chiark - git - mdw - catacomb-python/blob - catacomb/__init__.py

   1 ### -*-python-*-
   2 ###
   3 ### Setup for Catacomb/Python bindings
   4 ###
   5 ### (c) 2004 Straylight/Edgeware
   6 ###
   7
   8 ###----- Licensing notice ---------------------------------------------------
   9 ###
  10 ### This file is part of the Python interface to Catacomb.
  11 ###
  12 ### Catacomb/Python is free software; you can redistribute it and/or modify
  13 ### it under the terms of the GNU General Public License as published by
  14 ### the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  15 ### (at your option) any later version.
  16 ###
  17 ### Catacomb/Python 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 General Public License for more details.
  21 ###
  22 ### You should have received a copy of the GNU General Public License
  23 ### along with Catacomb/Python; if not, write to the Free Software Foundation,
  24 ### Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
  25
  26 from __future__ import with_statement
  27
  28 import _base
  29 import types as _types
  30 from binascii import hexlify as _hexify, unhexlify as _unhexify
  31 from contextlib import contextmanager as _ctxmgr
  32 from sys import argv as _argv
  33 from struct import pack as _pack
  34
  35 ###--------------------------------------------------------------------------
  36 ### Basic stuff.
  37
  38 ## For the benefit of the default keyreporter, we need the program na,e.
  39 _base._ego(_argv[0])
  40
  41 ## How to fix a name back into the right identifier.  Alas, the rules are not
  42 ## consistent.
  43 def _fixname(name):
  44
  45   ## Hyphens consistently become underscores.
  46   name = name.replace('-', '_')
  47
  48   ## But slashes might become underscores or just vanish.
  49   if name.startswith('salsa20'): name = name.replace('/', '')
  50   else: name = name.replace('/', '_')
  51
  52   ## Done.
  53   return name
  54
  55 ## Initialize the module.  Drag in the static methods of the various
  56 ## classes; create names for the various known crypto algorithms.
  57 def _init():
  58   d = globals()
  59   b = _base.__dict__;
  60   for i in b:
  61     if i[0] != '_':
  62       d[i] = b[i];
  63   for i in ['ByteString',
  64             'MP', 'GF', 'Field',
  65             'ECPt', 'ECPtCurve', 'ECCurve', 'ECInfo',
  66             'DHInfo', 'BinDHInfo', 'RSAPriv', 'BBSPriv',
  67             'PrimeFilter', 'RabinMiller',
  68             'Group', 'GE',
  69             'KeySZ', 'KeyData']:
  70     c = d[i]
  71     pre = '_' + i + '_'
  72     plen = len(pre)
  73     for j in b:
  74       if j[:plen] == pre:
  75         setattr(c, j[plen:], classmethod(b[j]))
  76   for i in [gcciphers, gchashes, gcmacs, gcprps]:
  77     for c in i.itervalues():
  78       d[_fixname(c.name)] = c
  79   for c in gccrands.itervalues():
  80     d[_fixname(c.name + 'rand')] = c
  81 _init()
  82
  83 ## A handy function for our work: add the methods of a named class to an
  84 ## existing class.  This is how we write the Python-implemented parts of our
  85 ## mostly-C types.
  86 def _augment(c, cc):
  87   for i in cc.__dict__:
  88     a = cc.__dict__[i]
  89     if type(a) is _types.MethodType:
  90       a = a.im_func
  91     elif type(a) not in (_types.FunctionType, staticmethod, classmethod):
  92       continue
  93     setattr(c, i, a)
  94
  95 ## Parsing functions tend to return the object parsed and the remainder of
  96 ## the input.  This checks that the remainder is input and, if so, returns
  97 ## just the object.
  98 def _checkend(r):
  99   x, rest = r
 100   if rest != '':
 101     raise SyntaxError, 'junk at end of string'
 102   return x
 103
 104 ## Some pretty-printing utilities.
 105 PRINT_SECRETS = False
 106 def _clsname(me): return type(me).__name__
 107 def _repr_secret(thing, secretp = True):
 108   if not secretp or PRINT_SECRETS: return repr(thing)
 109   else: return '#<SECRET>'
 110 def _pp_str(me, pp, cyclep): pp.text(cyclep and '...' or str(me))
 111 def _pp_secret(pp, thing, secretp = True):
 112   if not secretp or PRINT_SECRETS: pp.pretty(thing)
 113   else: pp.text('#<SECRET>')
 114 def _pp_bgroup(pp, text):
 115   ind = len(text)
 116   pp.begin_group(ind, text)
 117   return ind
 118 def _pp_bgroup_tyname(pp, obj, open = '('):
 119   return _pp_bgroup(pp, _clsname(obj) + open)
 120 def _pp_kv(pp, k, v, secretp = False):
 121   ind = _pp_bgroup(pp, k + ' = ')
 122   _pp_secret(pp, v, secretp)
 123   pp.end_group(ind, '')
 124 def _pp_commas(pp, printfn, items):
 125   firstp = True
 126   for i in items:
 127     if firstp: firstp = False
 128     else: pp.text(','); pp.breakable()
 129     printfn(i)
 130 def _pp_dict(pp, items):
 131   def p((k, v)):
 132     pp.begin_group(0)
 133     pp.pretty(k)
 134     pp.text(':')
 135     pp.begin_group(2)
 136     pp.breakable()
 137     pp.pretty(v)
 138     pp.end_group(2)
 139     pp.end_group(0)
 140   _pp_commas(pp, p, items)
 141
 142 ###--------------------------------------------------------------------------
 143 ### Bytestrings.
 144
 145 class _tmp:
 146   def fromhex(x):
 147     return ByteString(_unhexify(x))
 148   fromhex = staticmethod(fromhex)
 149   def __hex__(me):
 150     return _hexify(me)
 151   def __repr__(me):
 152     return 'bytes(%r)' % hex(me)
 153 _augment(ByteString, _tmp)
 154 ByteString.__hash__ = str.__hash__
 155 bytes = ByteString.fromhex
 156
 157 ###--------------------------------------------------------------------------
 158 ### Hashing.
