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 eccurves = _groupmap(_base._eccurves, ECInfo._curven)
 139 primegroups = _groupmap(_base._pgroups, DHInfo._groupn)
 140 bingroups = _groupmap(_base._bingroups, BinDHInfo._groupn)
 141
 142 class _tmp:
 143   def __repr__(me):
 144     return '%s(%r, %s, %s)' % (type(me).__name__, me.field, me.a, me.b)
 145   def frombuf(me, s):
 146     return ecpt.frombuf(me, s)
 147   def fromraw(me, s):
 148     return ecpt.fromraw(me, s)
 149   def pt(me, *args):
 150     return ECPt(me, *args)
 151 _augment(ECCurve, _tmp)
 152
 153 class _tmp:
 154   def __repr__(me):
 155     if not me: return 'ECPt()'
 156     return 'ECPt(%s, %s)' % (me.ix, me.iy)
 157   def __str__(me):
 158     if not me: return 'inf'
 159     return '(%s, %s)' % (me.ix, me.iy)
 160 _augment(ECPt, _tmp)
 161
 162 class _tmp:
 163   def __repr__(me):
 164     return 'ECInfo(curve = %r, G = %r, r = %s, h = %s)' % \
 165            (me.curve, me.G, me.r, me.h)
 166   def group(me):
 167     return ECGroup(me)
 168 _augment(ECInfo, _tmp)
 169
 170 class _tmp:
 171   def __repr__(me):
 172     if not me: return '%r()' % (me.curve)
 173     return '%r(%s, %s)' % (me.curve, me.x, me.y)
 174   def __str__(me):
 175     if not me: return 'inf'
 176     return '(%s, %s)' % (me.x, me.y)
 177 _augment(ECPtCurve, _tmp)
 178
 179 class _tmp:
 180   def __repr__(me): return 'KeySZAny(%d)' % me.default
 181   def check(me, sz): return True
 182   def best(me, sz): return sz
 183 _augment(KeySZAny, _tmp)
 184
 185 class _tmp:
 186   def __repr__(me):
 187     return 'KeySZRange(%d, %d, %d, %d)' % \
 188            (me.default, me.min, me.max, me.mod)
 189   def check(me, sz): return me.min <= sz <= me.max and sz % me.mod == 0
 190   def best(me, sz):
 191     if sz < me.min: raise ValueError, 'key too small'
 192     elif sz > me.max: return me.max
 193     else: return sz - (sz % me.mod)
 194 _augment(KeySZRange, _tmp)
 195
 196 class _tmp:
 197   def __repr__(me): return 'KeySZSet(%d, %s)' % (me.default, me.set)
 198   def check(me, sz): return sz in me.set
 199   def best(me, sz):
 200     found = -1
 201     for i in me.set:
 202       if found < i <= sz: found = i
 203     if found < 0: raise ValueError, 'key too small'
 204     return found
 205 _augment(KeySZSet, _tmp)
 206
 207 class _tmp:
 208   def __repr__(me):
 209     return '%s(p = %s, r = %s, g = %s)' % \
 210            (type(me).__name__, me.p, me.r, me.g)
 211 _augment(FGInfo, _tmp)
 212
 213 class _tmp:
 214   def group(me): return PrimeGroup(me)
 215 _augment(DHInfo, _tmp)
 216
 217 class _tmp:
 218   def group(me): return BinGroup(me)
 219 _augment(BinDHInfo, _tmp)
 220
 221 class _tmp:
 222   def __repr__(me):
 223     return '%s(%r)' % (type(me).__name__, me.info)
 224 _augment(Group, _tmp)
 225
 226 class _tmp:
 227   def __repr__(me):
 228     return '%r(%r)' % (me.group, str(me))
 229 _augment(GE, _tmp)
 230
 231 class PKCS1Crypt(object):
 232   def __init__(me, ep = '', rng = rand):
 233     me.ep = ep
 234     me.rng = rng
 235   def encode(me, msg, nbits):
 236     return _base._p1crypt_encode(msg, nbits, me.ep, me.rng)
 237   def decode(me, ct, nbits):
 238     return _base._p1crypt_decode(ct, nbits, me.ep, me.rng)
 239
 240 class PKCS1Sig(object):
 241   def __init__(me, ep = '', rng = rand):
 242     me.ep = ep
 243     me.rng = rng
 244   def encode(me, msg, nbits):
 245     return _base._p1sig_encode(msg, nbits, me.ep, me.rng)
 246   def decode(me, msg, sig, nbits):
 247     return _base._p1sig_decode(msg, sig, nbits, me.ep, me.rng)
 248
 249 class OAEP(object):
 250   def __init__(me, mgf = sha_mgf, hash = sha, ep = '', rng = rand):
 251     me.mgf = mgf
 252     me.hash = hash
 253     me.ep = ep
 254     me.rng = rng
 255   def encode(me, msg, nbits):
 256     return _base._oaep_encode(msg, nbits, me.mgf, me.hash, me.ep, me.rng)
 257   def decode(me, ct, nbits):
 258     return _base._oaep_decode(ct, nbits, me.mgf, me.hash, me.ep, me.rng)
 259
 260 class PSS(object):
 261   def __init__(me, mgf = sha_mgf, hash = sha, saltsz = None, rng = rand):
 262     me.mgf = mgf
 263     me.hash = hash
 264     if saltsz is None:
 265       saltsz = hash.hashsz
 266     me.saltsz = saltsz
 267     me.rng = rng
 268   def encode(me, msg, nbits):
 269     return _base._pss_encode(msg, nbits, me.mgf, me.hash, me.saltsz, me.rng)
