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

   1 # -*-python-*-
   2 #
   3 # $Id$
   4 #
   5 # Setup for Catacomb/Python bindings
   6 #
   7 # (c) 2004 Straylight/Edgeware
   8 #
   9
  10 #----- Licensing notice -----------------------------------------------------
  11 #
  12 # This file is part of the Python interface to Catacomb.
  13 #
  14 # Catacomb/Python is free software; you can redistribute it and/or modify
  15 # it under the terms of the GNU General Public License as published by
  16 # the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  17 # (at your option) any later version.
  18 #
  19 # Catacomb/Python 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 General Public License for more details.
  23 #
  24 # You should have received a copy of the GNU General Public License
  25 # along with Catacomb/Python; if not, write to the Free Software Foundation,
  26 # Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
  27
  28 import _base
  29 import types as _types
  30 from binascii import hexlify as _hexify, unhexlify as _unhexify
  31
  32 def _init():
  33   d = globals()
  34   b = _base.__dict__;
  35   for i in b:
  36     if i[0] != '_':
  37       d[i] = b[i];
  38   for i in ['MP', 'GF', 'Field',
  39             'ECPt', 'ECPtCurve', 'ECCurve', 'ECInfo',
  40             'DHInfo', 'BinDHInfo', 'RSAPriv', 'PrimeFilter', 'RabinMiller',
  41             'Group', 'GE']:
  42     c = d[i]
  43     pre = '_' + i + '_'
  44     plen = len(pre)
  45     for j in b:
  46       if j[:plen] == pre:
  47         setattr(c, j[plen:], classmethod(b[j]))
  48   for i in [gcciphers, gchashes, gcmacs]:
  49     for j in i:
  50       c = i[j]
  51       d[c.name.replace('-', '_')] = c
  52 _init()
  53
  54 def _augment(c, cc):
  55   for i in cc.__dict__:
  56     a = cc.__dict__[i]
  57     if type(a) is _types.MethodType:
  58       a = a.im_func
  59     elif type(a) not in (_types.FunctionType, staticmethod, classmethod):
  60       continue
  61     setattr(c, i, a)
  62
  63 class _tmp:
  64   def fromhex(x):
  65     return ByteString(_unhexify(x))
  66   fromhex = staticmethod(fromhex)
  67   def __hex__(me):
  68     return _hexify(me)
  69   def __repr__(me):
  70     return 'bytes(%r)' % hex(me)
  71 _augment(ByteString, _tmp)
  72 bytes = ByteString.fromhex
  73
  74 class _tmp:
  75   def negp(x): return x < 0
  76   def posp(x): return x > 0
  77   def zerop(x): return x == 0
  78   def oddp(x): return x.testbit(0)
  79   def evenp(x): return not x.testbit(0)
  80   def mont(x): return MPMont(x)
  81   def barrett(x): return MPBarrett(x)
  82   def reduce(x): return MPReduce(x)
  83   def factorial(x):
  84     'factorial(X) -> X!'