 159
 160 class _tmp:
 161   def check(me, h):
 162     hh = me.done()
 163     return ctstreq(h, hh)
 164 _augment(GHash, _tmp)
 165 _augment(Poly1305Hash, _tmp)
 166
 167 class _HashBase (object):
 168   ## The standard hash methods.  Assume that `hash' is defined and returns
 169   ## the receiver.
 170   def hashu8(me, n): return me.hash(_pack('B', n))
 171   def hashu16l(me, n): return me.hash(_pack('<H', n))
 172   def hashu16b(me, n): return me.hash(_pack('>H', n))
 173   hashu16 = hashu16b
 174   def hashu32l(me, n): return me.hash(_pack('<L', n))
 175   def hashu32b(me, n): return me.hash(_pack('>L', n))
 176   hashu32 = hashu32b
 177   def hashu64l(me, n): return me.hash(_pack('<Q', n))
 178   def hashu64b(me, n): return me.hash(_pack('>Q', n))
 179   hashu64 = hashu64b
 180   def hashbuf8(me, s): return me.hashu8(len(s)).hash(s)
 181   def hashbuf16l(me, s): return me.hashu16l(len(s)).hash(s)
 182   def hashbuf16b(me, s): return me.hashu16b(len(s)).hash(s)
 183   hashbuf16 = hashbuf16b
 184   def hashbuf32l(me, s): return me.hashu32l(len(s)).hash(s)
 185   def hashbuf32b(me, s): return me.hashu32b(len(s)).hash(s)
 186   hashbuf32 = hashbuf32b
 187   def hashbuf64l(me, s): return me.hashu64l(len(s)).hash(s)
 188   def hashbuf64b(me, s): return me.hashu64b(len(s)).hash(s)
 189   hashbuf64 = hashbuf64b
 190   def hashstrz(me, s): return me.hash(s).hashu8(0)
 191
 192 class _ShakeBase (_HashBase):
 193
 194   ## Python gets really confused if I try to augment `__new__' on native
 195   ## classes, so wrap and delegate.  Sorry.
 196   def __init__(me, perso = '', *args, **kw):
 197     super(_ShakeBase, me).__init__(*args, **kw)
 198     me._h = me._SHAKE(perso = perso, func = me._FUNC)
 199
 200   ## Delegate methods...
 201   def copy(me): new = me.__class__(); new._copy(me)
 202   def _copy(me, other): me._h = other._h
 203   def hash(me, m): me._h.hash(m); return me
 204   def xof(me): me._h.xof(); return me
 205   def get(me, n): return me._h.get(n)
 206   def mask(me, m): return me._h.mask(m)
 207   def done(me, n): return me._h.done(n)
 208   def check(me, h): return ctstreq(h, me.done(len(h)))
 209   @property
 210   def state(me): return me._h.state
 211   @property
 212   def buffered(me): return me._h.buffered
 213   @property
 214   def rate(me): return me._h.rate
 215
 216 class _tmp:
 217   def check(me, h):
 218     return ctstreq(h, me.done(len(h)))
 219   def leftenc(me, n):
 220     nn = MP(n).storeb()
 221     return me.hashu8(len(nn)).hash(nn)
 222   def rightenc(me, n):
 223     nn = MP(n).storeb()
 224     return me.hash(nn).hashu8(len(nn))
 225   def stringenc(me, str):
 226     return me.leftenc(8*len(str)).hash(str)
 227   def bytepad_before(me):
 228     return me.leftenc(me.rate)
 229   def bytepad_after(me):
 230     if me.buffered: me.hash(me._Z[:me.rate - me.buffered])
 231     return me
 232   @_ctxmgr
 233   def bytepad(me):
 234     me.bytepad_before()
 235     yield me
 236     me.bytepad_after()
 237 _augment(Shake, _tmp)
 238 _augment(_ShakeBase, _tmp)
 239 Shake._Z = _ShakeBase._Z = ByteString(200*'\0')
 240
 241 class KMAC (_ShakeBase):
 242   _FUNC = 'KMAC'
 243   def __init__(me, k, *arg, **kw):
 244     super(KMAC, me).__init__(*arg, **kw)
 245     with me.bytepad(): me.stringenc(k)
 246   def done(me, n = -1):
 247     if n < 0: n = me._TAGSZ
 248     me.rightenc(8*n)
 249     return super(KMAC, me).done(n)
 250   def xof(me):
 251     me.rightenc(0)
 252     return super(KMAC, me).xof()
 253
 254 class KMAC128 (KMAC): _SHAKE = Shake128; _TAGSZ = 16
 255 class KMAC256 (KMAC): _SHAKE = Shake256; _TAGSZ = 32
 256
 257 ###--------------------------------------------------------------------------
 258 ### NaCl `secretbox'.
 259
 260 def secret_box(k, n, m):
 261   E = xsalsa20(k).setiv(n)
 262   r = E.enczero(poly1305.keysz.default)
 263   s = E.enczero(poly1305.masksz)
 264   y = E.encrypt(m)
 265   t = poly1305(r)(s).hash(y).done()
 266   return ByteString(t + y)
 267
 268 def secret_unbox(k, n, c):
 269   E = xsalsa20(k).setiv(n)
 270   r = E.enczero(poly1305.keysz.default)
 271   s = E.enczero(poly1305.masksz)
 272   y = c[poly1305.tagsz:]
 273   if not poly1305(r)(s).hash(y).check(c[0:poly1305.tagsz]):
 274     raise ValueError, 'decryption failed'
 275   return E.decrypt(c[poly1305.tagsz:])
 276
 277 ###--------------------------------------------------------------------------
 278 ### Multiprecision integers and binary polynomials.
 279
 280 def _split_rat(x):
 281   if isinstance(x, BaseRat): return x._n, x._d
 282   else: return x, 1
 283 class BaseRat (object):
 284   """Base class implementing fields of fractions over Euclidean domains."""
