chiark - git - mdw - catacomb/blob - dsa-sign.c

   1 /* -*-c-*-
   2  *
   3  * $Id: dsa-sign.c,v 1.2 1999/12/10 23:18:38 mdw Exp $
   4  *
   5  * DSA signing operation
   6  *
   7  * (c) 1999 Straylight/Edgeware
   8  */
   9
  10 /*----- Licensing notice --------------------------------------------------*
  11  *
  12  * This file is part of Catacomb.
  13  *
  14  * Catacomb is free software; you can redistribute it and/or modify
  15  * it under the terms of the GNU Library General Public License as
  16  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  17  * License, or (at your option) any later version.
  18  *
  19  * Catacomb is distributed in the hope that it will be useful,
  20  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  21  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  22  * GNU Library General Public License for more details.
  23  *
  24  * You should have received a copy of the GNU Library General Public
  25  * License along with Catacomb; if not, write to the Free
  26  * Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
  27  * MA 02111-1307, USA.
  28  */
  29
  30 /*----- Revision history --------------------------------------------------*
  31  *
  32  * $Log: dsa-sign.c,v $
  33  * Revision 1.2  1999/12/10 23:18:38  mdw
  34  * Change interface for suggested destinations.
  35  *
  36  * Revision 1.1  1999/11/19 19:28:00  mdw
  37  * Implementation of the Digital Signature Algorithm.
  38  *
  39  */
  40
  41 /*----- Header files ------------------------------------------------------*/
  42
  43 #include "dsa.h"
  44 #include "mp.h"
  45 #include "mpbarrett.h"
  46 #include "mpmont.h"
  47
  48 /*----- Main code ---------------------------------------------------------*/
  49
  50 /* --- @dsa_mksig@ --- *
  51  *
  52  * Arguments:   @const dsa_param *dp@ = pointer to DSA parameters
  53  *              @mp *a@ = secret signing key
  54  *              @mp *m@ = message to be signed
  55  *              @mp *k@ = random data
  56  *              @mp **rr, **ss@ = where to put output parameters
  57  *
  58  * Returns:     ---
  59  *
  60  * Use:         Computes a DSA signature of a message.
  61  */
  62
  63 void dsa_mksig(const dsa_param *dp, mp *a, mp *m, mp *k, mp **rr, mp **ss)
  64 {
  65   mpmont pm;
  66   mpbarrett qb;
  67   mp *k1 = MP_NEW, *r;
  68   mp *ar;
  69
  70   /* --- Compute %$r = (g^k \bmod p) \bmod q$% --- */
  71
  72   mpmont_create(&pm, dp->p);
  73   r = mpmont_exp(&pm, MP_NEW, dp->g, k);
  74   mpmont_destroy(&pm);
  75   mp_div(0, &r, r, dp->q);
  76
  77   /* --- Compute %$k^{-1} \bmod q$% --- */
  78
  79   mp_gcd(0, 0, &k1, dp->q, k);
  80
  81   /* --- Now for %$k^{-1}(m + ar)$% --- */
  82
  83   mpbarrett_create(&qb, dp->q);
  84   ar = mp_mul(MP_NEW, a, r);
  85   ar = mp_add(ar, ar, m);
  86   ar = mpbarrett_reduce(&qb, ar, ar);
  87   ar = mp_mul(ar, ar, k1);
  88   ar = mpbarrett_reduce(&qb, ar, ar);
  89   mpbarrett_destroy(&qb);
  90   MP_DROP(k1);
  91   if (*rr) MP_DROP(*rr);
  92   if (*ss) MP_DROP(*ss);
  93   *rr = r;
  94   *ss = ar;
  95 }
  96
  97 /* --- @dsa_sign@ --- *
  98  *
  99  * Arguments:   @dsa_param *dp@ = pointer to DSA parameters
 100  *              @mp *a@ = pointer to secret signing key
 101  *              @const void *m@ = pointer to message
 102  *              @size_t msz@ = size of the message
 103  *              @const void *k@ = secret random data for securing signature
 104  *              @size_t ksz@ = size of secret data
 105  *              @void *r@ = pointer to output space for @r@
 106  *              @size_t rsz@ = size of output space for @r@
 107  *              @void *s@ = pointer to output space for @s@
 108  *              @size_t ssz@ = size of output space for @s@
 109  *
 110  * Returns:     ---
 111  *
 112  * Use:         Signs a message, storing the results in a big-endian binary
 113  *              form.