  85     if x < 0: raise ValueError, 'factorial argument must be > 0'
  86     return MP.product(xrange(1, x + 1))
  87   factorial = staticmethod(factorial)
  88 _augment(MP, _tmp)
  89
  90 def _checkend(r):
  91   x, rest = r
  92   if rest != '':
  93     raise SyntaxError, 'junk at end of string'
  94   return x
  95
  96 class _tmp:
  97   def reduce(x): return GReduce(x)
  98 _augment(GF, _tmp)
  99
 100 class _tmp:
 101   def fromstring(str): return _checkend(Field.parse(str))
 102   fromstring = staticmethod(fromstring)
 103 _augment(Field, _tmp)
 104
 105 class _tmp:
 106   def __repr__(me): return '%s(%sL)' % (type(me).__name__, me.p)
 107   def ec(me, a, b): return ECPrimeProjCurve(me, a, b)
 108 _augment(PrimeField, _tmp)
 109
 110 class _tmp:
 111   def __repr__(me): return '%s(%sL)' % (type(me).__name__, hex(me.p))
 112   def ec(me, a, b): return ECBinProjCurve(me, a, b)
 113 _augment(BinField, _tmp)
 114
 115 class _tmp:
 116   def __str__(me): return str(me.value)
 117   def __repr__(me): return '%s(%s)' % (repr(me.field), repr(me.value))
 118 _augment(FE, _tmp)
 119
 120 class _groupmap (object):
 121   def __init__(me, map, nth):
 122     me.map = map
 123     me.nth = nth
 124     me.i = [None] * (max(map.values()) + 1)
 125   def __repr__(me):
 126     return '{%s}' % ', '.join(['%r: %r' % (k, me[k]) for k in me])
 127   def __contains__(me, k):
 128     return k in me.map
 129   def __getitem__(me, k):
 130     i = me.map[k]
 131     if me.i[i] is None:
 132       me.i[i] = me.nth(i)
 133     return me.i[i]
 134   def __setitem__(me, k, v):
 135     raise TypeError, "immutable object"
 136   def __iter__(me):
 137     return iter(me.map)
 138   def keys(me):
 139     return [k for k in me]
 140   def values(me):
 141     return [me[k] for k in me]
 142 eccurves = _groupmap(_base._eccurves, ECInfo._curven)
 143 primegroups = _groupmap(_base._pgroups, DHInfo._groupn)
 144 bingroups = _groupmap(_base._bingroups, BinDHInfo._groupn)
 145
 146 class _tmp:
 147   def __repr__(me):
 148     return '%s(%r, %s, %s)' % (type(me).__name__, me.field, me.a, me.b)
 149   def frombuf(me, s):
 150     return ecpt.frombuf(me, s)
 151   def fromraw(me, s):
 152     return ecpt.fromraw(me, s)
 153   def pt(me, *args):
 154     return ECPt(me, *args)
 155 _augment(ECCurve, _tmp)
 156
 157 class _tmp:
 158   def __repr__(me):
 159     if not me: return 'ECPt()'
 160     return 'ECPt(%s, %s)' % (me.ix, me.iy)
 161   def __str__(me):
 162     if not me: return 'inf'
 163     return '(%s, %s)' % (me.ix, me.iy)
 164 _augment(ECPt, _tmp)
 165
 166 class _tmp:
 167   def __repr__(me):
 168     return 'ECInfo(curve = %r, G = %r, r = %s, h = %s)' % \
 169            (me.curve, me.G, me.r, me.h)
 170   def group(me):
 171     return ECGroup(me)
 172 _augment(ECInfo, _tmp)
 173
 174 class _tmp:
 175   def __repr__(me):
 176     if not me: return '%r()' % (me.curve)
 177     return '%r(%s, %s)' % (me.curve, me.x, me.y)
 178   def __str__(me):
 179     if not me: return 'inf'
 180     return '(%s, %s)' % (me.x, me.y)
 181 _augment(ECPtCurve, _tmp)
 182
 183 class _tmp:
 184   def __repr__(me): return 'KeySZAny(%d)' % me.default
 185   def check(me, sz): return True
 186   def best(me, sz): return sz