 285   def __new__(cls, a, b):
 286     a, b = cls.RING(a), cls.RING(b)
 287     q, r = divmod(a, b)
 288     if r == 0: return q
 289     g = b.gcd(r)
 290     me = super(BaseRat, cls).__new__(cls)
 291     me._n = a//g
 292     me._d = b//g
 293     return me
 294   @property
 295   def numer(me): return me._n
 296   @property
 297   def denom(me): return me._d
 298   def __str__(me): return '%s/%s' % (me._n, me._d)
 299   def __repr__(me): return '%s(%s, %s)' % (_clsname(me), me._n, me._d)
 300   _repr_pretty_ = _pp_str
 301
 302   def __add__(me, you):
 303     n, d = _split_rat(you)
 304     return type(me)(me._n*d + n*me._d, d*me._d)
 305   __radd__ = __add__
 306   def __sub__(me, you):
 307     n, d = _split_rat(you)
 308     return type(me)(me._n*d - n*me._d, d*me._d)
 309   def __rsub__(me, you):
 310     n, d = _split_rat(you)
 311     return type(me)(n*me._d - me._n*d, d*me._d)
 312   def __mul__(me, you):
 313     n, d = _split_rat(you)
 314     return type(me)(me._n*n, me._d*d)
 315   __rmul__ = __mul__
 316   def __div__(me, you):
 317     n, d = _split_rat(you)
 318     return type(me)(me._n*d, me._d*n)
 319   def __rdiv__(me, you):
 320     n, d = _split_rat(you)
 321     return type(me)(me._d*n, me._n*d)
 322   def __cmp__(me, you):
 323     n, d = _split_rat(you)
 324     return cmp(me._n*d, n*me._d)
 325   def __rcmp__(me, you):
 326     n, d = _split_rat(you)
 327     return cmp(n*me._d, me._n*d)
 328
 329 class IntRat (BaseRat):
 330   RING = MP
 331
 332 class GFRat (BaseRat):
 333   RING = GF
 334
 335 class _tmp:
 336   def negp(x): return x < 0
 337   def posp(x): return x > 0
 338   def zerop(x): return x == 0
 339   def oddp(x): return x.testbit(0)
 340   def evenp(x): return not x.testbit(0)
 341   def mont(x): return MPMont(x)
 342   def barrett(x): return MPBarrett(x)
 343   def reduce(x): return MPReduce(x)
 344   def __div__(me, you): return IntRat(me, you)
 345   def __rdiv__(me, you): return IntRat(you, me)
 346   _repr_pretty_ = _pp_str
 347 _augment(MP, _tmp)
 348
 349 class _tmp:
 350   def zerop(x): return x == 0
 351   def reduce(x): return GFReduce(x)
 352   def trace(x, y): return x.reduce().trace(y)
 353   def halftrace(x, y): return x.reduce().halftrace(y)
 354   def modsqrt(x, y): return x.reduce().sqrt(y)
 355   def quadsolve(x, y): return x.reduce().quadsolve(y)
 356   def __div__(me, you): return GFRat(me, you)
 357   def __rdiv__(me, you): return GFRat(you, me)
 358   _repr_pretty_ = _pp_str
 359 _augment(GF, _tmp)
 360
 361 class _tmp:
 362   def product(*arg):
 363     'product(ITERABLE) or product(I, ...) -> PRODUCT'
 364     return MPMul(*arg).done()
 365   product = staticmethod(product)
 366 _augment(MPMul, _tmp)
 367
 368 ###--------------------------------------------------------------------------
 369 ### Abstract fields.
 370
 371 class _tmp:
 372   def fromstring(str): return _checkend(Field.parse(str))
 373   fromstring = staticmethod(fromstring)
 374 _augment(Field, _tmp)
 375
 376 class _tmp:
 377   def __repr__(me): return '%s(%sL)' % (_clsname(me), me.p)
 378   def __hash__(me): return 0x114401de ^ hash(me.p)
 379   def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
 380     ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
 381     if cyclep: pp.text('...')
 382     else: pp.pretty(me.p)
 383     pp.end_group(ind, ')')
 384   def ec(me, a, b): return ECPrimeProjCurve(me, a, b)
 385 _augment(PrimeField, _tmp)
 386
 387 class _tmp:
 388   def __repr__(me): return '%s(%#xL)' % (_clsname(me), me.p)
 389   def ec(me, a, b): return ECBinProjCurve(me, a, b)
 390   def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
 391     ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
 392     if cyclep: pp.text('...')
 393     else: pp.text('%#x' % me.p)
 394     pp.end_group(ind, ')')
 395 _augment(BinField, _tmp)
 396
 397 class _tmp:
 398   def __hash__(me): return 0x23e4701c ^ hash(me.p)
 399 _augment(BinPolyField, _tmp)
 400
 401 class _tmp:
 402   def __hash__(me):
 403     h = 0x9a7d6240
 404     h ^=   hash(me.p)
 405     h ^= 2*hash(me.beta) & 0xffffffff
 406     return h
 407 _augment(BinNormField, _tmp)
 408
 409 class _tmp:
 410   def __str__(me): return str(me.value)
 411   def __repr__(me): return '%s(%s)' % (repr(me.field), repr(me.value))
 412   _repr_pretty_ = _pp_str
 413 _augment(FE, _tmp)
 414
 415 ###--------------------------------------------------------------------------
 416 ### Elliptic curves.
 417
 418 class _tmp:
 419   def __repr__(me):
 420     return '%s(%r, %s, %s)' % (_clsname(me), me.field, me.a, me.b)
 421   def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
 422     ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
 423     if cyclep:
 424       pp.text('...')