 114  */
 115
 116 void dsa_sign(dsa_param *dp, mp *a,
 117               const void *m, size_t msz, const void *k, size_t ksz,
 118               void *r, size_t rsz, void *s, size_t ssz)
 119 {
 120   mp *mm = mp_loadb(MP_NEW, m, msz);
 121   mp *km = mp_loadb(MP_NEW, k, ksz);
 122   mp *rm = MP_NEW, *sm = MP_NEW;
 123   dsa_mksig(dp, a, mm, km, &rm, &sm);
 124   mp_storeb(rm, r, rsz);
 125   mp_storeb(sm, s, ssz);
 126   mp_drop(mm); mp_drop(km);
 127   mp_drop(rm); mp_drop(sm);
 128 }
 129
 130 /*----- Test rig ----------------------------------------------------------*/
 131
 132 #ifdef TEST_RIG
 133
 134 #include <mLib/testrig.h>
 135
 136 #include "sha.h"
 137
 138 static int verify(dstr *v)
 139 {
 140   dsa_param dp;
 141   mp *x;
 142   sha_ctx c;
 143   octet hash[SHA_HASHSZ];
 144   dsa_sig s;
 145   int ok = 1;
 146
 147   dp.q = *(mp **)v[0].buf;
 148   dp.p = *(mp **)v[1].buf;
 149   dp.g = *(mp **)v[2].buf;
 150   x = *(mp **)v[3].buf;
 151
 152   sha_init(&c);
 153   sha_hash(&c, v[4].buf, v[4].len);
 154   sha_done(&c, hash);
 155
 156   dsa_sign(&dp, x, hash, sizeof(hash), v[5].buf, v[5].len,
 157            s.r, sizeof(s.r), s.s, sizeof(s.s));
 158
 159   if (v[6].len != sizeof(s.r) || v[7].len != sizeof(s.s) ||
 160       memcmp(s.r, v[6].buf, sizeof(s.r)) != 0 ||
 161       memcmp(s.s, v[7].buf, sizeof(s.s)) != 0) {
 162     fputs("\n*** signature failed", stderr);
 163     fputs("\nq = ", stderr); mp_writefile(dp.q, stderr, 16);
 164     fputs("\np = ", stderr); mp_writefile(dp.p, stderr, 16);
 165     fputs("\ng = ", stderr); mp_writefile(dp.g, stderr, 16);
 166     fputs("\nx = ", stderr); mp_writefile(x, stderr, 16);
 167     fprintf(stderr, "\nmessage = `%s'", v[4].buf);
 168     fputs("\nk = ", stderr); type_hex.dump(&v[5], stderr);
 169     fputs("\nR = ", stderr); type_hex.dump(&v[6], stderr);
 170     fputs("\nS = ", stderr); type_hex.dump(&v[7], stderr);
 171
 172     {
 173       mp *m = MP_NEW;
 174       m = mp_loadb(m, hash, sizeof(hash));
 175       fputs("\nm = ", stderr); mp_writefile(m, stderr, 16);
 176       m = mp_loadb(m, s.r, sizeof(s.r));
 177       fputs("\nr = ", stderr); mp_writefile(m, stderr, 16);
 178       m = mp_loadb(m, s.s, sizeof(s.s));
 179       fputs("\ns = ", stderr); mp_writefile(m, stderr, 16);
 180       mp_drop(m);
 181     }
 182
 183     fputc('\n', stderr);
 184     ok = 0;
 185   }
 186
 187   mp_drop(dp.p);
 188   mp_drop(dp.q);
 189   mp_drop(dp.g);
 190   mp_drop(x);
 191   assert(mparena_count(MPARENA_GLOBAL) == 0);
 192   return (ok);
 193 }
 194
 195 static test_chunk tests[] = {
 196   { "sign", verify,
 197     { &type_mp, &type_mp, &type_mp, &type_mp,
 198       &type_string, &type_hex, &type_hex, &type_hex, 0 } },
 199   { 0, 0, { 0 } }
 200 };
 201
 202 int main(int argc, char *argv[])
 203 {
 204   sub_init();
 205   test_run(argc, argv, tests, SRCDIR "/tests/dsa");
 206   return (0);
 207 }
 208
 209 #endif
 210
 211 /*----- That's all, folks -------------------------------------------------*/