
84 /* --- @dsa_sign@ --- *
85  *
86  * Arguments:   @dsa_param *dp@ = pointer to DSA parameters
87  *              @mp *a@ = pointer to secret signing key
88  *              @const void *m@ = pointer to message
89  *              @size_t msz@ = size of the message
90  *              @const void *k@ = secret random data for securing signature
91  *              @size_t ksz@ = size of secret data
92  *              @void *r@ = pointer to output space for @r@
93  *              @size_t rsz@ = size of output space for @r@
94  *              @void *s@ = pointer to output space for @s@
95  *              @size_t ssz@ = size of output space for @s@
96  *
97  * Returns:     ---
98  *
99  * Use:         Signs a message, storing the results in a big-endian binary
100  *              form.
101  */
102
103 void dsa_sign(dsa_param *dp, mp *a,
104               const void *m, size_t msz, const void *k, size_t ksz,
105               void *r, size_t rsz, void *s, size_t ssz)
106 {
107   mp *mm = dsa_h2n(MP_NEW, dp->q, m, msz);
108   mp *km = mp_loadb(MP_NEW, k, ksz);
109   mp *rm = MP_NEW, *sm = MP_NEW;
110   dsa_mksig(dp, a, mm, km, &rm, &sm);
111   mp_storeb(rm, r, rsz);
112   mp_storeb(sm, s, ssz);
113   mp_drop(mm); mp_drop(km);
114   mp_drop(rm); mp_drop(sm);
115 }
116
117 /*----- Test rig ----------------------------------------------------------*/
118
119 #ifdef TEST_RIG
120
121 #include <mLib/testrig.h>
122
123 #include "sha.h"
124
125 static int verify(dstr *v)
126 {
127   dsa_param dp;
128   mp *x;
129   sha_ctx c;
130   octet hash[SHA_HASHSZ];
131   dsa_sig s;
132   int ok = 1;
133
134   dp.q = *(mp **)v[0].buf;
135   dp.p = *(mp **)v[1].buf;
136   dp.g = *(mp **)v[2].buf;
137   x = *(mp **)v[3].buf;
138
139   sha_init(&c);
140   sha_hash(&c, v[4].buf, v[4].len);
141   sha_done(&c, hash);
142
143   dsa_sign(&dp, x, hash, sizeof(hash), v[5].buf, v[5].len,
144            s.r, sizeof(s.r), s.s, sizeof(s.s));
145
146   if (v[6].len != sizeof(s.r) || v[7].len != sizeof(s.s) ||
147       memcmp(s.r, v[6].buf, sizeof(s.r)) != 0 ||
148       memcmp(s.s, v[7].buf, sizeof(s.s)) != 0) {
149     fputs("\n*** signature failed", stderr);
150     fputs("\nq = ", stderr); mp_writefile(dp.q, stderr, 16);
151     fputs("\np = ", stderr); mp_writefile(dp.p, stderr, 16);
152     fputs("\ng = ", stderr); mp_writefile(dp.g, stderr, 16);
153     fputs("\nx = ", stderr); mp_writefile(x, stderr, 16);
154     fprintf(stderr, "\nmessage = `%s'", v[4].buf);
155     fputs("\nk = ", stderr); type_hex.dump(&v[5], stderr);
156     fputs("\nR = ", stderr); type_hex.dump(&v[6], stderr);
157     fputs("\nS = ", stderr); type_hex.dump(&v[7], stderr);
158
159     {
160       mp *m = MP_NEW;
161       m = mp_loadb(m, hash, sizeof(hash));
162       fputs("\nm = ", stderr); mp_writefile(m, stderr, 16);
163       m = mp_loadb(m, s.r, sizeof(s.r));
164       fputs("\nr = ", stderr); mp_writefile(m, stderr, 16);
165       m = mp_loadb(m, s.s, sizeof(s.s));
166       fputs("\ns = ", stderr); mp_writefile(m, stderr, 16);
167       mp_drop(m);
168     }
169
170     fputc('\n', stderr);
171     ok = 0;
172   }
173
174   mp_drop(dp.p);
175   mp_drop(dp.q);
176   mp_drop(dp.g);
177   mp_drop(x);
178   assert(mparena_count(MPARENA_GLOBAL) == 0);
179   return (ok);
180 }
181
182 static test_chunk tests[] = {
183   { "sign", verify,
184     { &type_mp, &type_mp, &type_mp, &type_mp,
185       &type_string, &type_hex, &type_hex, &type_hex, 0 } },
186   { 0, 0, { 0 } }
187 };
188
189 int main(int argc, char *argv[])
190 {
191   sub_init();
192   test_run(argc, argv, tests, SRCDIR "/t/dsa");
193   return (0);
194 }
195
196 #endif
197
198 /*----- That's all, folks -------------------------------------------------*/