 425     else:
 426       pp.pretty(me.field); pp.text(','); pp.breakable()
 427       pp.pretty(me.a); pp.text(','); pp.breakable()
 428       pp.pretty(me.b)
 429     pp.end_group(ind, ')')
 430   def frombuf(me, s):
 431     return ecpt.frombuf(me, s)
 432   def fromraw(me, s):
 433     return ecpt.fromraw(me, s)
 434   def pt(me, *args):
 435     return me(*args)
 436 _augment(ECCurve, _tmp)
 437
 438 class _tmp:
 439   def __hash__(me):
 440     h = 0x6751d341
 441     h ^=   hash(me.field)
 442     h ^= 2*hash(me.a) ^ 0xffffffff
 443     h ^= 5*hash(me.b) ^ 0xffffffff
 444     return h
 445 _augment(ECPrimeCurve, _tmp)
 446
 447 class _tmp:
 448   def __hash__(me):
 449     h = 0x2ac203c5
 450     h ^=   hash(me.field)
 451     h ^= 2*hash(me.a) ^ 0xffffffff
 452     h ^= 5*hash(me.b) ^ 0xffffffff
 453     return h
 454 _augment(ECBinCurve, _tmp)
 455
 456 class _tmp:
 457   def __repr__(me):
 458     if not me: return '%s()' % _clsname(me)
 459     return '%s(%s, %s)' % (_clsname(me), me.ix, me.iy)
 460   def __str__(me):
 461     if not me: return 'inf'
 462     return '(%s, %s)' % (me.ix, me.iy)
 463   def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
 464     if cyclep:
 465       pp.text('...')
 466     elif not me:
 467       pp.text('inf')
 468     else:
 469       ind = _pp_bgroup(pp, '(')
 470       pp.pretty(me.ix); pp.text(','); pp.breakable()
 471       pp.pretty(me.iy)
 472       pp.end_group(ind, ')')
 473 _augment(ECPt, _tmp)
 474
 475 class _tmp:
 476   def __repr__(me):
 477     return '%s(curve = %r, G = %r, r = %s, h = %s)' % \
 478            (_clsname(me), me.curve, me.G, me.r, me.h)
 479   def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
 480     ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
 481     if cyclep:
 482       pp.text('...')
 483     else:
 484       _pp_kv(pp, 'curve', me.curve); pp.text(','); pp.breakable()
 485       _pp_kv(pp, 'G', me.G); pp.text(','); pp.breakable()
 486       _pp_kv(pp, 'r', me.r); pp.text(','); pp.breakable()
 487       _pp_kv(pp, 'h', me.h)
 488     pp.end_group(ind, ')')
 489   def __hash__(me):
 490     h = 0x9bedb8de
 491     h ^=   hash(me.curve)
 492     h ^= 2*hash(me.G) & 0xffffffff
 493     return h
 494   def group(me):
 495     return ECGroup(me)
 496 _augment(ECInfo, _tmp)
 497
 498 class _tmp:
 499   def __repr__(me):
 500     if not me: return '%r()' % (me.curve)
 501     return '%r(%s, %s)' % (me.curve, me.x, me.y)
 502   def __str__(me):
 503     if not me: return 'inf'
 504     return '(%s, %s)' % (me.x, me.y)
 505   def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
 506     if cyclep:
 507       pp.text('...')
 508     elif not me:
 509       pp.text('inf')
 510     else:
 511       ind = _pp_bgroup(pp, '(')
 512       pp.pretty(me.x); pp.text(','); pp.breakable()
 513       pp.pretty(me.y)
 514       pp.end_group(ind, ')')
 515 _augment(ECPtCurve, _tmp)
 516
 517 ###--------------------------------------------------------------------------
 518 ### Key sizes.
 519
 520 class _tmp:
 521   def __repr__(me): return '%s(%d)' % (_clsname(me), me.default)
 522   def check(me, sz): return True
 523   def best(me, sz): return sz
 524 _augment(KeySZAny, _tmp)
 525
 526 class _tmp:
 527   def __repr__(me):
 528     return '%s(%d, %d, %d, %d)' % \
 529            (_clsname(me), me.default, me.min, me.max, me.mod)
 530   def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
 531     ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
 532     if cyclep:
 533       pp.text('...')
 534     else:
 535       pp.pretty(me.default); pp.text(','); pp.breakable()
 536       pp.pretty(me.min); pp.text(','); pp.breakable()
 537       pp.pretty(me.max); pp.text(','); pp.breakable()
 538       pp.pretty(me.mod)
 539     pp.end_group(ind, ')')
 540   def check(me, sz): return me.min <= sz <= me.max and sz % me.mod == 0
 541   def best(me, sz):
 542     if sz < me.min: raise ValueError, 'key too small'
 543     elif sz > me.max: return me.max
 544     else: return sz - (sz % me.mod)
 545 _augment(KeySZRange, _tmp)
 546
 547 class _tmp:
 548   def __repr__(me): return '%s(%d, %s)' % (_clsname(me), me.default, me.set)
 549   def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
 550     ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
 551     if cyclep:
 552       pp.text('...')
 553     else:
 554       pp.pretty(me.default); pp.text(','); pp.breakable()
 555       ind1 = _pp_bgroup(pp, '{')
 556       _pp_commas(pp, pp.pretty, me.set)
 557       pp.end_group(ind1, '}')
 558     pp.end_group(ind, ')')
 559   def check(me, sz): return sz in me.set
 560   def best(me, sz):
 561     found = -1
 562     for i in me.set:
 563       if found < i <= sz: found = i
 564     if found < 0: raise ValueError, 'key too small'
 565     return found
 566 _augment(KeySZSet, _tmp)
 567
 568 ###--------------------------------------------------------------------------
 569 ### Key data objects.
 570
 571 class _tmp:
 572   def __repr__(me): return '%s(%r)' % (_clsname(me), me.name)
 573 _augment(KeyFile, _tmp)
 574
 575 class _tmp:
 576   def __repr__(me): return '%s(%r)' % (_clsname(me), me.fulltag)
 577 _augment(Key, _tmp)
 578
 579 class _tmp:
 580   def __repr__(me):
 581     return '%s({%s})' % (_clsname(me),
 582                          ', '.join(['%r: %r' % kv for kv in me.iteritems()]))
 583   def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
 584     ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
 585     if cyclep: pp.text('...')
 586     else: _pp_dict(pp, me.iteritems())
 587     pp.end_group(ind, ')')
 588 _augment(KeyAttributes, _tmp)
 589
 590 class _tmp:
 591   def __repr__(me):
 592     return '%s(%s, %r)' % (_clsname(me),
 593                            _repr_secret(me._guts(),
 594                                         not (me.flags & KF_NONSECRET)),
 595                            me.writeflags(me.flags))
 596   def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
 597     ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
 598     if cyclep:
 599       pp.text('...')
