chiark - git - mdw - catacomb/blob - 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 #define CATACOMB_DSAIMPL
  31 #include "dsa.h"
  32 #include "mp.h"
  33 #include "mpbarrett.h"
  34 #include "mpmont.h"
  35
  36 /*----- Main code ---------------------------------------------------------*/
  37
  38 /* --- @dsa_mksig@ --- *
  39  *
  40  * Arguments:   @const dsa_param *dp@ = pointer to DSA parameters
  41  *              @mp *a@ = secret signing key
  42  *              @mp *m@ = message to be signed
  43  *              @mp *k@ = random data
  44  *              @mp **rr, **ss@ = where to put output parameters
  45  *
  46  * Returns:     ---
  47  *
  48  * Use:         Computes a DSA signature of a message.
  49  */
  50
  51 void dsa_mksig(const dsa_param *dp, mp *a, mp *m, mp *k, mp **rr, mp **ss)
  52 {
  53   mpmont pm;
  54   mpbarrett qb;
  55   mp *k1, *r;
  56   mp *ar;
  57
  58   /* --- Compute %$r = (g^k \bmod p) \bmod q$% --- */
  59
  60   mpmont_create(&pm, dp->p);
  61   r = mpmont_exp(&pm, MP_NEW, dp->g, k);
  62   mpmont_destroy(&pm);
  63   mp_div(0, &r, r, dp->q);
  64
  65   /* --- Compute %$k^{-1} \bmod q$% --- */
  66
  67   k1 = mp_modinv(MP_NEW, k, dp->q);
  68
  69   /* --- Now for %$k^{-1}(m + ar)$% --- */
  70
  71   mpbarrett_create(&qb, dp->q);
  72   ar = mp_mul(MP_NEW, a, r);
  73   ar = mp_add(ar, ar, m);
  74   ar = mpbarrett_reduce(&qb, ar, ar);
  75   ar = mp_mul(ar, ar, k1);
  76   ar = mpbarrett_reduce(&qb, ar, ar);
  77   mpbarrett_destroy(&qb);
  78   MP_DROP(k1);
  79   if (*rr) MP_DROP(*rr);
  80   if (*ss) MP_DROP(*ss);
  81   *rr = r;
  82   *ss = ar;
  83 }
  84
  85 /* --- @dsa_sign@ --- *
  86  *
  87  * Arguments:   @dsa_param *dp@ = pointer to DSA parameters
  88  *              @mp *a@ = pointer to secret signing key
  89  *              @const void *m@ = pointer to message
  90  *              @size_t msz@ = size of the message
  91  *              @const void *k@ = secret random data for securing signature
  92  *              @size_t ksz@ = size of secret data
  93  *              @void *r@ = pointer to output space for @r@
  94  *              @size_t rsz@ = size of output space for @r@
  95  *              @void *s@ = pointer to output space for @s@
  96  *              @size_t ssz@ = size of output space for @s@
  97  *
  98  * Returns:     ---
  99  *
 100  * Use:         Signs a message, storing the results in a big-endian binary
 101  *              form.
 102  */
 103
 104 void dsa_sign(dsa_param *dp, mp *a,
 105               const void *m, size_t msz, const void *k, size_t ksz,
 106               void *r, size_t rsz, void *s, size_t ssz)
 107 {
 108   mp *mm = dsa_h2n(MP_NEW, dp->q, m, msz);
 109   mp *km = mp_loadb(MP_NEW, k, ksz);
 110   mp *rm = MP_NEW, *sm = MP_NEW;
 111   dsa_mksig(dp, a, mm, km, &rm, &sm);
 112   mp_storeb(rm, r, rsz);
 113   mp_storeb(sm, s, ssz);
 114   mp_drop(mm); mp_drop(km);
 115   mp_drop(rm); mp_drop(sm);
 116 }
 117
 118 /*----- Test rig ----------------------------------------------------------*/
 119
 120 #ifdef TEST_RIG
 121
 122 #include <mLib/testrig.h>
 123
 124 #include "sha.h"
 125
 126 static int verify(dstr *v)
 127 {
 128   dsa_param dp;
 129   mp *x;
 130   sha_ctx c;
 131   octet hash[SHA_HASHSZ];
 132   dsa_sig s;
 133   int ok = 1;
 134
 135   dp.q = *(mp **)v[0].buf;
 136   dp.p = *(mp **)v[1].buf;
 137   dp.g = *(mp **)v[2].buf;
 138   x = *(mp **)v[3].buf;
 139
 140   sha_init(&c);
 141   sha_hash(&c, v[4].buf, v[4].len);
 142   sha_done(&c, hash);
 143
 144   dsa_sign(&dp, x, hash, sizeof(hash), v[5].buf, v[5].len,
 145            s.r, sizeof(s.r), s.s, sizeof(s.s));
 146
 147   if (v[6].len != sizeof(s.r) || v[7].len != sizeof(s.s) ||
 148       memcmp(s.r, v[6].buf, sizeof(s.r)) != 0 ||
 149       memcmp(s.s, v[7].buf, sizeof(s.s)) != 0) {
 150     fputs("\n*** signature failed", stderr);
 151     fputs("\nq = ", stderr); mp_writefile(dp.q, stderr, 16);
 152     fputs("\np = ", stderr); mp_writefile(dp.p, stderr, 16);
 153     fputs("\ng = ", stderr); mp_writefile(dp.g, stderr, 16);
 154     fputs("\nx = ", stderr); mp_writefile(x, stderr, 16);
 155     fprintf(stderr, "\nmessage = `%s'", v[4].buf);
 156     fputs("\nk = ", stderr); type_hex.dump(&v[5], stderr);
 157     fputs("\nR = ", stderr); type_hex.dump(&v[6], stderr);
 158     fputs("\nS = ", stderr); type_hex.dump(&v[7], stderr);
 159
 160     {
 161       mp *m = MP_NEW;
 162       m = mp_loadb(m, hash, sizeof(hash));
 163       fputs("\nm = ", stderr); mp_writefile(m, stderr, 16);
 164       m = mp_loadb(m, s.r, sizeof(s.r));
 165       fputs("\nr = ", stderr); mp_writefile(m, stderr, 16);
 166       m = mp_loadb(m, s.s, sizeof(s.s));
 167       fputs("\ns = ", stderr); mp_writefile(m, stderr, 16);
 168       mp_drop(m);
 169     }
 170
 171     fputc('\n', stderr);
 172     ok = 0;
 173   }
 174
 175   mp_drop(dp.p);
 176   mp_drop(dp.q);
 177   mp_drop(dp.g);
 178   mp_drop(x);
 179   assert(mparena_count(MPARENA_GLOBAL) == 0);
 180   return (ok);
 181 }
 182
 183 static test_chunk tests[] = {
 184   { "sign", verify,
 185     { &type_mp, &type_mp, &type_mp, &type_mp,
 186       &type_string, &type_hex, &type_hex, &type_hex, 0 } },
 187   { 0, 0, { 0 } }
 188 };
 189
 190 int main(int argc, char *argv[])
 191 {
 192   sub_init();
 193   test_run(argc, argv, tests, SRCDIR "/t/dsa");
 194   return (0);
 195 }
 196
 197 #endif
 198
 199 /*----- That's all, folks -------------------------------------------------*/