 187 _augment(KeySZAny, _tmp)
 188
 189 class _tmp:
 190   def __repr__(me):
 191     return 'KeySZRange(%d, %d, %d, %d)' % \
 192            (me.default, me.min, me.max, me.mod)
 193   def check(me, sz): return me.min <= sz <= me.max and sz % me.mod == 0
 194   def best(me, sz):
 195     if sz < me.min: raise ValueError, 'key too small'
 196     elif sz > me.max: return me.max
 197     else: return sz - (sz % me.mod)
 198 _augment(KeySZRange, _tmp)
 199
 200 class _tmp:
 201   def __repr__(me): return 'KeySZSet(%d, %s)' % (me.default, me.set)
 202   def check(me, sz): return sz in me.set
 203   def best(me, sz):
 204     found = -1
 205     for i in me.set:
 206       if found < i <= sz: found = i
 207     if found < 0: raise ValueError, 'key too small'
 208     return found
 209 _augment(KeySZSet, _tmp)
 210
 211 class _tmp:
 212   def __repr__(me):
 213     return '%s(p = %s, r = %s, g = %s)' % \
 214            (type(me).__name__, me.p, me.r, me.g)
 215 _augment(FGInfo, _tmp)
 216
 217 class _tmp:
 218   def group(me): return PrimeGroup(me)
 219 _augment(DHInfo, _tmp)
 220
 221 class _tmp:
 222   def group(me): return BinGroup(me)
 223 _augment(BinDHInfo, _tmp)
 224
 225 class _tmp:
 226   def __repr__(me):
 227     return '%s(%r)' % (type(me).__name__, me.info)
 228 _augment(Group, _tmp)
 229
 230 class _tmp:
 231   def __repr__(me):
 232     return '%r(%r)' % (me.group, str(me))
 233 _augment(GE, _tmp)
 234
 235 class PKCS1Crypt(object):
 236   def __init__(me, ep = '', rng = rand):
 237     me.ep = ep
 238     me.rng = rng
 239   def encode(me, msg, nbits):
 240     return _base._p1crypt_encode(msg, nbits, me.ep, me.rng)
 241   def decode(me, ct, nbits):
 242     return _base._p1crypt_decode(ct, nbits, me.ep, me.rng)
 243
 244 class PKCS1Sig(object):
 245   def __init__(me, ep = '', rng = rand):
 246     me.ep = ep
 247     me.rng = rng
 248   def encode(me, msg, nbits):
 249     return _base._p1sig_encode(msg, nbits, me.ep, me.rng)
 250   def decode(me, msg, sig, nbits):
 251     return _base._p1sig_decode(msg, sig, nbits, me.ep, me.rng)
 252
 253 class OAEP(object):
 254   def __init__(me, mgf = sha_mgf, hash = sha, ep = '', rng = rand):
 255     me.mgf = mgf
 256     me.hash = hash
 257     me.ep = ep
 258     me.rng = rng
 259   def encode(me, msg, nbits):
 260     return _base._oaep_encode(msg, nbits, me.mgf, me.hash, me.ep, me.rng)
 261   def decode(me, ct, nbits):
 262     return _base._oaep_decode(ct, nbits, me.mgf, me.hash, me.ep, me.rng)
 263
 264 class PSS(object):
 265   def __init__(me, mgf = sha_mgf, hash = sha, saltsz = None, rng = rand):
 266     me.mgf = mgf
 267     me.hash = hash
 268     if saltsz is None:
 269       saltsz = hash.hashsz
 270     me.saltsz = saltsz
 271     me.rng = rng
 272   def encode(me, msg, nbits):
 273     return _base._pss_encode(msg, nbits, me.mgf, me.hash, me.saltsz, me.rng)
 274   def decode(me, msg, sig, nbits):
 275     return _base._pss_decode(msg, sig, nbits,
 276                              me.mgf, me.hash, me.saltsz, me.rng)
 277
 278 class _tmp:
 279   def encrypt(me, msg, enc):
 280     return me.pubop(enc.encode(msg, me.n.nbits))
 281   def verify(me, msg, sig, enc):