 600     else:
 601       _pp_secret(pp, me._guts(), not (me.flags & KF_NONSECRET))
 602       pp.text(','); pp.breakable()
 603       pp.pretty(me.writeflags(me.flags))
 604     pp.end_group(ind, ')')
 605 _augment(KeyData, _tmp)
 606
 607 class _tmp:
 608   def _guts(me): return me.bin
 609 _augment(KeyDataBinary, _tmp)
 610
 611 class _tmp:
 612   def _guts(me): return me.ct
 613 _augment(KeyDataEncrypted, _tmp)
 614
 615 class _tmp:
 616   def _guts(me): return me.mp
 617 _augment(KeyDataMP, _tmp)
 618
 619 class _tmp:
 620   def _guts(me): return me.str
 621 _augment(KeyDataString, _tmp)
 622
 623 class _tmp:
 624   def _guts(me): return me.ecpt
 625 _augment(KeyDataECPt, _tmp)
 626
 627 class _tmp:
 628   def __repr__(me):
 629     return '%s({%s})' % (_clsname(me),
 630                          ', '.join(['%r: %r' % kv for kv in me.iteritems()]))
 631   def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
 632     ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me, '({ ')
 633     if cyclep: pp.text('...')
 634     else: _pp_dict(pp, me.iteritems())
 635     pp.end_group(ind, ' })')
 636 _augment(KeyDataStructured, _tmp)
 637
 638 ###--------------------------------------------------------------------------
 639 ### Abstract groups.
 640
 641 class _tmp:
 642   def __repr__(me):
 643     return '%s(p = %s, r = %s, g = %s)' % (_clsname(me), me.p, me.r, me.g)
 644   def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
 645     ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
 646     if cyclep:
 647       pp.text('...')
 648     else:
 649       _pp_kv(pp, 'p', me.p); pp.text(','); pp.breakable()
 650       _pp_kv(pp, 'r', me.r); pp.text(','); pp.breakable()
 651       _pp_kv(pp, 'g', me.g)
 652     pp.end_group(ind, ')')
 653 _augment(FGInfo, _tmp)
 654
 655 class _tmp:
 656   def group(me): return PrimeGroup(me)
 657 _augment(DHInfo, _tmp)
 658
 659 class _tmp:
 660   def group(me): return BinGroup(me)
 661 _augment(BinDHInfo, _tmp)
 662
 663 class _tmp:
 664   def __repr__(me):
 665     return '%s(%r)' % (_clsname(me), me.info)
 666   def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
 667     ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
 668     if cyclep: pp.text('...')
 669     else: pp.pretty(me.info)
 670     pp.end_group(ind, ')')
 671 _augment(Group, _tmp)
 672
 673 class _tmp:
 674   def __hash__(me):
 675     info = me.info
 676     h = 0xbce3cfe6
 677     h ^=   hash(info.p)
 678     h ^= 2*hash(info.r) & 0xffffffff
 679     h ^= 5*hash(info.g) & 0xffffffff
 680     return h
 681   def _get_geval(me, x): return MP(x)
 682 _augment(PrimeGroup, _tmp)
 683
 684 class _tmp:
 685   def __hash__(me):
 686     info = me.info
 687     h = 0x80695949
 688     h ^=   hash(info.p)
 689     h ^= 2*hash(info.r) & 0xffffffff
 690     h ^= 5*hash(info.g) & 0xffffffff
 691     return h
 692   def _get_geval(me, x): return GF(x)
 693 _augment(BinGroup, _tmp)
 694
 695 class _tmp:
 696   def __hash__(me): return 0x0ec23dab ^ hash(me.info)
 697   def _get_geval(me, x): return x.toec()
 698 _augment(ECGroup, _tmp)
 699
 700 class _tmp:
 701   def __repr__(me):
 702     return '%r(%r)' % (me.group, str(me))
 703   def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
 704     pp.pretty(type(me)._get_geval(me))
 705 _augment(GE, _tmp)
 706
 707 ###--------------------------------------------------------------------------
 708 ### RSA encoding techniques.
 709
 710 class PKCS1Crypt (object):
 711   def __init__(me, ep = '', rng = rand):
 712     me.ep = ep
 713     me.rng = rng
 714   def encode(me, msg, nbits):
 715     return _base._p1crypt_encode(msg, nbits, me.ep, me.rng)
 716   def decode(me, ct, nbits):
 717     return _base._p1crypt_decode(ct, nbits, me.ep, me.rng)
 718
 719 class PKCS1Sig (object):
 720   def __init__(me, ep = '', rng = rand):
 721     me.ep = ep
 722     me.rng = rng
 723   def encode(me, msg, nbits):
 724     return _base._p1sig_encode(msg, nbits, me.ep, me.rng)
 725   def decode(me, msg, sig, nbits):
 726     return _base._p1sig_decode(msg, sig, nbits, me.ep, me.rng)
 727
 728 class OAEP (object):
 729   def __init__(me, mgf = sha_mgf, hash = sha, ep = '', rng = rand):
 730     me.mgf = mgf
 731     me.hash = hash
 732     me.ep = ep
 733     me.rng = rng
 734   def encode(me, msg, nbits):
 735     return _base._oaep_encode(msg, nbits, me.mgf, me.hash, me.ep, me.rng)
 736   def decode(me, ct, nbits):
 737     return _base._oaep_decode(ct, nbits, me.mgf, me.hash, me.ep, me.rng)
 738
 739 class PSS (object):
 740   def __init__(me, mgf = sha_mgf, hash = sha, saltsz = None, rng = rand):
 741     me.mgf = mgf
 742     me.hash = hash
 743     if saltsz is None:
 744       saltsz = hash.hashsz
 745     me.saltsz = saltsz
 746     me.rng = rng
 747   def encode(me, msg, nbits):
 748     return _base._pss_encode(msg, nbits, me.mgf, me.hash, me.saltsz, me.rng)
 749   def decode(me, msg, sig, nbits):
 750     return _base._pss_decode(msg, sig, nbits,
 751                              me.mgf, me.hash, me.saltsz, me.rng)
 752
 753 class _tmp:
 754   def encrypt(me, msg, enc):
 755     return me.pubop(enc.encode(msg, me.n.nbits))
 756   def verify(me, msg, sig, enc):
 757     if msg is None: return enc.decode(msg, me.pubop(sig), me.n.nbits)
 758     try:
 759       x = enc.decode(msg, me.pubop(sig), me.n.nbits)
 760       return x is None or x == msg
 761     except ValueError:
 762       return False
 763   def __repr__(me):
 764     return '%s(n = %r, e = %r)' % (_clsname(me), me.n, me.e)
 765   def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
 766     ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
 767     if cyclep:
 768       pp.text('...')
 769     else:
 770       _pp_kv(pp, 'n', me.n); pp.text(','); pp.breakable()
 771       _pp_kv(pp, 'e', me.e)
 772     pp.end_group(ind, ')')
 773 _augment(RSAPub, _tmp)
 774
 775 class _tmp:
 776   def decrypt(me, ct, enc): return enc.decode(me.privop(ct), me.n.nbits)
 777   def sign(me, msg, enc): return me.privop(enc.encode(msg, me.n.nbits))
 778   def __repr__(me):
 779     return '%s(n = %r, e = %r, d = %s, ' \
 780       'p = %s, q = %s, dp = %s, dq = %s, q_inv = %s)' % \
 781       (_clsname(me), me.n, me.e,
 782        _repr_secret(me.d), _repr_secret(me.p), _repr_secret(me.q),
 783        _repr_secret(me.dp), _repr_secret(me.dq), _repr_secret(me.q_inv))
 784   def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
 785     ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
 786     if cyclep:
 787       pp.text('...')
 788     else:
 789       _pp_kv(pp, 'n', me.n); pp.text(','); pp.breakable()
 790       _pp_kv(pp, 'e', me.e); pp.text(','); pp.breakable()
 791       _pp_kv(pp, 'd', me.d, secretp = True); pp.text(','); pp.breakable()
 792       _pp_kv(pp, 'p', me.p, secretp = True); pp.text(','); pp.breakable()
 793       _pp_kv(pp, 'q', me.q, secretp = True); pp.text(','); pp.breakable()
 794       _pp_kv(pp, 'dp', me.dp, secretp = True); pp.text(','); pp.breakable()
 795       _pp_kv(pp, 'dq', me.dq, secretp = True); pp.text(','); pp.breakable()
 796       _pp_kv(pp, 'q_inv', me.q_inv, secretp = True)
 797     pp.end_group(ind, ')')
 798 _augment(RSAPriv, _tmp)
 799
 800 ###--------------------------------------------------------------------------
 801 ### DSA and related schemes.
 802
 803 class _tmp:
 804   def __repr__(me): return '%s(G = %r, p = %r)' % (_clsname(me), me.G, me.p)
 805   def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
 806     ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
 807     if cyclep:
 808       pp.text('...')
 809     else:
 810       _pp_kv(pp, 'G', me.G); pp.text(','); pp.breakable()
 811       _pp_kv(pp, 'p', me.p)
 812     pp.end_group(ind, ')')
 813 _augment(DSAPub, _tmp)
 814 _augment(KCDSAPub, _tmp)
 815
 816 class _tmp:
 817   def __repr__(me): return '%s(G = %r, u = %s, p = %r)' % \
 818       (_clsname(me), me.G, _repr_secret(me.u), me.p)
 819   def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
 820     ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
 821     if cyclep:
 822       pp.text('...')
 823     else:
 824       _pp_kv(pp, 'G', me.G); pp.text(','); pp.breakable()
 825       _pp_kv(pp, 'u', me.u, True); pp.text(','); pp.breakable()
 826       _pp_kv(pp, 'p', me.p)
 827     pp.end_group(ind, ')')
 828 _augment(DSAPriv, _tmp)
 829 _augment(KCDSAPriv, _tmp)
 830
 831 ###--------------------------------------------------------------------------
 832 ### Bernstein's elliptic curve crypto and related schemes.
 833
 834 X25519_BASE = MP(9).storel(32)
 835 X448_BASE = MP(5).storel(56)
 836
 837 Z128 = ByteString.zero(16)
 838
 839 class _BasePub (object):
 840   def __init__(me, pub, *args, **kw):
 841     if not me._PUBSZ.check(len(pub)): raise ValueError, 'bad public key'
 842     super(_BasePub, me).__init__(*args, **kw)
 843     me.pub = pub
 844   def __repr__(me): return '%s(pub = %r)' % (_clsname(me), me.pub)
 845   def _pp(me, pp): _pp_kv(pp, 'pub', me.pub)
 846   def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
 847     ind = _pp_bgroup_tyname(pp, me)
 848     if cyclep: pp.text('...')