 282     if msg is None: return enc.decode(msg, me.pubop(sig), me.n.nbits)
 283     try:
 284       x = enc.decode(msg, me.pubop(sig), me.n.nbits)
 285       return x is None or x == msg
 286     except ValueError:
 287       return False
 288 _augment(RSAPub, _tmp)
 289
 290 class _tmp:
 291   def decrypt(me, ct, enc): return enc.decode(me.privop(ct), me.n.nbits)
 292   def sign(me, msg, enc): return me.privop(enc.encode(msg, me.n.nbits))
 293 _augment(RSAPriv, _tmp)
 294
 295
 296 class SophieGermainStepJump (object):
 297   def pg_begin(me, ev):
 298     me.lf = PrimeFilter(ev.x)
 299     me.hf = me.lf.muladd(2, 1)
 300     return me.cont(ev)
 301   def pg_try(me, ev):
 302     me.step()
 303     return me.cont(ev)
 304   def cont(me, ev):
 305     while me.lf.status == PGEN_FAIL or me.hf.status == PGEN_FAIL:
 306       me.step()
 307     if me.lf.status == PGEN_ABORT or me.hf.status == PGEN_ABORT:
 308       return PGEN_ABORT
 309     ev.x = me.lf.x
 310     if me.lf.status == PGEN_DONE and me.hf.status == PGEN_DONE:
 311       return PGEN_DONE
 312     return PGEN_TRY
 313   def pg_done(me, ev):
 314     del me.lf
 315     del me.hf
 316
 317 class SophieGermainStepper (SophieGermainStepJump):
 318   def __init__(me, step):
 319     me.lstep = step;
 320     me.hstep = 2 * step
 321   def step(me):
 322     me.lf.step(me.lstep)
 323     me.hf.step(me.hstep)
 324
 325 class SophieGermainJumper (SophieGermainStepJump):
 326   def __init__(me, jump):
 327     me.ljump = PrimeFilter(jump);
 328     me.hjump = me.ljump.muladd(2, 0)
 329   def step(me):
 330     me.lf.jump(me.ljump)
 331     me.hf.jump(me.hjump)
 332   def pg_done(me, ev):
 333     del me.ljump
 334     del me.hjump
 335     SophieGermainStepJump.pg_done(me, ev)
 336
 337 class SophieGermainTester (object):
 338   def __init__(me):
 339     pass
 340   def pg_begin(me, ev):
 341     me.lr = RabinMiller(ev.x)
 342     me.hr = RabinMiller(2 * ev.x + 1)
 343   def pg_try(me, ev):
 344     lst = me.lr.test(ev.rng.range(me.lr.x))
 345     if lst != PGEN_PASS and lst != PGEN_DONE:
 346       return lst
 347     rst = me.hr.test(ev.rng.range(me.hr.x))
 348     if rst != PGEN_PASS and rst != PGEN_DONE:
 349       return rst
 350     if lst == PGEN_DONE and rst == PGEN_DONE:
 351       return PGEN_DONE
 352     return PGEN_PASS
 353   def pg_done(me, ev):
 354     del me.lr
 355     del me.hr
 356
 357 class PrimeGenEventHandler (object):
 358   def pg_begin(me, ev):
 359     return me.pg_try(ev)
 360   def pg_done(me, ev):
 361     return PGEN_DONE
 362   def pg_abort(me, ev):
 363     return PGEN_TRY
 364   def pg_fail(me, ev):
 365     return PGEN_TRY
 366   def pg_pass(me, ev):
 367     return PGEN_TRY
 368
 369 class PrimitiveStepper (PrimeGenEventHandler):
 370   def __init__(me):
 371     pass
 372   def pg_try(me, ev):
 373     ev.x = me.i.next()
 374     return PGEN_TRY
 375   def pg_begin(me, ev):
 376     me.i = iter(smallprimes)
 377     return me.pg_try(ev)
 378
 379 class PrimitiveTester (PrimeGenEventHandler):
 380   def __init__(me, mod, hh = [], exp = None):
 381     me.mod = MPMont(mod)
 382     me.exp = exp
 383     me.hh = hh
 384   def pg_try(me, ev):
 385     x = ev.x
 386     if me.exp is not None:
 387       x = me.mod.exp(x, me.exp)