 849     else: me._pp(pp)
 850     pp.end_group(ind, ')')
 851
 852 class _BasePriv (object):
 853   def __init__(me, priv, pub = None, *args, **kw):
 854     if not me._KEYSZ.check(len(priv)): raise ValueError, 'bad private key'
 855     if pub is None: pub = me._pubkey(priv)
 856     super(_BasePriv, me).__init__(pub = pub, *args, **kw)
 857     me.priv = priv
 858   @classmethod
 859   def generate(cls, rng = rand):
 860     return cls(rng.block(cls._KEYSZ.default))
 861   def __repr__(me):
 862     return '%s(priv = %d, pub = %r)' % \
 863         (_clsname(me), _repr_secret(me.priv), me.pub)
 864   def _pp(me, pp):
 865     _pp_kv(pp, 'priv', me.priv, secretp = True); pp.text(','); pp.breakable()
 866     super(_BasePriv, me)._pp(pp)
 867
 868 class _XDHPub (_BasePub):  pass
 869
 870 class _XDHPriv (_BasePriv):
 871   def _pubkey(me, priv): return me._op(priv, me._BASE)
 872   def agree(me, you): return me._op(me.priv, you.pub)
 873   def boxkey(me, recip): return me._hashkey(me.agree(recip))
 874   def box(me, recip, n, m): return secret_box(me.boxkey(recip), n, m)
 875   def unbox(me, recip, n, c): return secret_unbox(me.boxkey(recip), n, c)
 876
 877 class X25519Pub (_XDHPub):
 878   _PUBSZ = KeySZSet(X25519_PUBSZ)
 879   _BASE = X25519_BASE
 880
 881 class X25519Priv (_XDHPriv, X25519Pub):
 882   _KEYSZ = KeySZSet(X25519_KEYSZ)
 883   def _op(me, k, X): return x25519(k, X)
 884   def _hashkey(me, z): return hsalsa20_prf(z, Z128)
 885
 886 class X448Pub (_XDHPub):
 887   _PUBSZ = KeySZSet(X448_PUBSZ)
 888   _BASE = X448_BASE
 889
 890 class X448Priv (_XDHPriv, X448Pub):
 891   _KEYSZ = KeySZSet(X448_KEYSZ)
 892   def _op(me, k, X): return x448(k, X)
 893   def _hashkey(me, z): return Shake256().hash(z).done(salsa20.keysz.default)
 894
 895 class _EdDSAPub (_BasePub):
 896   def beginhash(me): return me._HASH()
 897   def endhash(me, h): return h.done()
 898
 899 class _EdDSAPriv (_BasePriv, _EdDSAPub):
 900   pass
 901
 902 class Ed25519Pub (_EdDSAPub):
 903   _PUBSZ = KeySZSet(ED25519_PUBSZ)
 904   _HASH = sha512
 905   def verify(me, msg, sig, **kw):
 906     return ed25519_verify(me.pub, msg, sig, **kw)
 907
 908 class Ed25519Priv (_EdDSAPriv, Ed25519Pub):
 909   _KEYSZ = KeySZAny(ED25519_KEYSZ)
 910   def _pubkey(me, priv): return ed25519_pubkey(priv)
 911   def sign(me, msg, **kw):
 912     return ed25519_sign(me.priv, msg, pub = me.pub, **kw)
 913
 914 class Ed448Pub (_EdDSAPub):
 915   _PUBSZ = KeySZSet(ED448_PUBSZ)
 916   _HASH = shake256
 917   def verify(me, msg, sig, **kw):
 918     return ed448_verify(me.pub, msg, sig, **kw)
 919
 920 class Ed448Priv (_EdDSAPriv, Ed448Pub):
 921   _KEYSZ = KeySZAny(ED448_KEYSZ)
 922   def _pubkey(me, priv): return ed448_pubkey(priv)
 923   def sign(me, msg, **kw):
 924     return ed448_sign(me.priv, msg, pub = me.pub, **kw)
 925
 926 ###--------------------------------------------------------------------------
 927 ### Built-in named curves and prime groups.
 928
 929 class _groupmap (object):
 930   def __init__(me, map, nth):
 931     me.map = map
 932     me.nth = nth
 933     me._n = max(map.values()) + 1
 934     me.i = me._n*[None]
 935   def __repr__(me):
 936     return '{%s}' % ', '.join(['%r: %r' % kv for kv in me.iteritems()])
 937   def _repr_pretty_(me, pp, cyclep):
 938     ind = _pp_bgroup(pp, '{ ')
 939     if cyclep: pp.text('...')
 940     else: _pp_dict(pp, me.iteritems())
 941     pp.end_group(ind, ' }')
 942   def __len__(me):
 943     return me._n
 944   def __contains__(me, k):
 945     return k in me.map
 946   def __getitem__(me, k):
 947     i = me.map[k]
 948     if me.i[i] is None:
 949       me.i[i] = me.nth(i)
 950     return me.i[i]
 951   def __setitem__(me, k, v):
 952     raise TypeError, "immutable object"
 953   def __iter__(me):
 954     return iter(me.map)
 955   def iterkeys(me):
 956     return iter(me.map)
 957   def itervalues(me):
 958     for k in me:
 959       yield me[k]
 960   def iteritems(me):
 961     for k in me:
 962       yield k, me[k]
 963   def keys(me):
 964     return [k for k in me]
 965   def values(me):
 966     return [me[k] for k in me]
 967   def items(me):
 968     return [(k, me[k]) for k in me]
 969 eccurves = _groupmap(_base._eccurves, ECInfo._curven)
 970 primegroups = _groupmap(_base._pgroups, DHInfo._groupn)
 971 bingroups = _groupmap(_base._bingroups, BinDHInfo._groupn)
 972
 973 ###--------------------------------------------------------------------------
 974 ### Prime number generation.
 975
 976 class PrimeGenEventHandler (object):
 977   def pg_begin(me, ev):
 978     return me.pg_try(ev)
 979   def pg_done(me, ev):
 980     return PGEN_DONE
 981   def pg_abort(me, ev):
 982     return PGEN_TRY
 983   def pg_fail(me, ev):
 984     return PGEN_TRY
 985   def pg_pass(me, ev):
 986     return PGEN_TRY
 987
 988 class SophieGermainStepJump (object):
 989   def pg_begin(me, ev):
 990     me.lf = PrimeFilter(ev.x)
 991     me.hf = me.lf.muladd(2, 1)
 992     return me.cont(ev)
 993   def pg_try(me, ev):
 994     me.step()
 995     return me.cont(ev)
 996   def cont(me, ev):
 997     while me.lf.status == PGEN_FAIL or me.hf.status == PGEN_FAIL:
 998       me.step()
 999     if me.lf.status == PGEN_ABORT or me.hf.status == PGEN_ABORT:
1000       return PGEN_ABORT
1001     ev.x = me.lf.x
1002     if me.lf.status == PGEN_DONE and me.hf.status == PGEN_DONE:
1003       return PGEN_DONE
1004     return PGEN_TRY
1005   def pg_done(me, ev):
1006     del me.lf
1007     del me.hf
1008
1009 class SophieGermainStepper (SophieGermainStepJump):
1010   def __init__(me, step):
1011     me.lstep = step;
1012     me.hstep = 2 * step
1013   def step(me):
1014     me.lf.step(me.lstep)
1015     me.hf.step(me.hstep)
1016
1017 class SophieGermainJumper (SophieGermainStepJump):
1018   def __init__(me, jump):
1019     me.ljump = PrimeFilter(jump);
1020     me.hjump = me.ljump.muladd(2, 0)
1021   def step(me):
1022     me.lf.jump(me.ljump)
1023     me.hf.jump(me.hjump)
1024   def pg_done(me, ev):
1025     del me.ljump
1026     del me.hjump
1027     SophieGermainStepJump.pg_done(me, ev)
1028
1029 class SophieGermainTester (object):
1030   def __init__(me):
1031     pass
1032   def pg_begin(me, ev):
1033     me.lr = RabinMiller(ev.x)
1034     me.hr = RabinMiller(2 * ev.x + 1)
1035   def pg_try(me, ev):
1036     lst = me.lr.test(ev.rng.range(me.lr.x))
1037     if lst != PGEN_PASS and lst != PGEN_DONE:
1038       return lst
1039     rst = me.hr.test(ev.rng.range(me.hr.x))
1040     if rst != PGEN_PASS and rst != PGEN_DONE:
1041       return rst
1042     if lst == PGEN_DONE and rst == PGEN_DONE:
1043       return PGEN_DONE
1044     return PGEN_PASS
1045   def pg_done(me, ev):
1046     del me.lr
1047     del me.hr
1048
1049 class PrimitiveStepper (PrimeGenEventHandler):
1050   def __init__(me):
1051     pass
1052   def pg_try(me, ev):
1053     ev.x = me.i.next()
1054     return PGEN_TRY
1055   def pg_begin(me, ev):
1056     me.i = iter(smallprimes)
1057     return me.pg_try(ev)
1058
1059 class PrimitiveTester (PrimeGenEventHandler):
1060   def __init__(me, mod, hh = [], exp = None):
1061     me.mod = MPMont(mod)
1062     me.exp = exp
1063     me.hh = hh
1064   def pg_try(me, ev):
1065     x = ev.x
1066     if me.exp is not None:
1067       x = me.mod.exp(x, me.exp)
1068       if x == 1: return PGEN_FAIL
1069     for h in me.hh:
1070       if me.mod.exp(x, h) == 1: return PGEN_FAIL
1071     ev.x = x
1072     return PGEN_DONE
1073
1074 class SimulStepper (PrimeGenEventHandler):
1075   def __init__(me, mul = 2, add = 1, step = 2):
1076     me.step = step
1077     me.mul = mul
1078     me.add = add
1079   def _stepfn(me, step):
1080     if step <= 0:
1081       raise ValueError, 'step must be positive'
1082     if step <= MPW_MAX:
1083       return lambda f: f.step(step)
1084     j = PrimeFilter(step)
1085     return lambda f: f.jump(j)
1086   def pg_begin(me, ev):
1087     x = ev.x
1088     me.lf = PrimeFilter(x)
1089     me.hf = PrimeFilter(x * me.mul + me.add)
1090     me.lstep = me._stepfn(me.step)
1091     me.hstep = me._stepfn(me.step * me.mul)
1092     SimulStepper._cont(me, ev)
1093   def pg_try(me, ev):
1094     me._step()
1095     me._cont(ev)
1096   def _step(me):
1097     me.lstep(me.lf)
1098     me.hstep(me.hf)
1099   def _cont(me, ev):
1100     while me.lf.status == PGEN_FAIL or me.hf.status == PGEN_FAIL:
1101       me._step()
1102     if me.lf.status == PGEN_ABORT or me.hf.status == PGEN_ABORT:
1103       return PGEN_ABORT
1104     ev.x = me.lf.x
1105     if me.lf.status == PGEN_DONE and me.hf.status == PGEN_DONE:
1106       return PGEN_DONE
1107     return PGEN_TRY
1108   def pg_done(me, ev):
1109     del me.lf
1110     del me.hf
1111     del me.lstep
1112     del me.hstep
1113
1114 class SimulTester (PrimeGenEventHandler):
1115   def __init__(me, mul = 2, add = 1):
1116     me.mul = mul
1117     me.add = add
1118   def pg_begin(me, ev):
1119     x = ev.x
1120     me.lr = RabinMiller(x)
1121     me.hr = RabinMiller(x * me.mul + me.add)
1122   def pg_try(me, ev):
1123     lst = me.lr.test(ev.rng.range(me.lr.x))
1124     if lst != PGEN_PASS and lst != PGEN_DONE:
1125       return lst
1126     rst = me.hr.test(ev.rng.range(me.hr.x))
1127     if rst != PGEN_PASS and rst != PGEN_DONE:
1128       return rst
1129     if lst == PGEN_DONE and rst == PGEN_DONE:
1130       return PGEN_DONE
1131     return PGEN_PASS
1132   def pg_done(me, ev):
1133     del me.lr
1134     del me.hr
1135
1136 def sgprime(start, step = 2, name = 'p', event = pgen_nullev, nsteps = 0):
1137   start = MP(start)
1138   return pgen(start, name, SimulStepper(step = step), SimulTester(), event,
1139               nsteps, RabinMiller.iters(start.nbits))
1140
1141 def findprimitive(mod, hh = [], exp = None, name = 'g', event = pgen_nullev):
1142   return pgen(0, name, PrimitiveStepper(), PrimitiveTester(mod, hh, exp),
1143               event, 0, 1)
1144
1145 def kcdsaprime(pbits, qbits, rng = rand,
1146                event = pgen_nullev, name = 'p', nsteps = 0):
1147   hbits = pbits - qbits
1148   h = pgen(rng.mp(hbits, 1), name + ' [h]',
1149            PrimeGenStepper(2), PrimeGenTester(),
1150            event, nsteps, RabinMiller.iters(hbits))
1151   q = pgen(rng.mp(qbits, 1), name, SimulStepper(2 * h, 1, 2),
1152            SimulTester(2 * h, 1), event, nsteps, RabinMiller.iters(qbits))
1153   p = 2 * q * h + 1
1154   return p, q, h
1155
1156 #----- That's all, folks ----------------------------------------------------