 388       if x == 1: return PGEN_FAIL
 389     for h in me.hh:
 390       if me.mod.exp(x, h) == 1: return PGEN_FAIL
 391     ev.x = x
 392     return PGEN_DONE
 393
 394 class SimulStepper (PrimeGenEventHandler):
 395   def __init__(me, mul = 2, add = 1, step = 2):
 396     me.step = step
 397     me.mul = mul
 398     me.add = add
 399   def _stepfn(me, step):
 400     if step <= 0:
 401       raise ValueError, 'step must be positive'
 402     if step <= MPW_MAX:
 403       return lambda f: f.step(step)
 404     j = PrimeFilter(step)
 405     return lambda f: f.jump(j)
 406   def pg_begin(me, ev):
 407     x = ev.x
 408     me.lf = PrimeFilter(x)
 409     me.hf = PrimeFilter(x * me.mul + me.add)
 410     me.lstep = me._stepfn(me.step)
 411     me.hstep = me._stepfn(me.step * me.mul)
 412     SimulStepper._cont(me, ev)
 413   def pg_try(me, ev):
 414     me._step()
 415     me._cont(ev)
 416   def _step(me):
 417     me.lstep(me.lf)
 418     me.hstep(me.hf)
 419   def _cont(me, ev):
 420     while me.lf.status == PGEN_FAIL or me.hf.status == PGEN_FAIL:
 421       me._step()
 422     if me.lf.status == PGEN_ABORT or me.hf.status == PGEN_ABORT:
 423       return PGEN_ABORT
 424     ev.x = me.lf.x
 425     if me.lf.status == PGEN_DONE and me.hf.status == PGEN_DONE:
 426       return PGEN_DONE
 427     return PGEN_TRY
 428   def pg_done(me, ev):
 429     del me.lf
 430     del me.hf
 431     del me.lstep
 432     del me.hstep
 433
 434 class SimulTester (PrimeGenEventHandler):
 435   def __init__(me, mul = 2, add = 1):
 436     me.mul = mul
 437     me.add = add
 438   def pg_begin(me, ev):
 439     x = ev.x
 440     me.lr = RabinMiller(x)
 441     me.hr = RabinMiller(x * me.mul + me.add)
 442   def pg_try(me, ev):
 443     lst = me.lr.test(ev.rng.range(me.lr.x))
 444     if lst != PGEN_PASS and lst != PGEN_DONE:
 445       return lst
 446     rst = me.hr.test(ev.rng.range(me.hr.x))
 447     if rst != PGEN_PASS and rst != PGEN_DONE:
 448       return rst
 449     if lst == PGEN_DONE and rst == PGEN_DONE:
 450       return PGEN_DONE
 451     return PGEN_PASS
 452   def pg_done(me, ev):
 453     del me.lr
 454     del me.hr
 455
 456 def sgprime(start, step = 2, name = 'p', event = pgen_nullev, nsteps = 0):
 457   start = MP(start)
 458   return pgen(start, name, SimulStepper(step = step), SimulTester(), event,
 459               nsteps, RabinMiller.iters(start.nbits))
 460
 461 def findprimitive(mod, hh = [], exp = None, name = 'g', event = pgen_nullev):
 462   return pgen(0, name, PrimitiveStepper(), PrimitiveTester(mod, hh, exp),
 463               event, 0, 1)
 464
 465 def kcdsaprime(pbits, qbits, rng = rand,
 466                event = pgen_nullev, name = 'p', nsteps = 0):
 467   hbits = pbits - qbits
 468   h = pgen(rng.mp(hbits, 1), name + ' [h]',
 469            PrimeGenStepper(2), PrimeGenTester(),
 470            event, nsteps, RabinMiller.iters(hbits))
 471   q = pgen(rng.mp(qbits, 1), name, SimulStepper(2 * h, 1, 2),
 472            SimulTester(2 * h, 1), event, nsteps, RabinMiller.iters(qbits))
 473   p = 2 * q * h + 1
 474   return p, q, h
 475
 476 import pwsafe
 477
 478 #----- That's all, folks ----------------------------------------------------