 270   def decode(me, msg, sig, nbits):
 271     return _base._pss_decode(msg, sig, nbits,
 272                              me.mgf, me.hash, me.saltsz, me.rng)
 273
 274 class _tmp:
 275   def encrypt(me, msg, enc):
 276     return me.pubop(enc.encode(msg, me.n.nbits))
 277   def verify(me, msg, sig, enc):
 278     if msg is None: return enc.decode(msg, me.pubop(sig), me.n.nbits)
 279     try:
 280       x = enc.decode(msg, me.pubop(sig), me.n.nbits)
 281       return x is None or x == msg
 282     except ValueError:
 283       return False
 284 _augment(RSAPub, _tmp)
 285
 286 class _tmp:
 287   def decrypt(me, ct, enc): return enc.decode(me.privop(ct), me.n.nbits)
 288   def sign(me, msg, enc): return me.privop(enc.encode(msg, me.n.nbits))
 289 _augment(RSAPriv, _tmp)
 290
 291
 292 class SophieGermainStepJump (object):
 293   def pg_begin(me, ev):
 294     me.lf = PrimeFilter(ev.x)
 295     me.hf = me.lf.muladd(2, 1)
 296     return me.cont(ev)
 297   def pg_try(me, ev):
 298     me.step()
 299     return me.cont(ev)
 300   def cont(me, ev):
 301     while me.lf.status == PGEN_FAIL or me.hf.status == PGEN_FAIL:
 302       me.step()
 303     if me.lf.status == PGEN_ABORT or me.hf.status == PGEN_ABORT:
 304       return PGEN_ABORT
 305     ev.x = me.lf.x
 306     if me.lf.status == PGEN_DONE and me.hf.status == PGEN_DONE:
 307       return PGEN_DONE
 308     return PGEN_TRY
 309   def pg_done(me, ev):
 310     del me.lf
 311     del me.hf
 312
 313 class SophieGermainStepper (SophieGermainStepJump):
 314   def __init__(me, step):
 315     me.lstep = step;
 316     me.hstep = 2 * step
 317   def step(me):
 318     me.lf.step(me.lstep)
 319     me.hf.step(me.hstep)
 320
 321 class SophieGermainJumper (SophieGermainStepJump):
 322   def __init__(me, jump):
 323     me.ljump = PrimeFilter(jump);
 324     me.hjump = me.ljump.muladd(2, 0)
 325   def step(me):
 326     me.lf.jump(me.ljump)
 327     me.hf.jump(me.hjump)
 328   def pg_done(me, ev):
 329     del me.ljump
 330     del me.hjump
 331     SophieGermainStepJump.pg_done(me, ev)
 332
 333 class SophieGermainTester (object):
 334   def __init__(me):
 335     pass
 336   def pg_begin(me, ev):
 337     me.lr = RabinMiller(ev.x)
 338     me.hr = RabinMiller(2 * ev.x + 1)
 339   def pg_try(me, ev):
 340     lst = me.lr.test(ev.rng.range(me.lr.x))
 341     if lst != PGEN_PASS and lst != PGEN_DONE:
 342       return lst
 343     rst = me.hr.test(ev.rng.range(me.hr.x))
 344     if rst != PGEN_PASS and rst != PGEN_DONE:
 345       return rst
 346     if lst == PGEN_DONE and rst == PGEN_DONE:
 347       return PGEN_DONE
 348     return PGEN_PASS
 349   def pg_done(me, ev):
 350     del me.lr
 351     del me.hr
 352
 353 class PrimeGenEventHandler (object):
 354   def pg_begin(me, ev):
 355     return me.pg_try(ev)
 356   def pg_done(me, ev):
 357     return PGEN_DONE
 358   def pg_abort(me, ev):
 359     return PGEN_TRY
 360   def pg_fail(me, ev):
 361     return PGEN_TRY
 362   def pg_pass(me, ev):
 363     return PGEN_TRY
 364
 365 class PrimitiveStepper (PrimeGenEventHandler):
 366   def __init__(me):
 367     pass
 368   def pg_try(me, ev):
 369     ev.x = me.i.next()
 370     return PGEN_TRY
 371   def pg_begin(me, ev):
 372     me.i = iter(smallprimes)
 373     return me.pg_try(ev)
 374
 375 class PrimitiveTester (PrimeGenEventHandler):
 376   def __init__(me, mod, hh = [], exp = None):
 377     me.mod = MPMont(mod)
 378     me.exp = exp
 379     me.hh = hh
 380   def pg_try(me, ev):
 381     x = ev.x
 382     if me.exp is not None:
 383       x = me.mod.exp(x, me.exp)
 384       if x == 1: return PGEN_FAIL
 385     for h in me.hh:
 386       if me.mod.exp(x, h) == 1: return PGEN_FAIL
 387     ev.x = x
 388     return PGEN_DONE
 389
 390 class SimulStepper (PrimeGenEventHandler):
 391   def __init__(me, mul = 2, add = 1, step = 2):
 392     me.step = step
 393     me.mul = mul
 394     me.add = add
 395   def _stepfn(me, step):
 396     if step <= 0:
 397       raise ValueError, 'step must be positive'
 398     if step <= MPW_MAX:
 399       return lambda f: f.step(step)
 400     j = PrimeFilter(step)
 401     return lambda f: f.jump(j)
 402   def pg_begin(me, ev):
 403     x = ev.x
 404     me.lf = PrimeFilter(x)
 405     me.hf = PrimeFilter(x * me.mul + me.add)
 406     me.lstep = me._stepfn(me.step)
 407     me.hstep = me._stepfn(me.step * me.mul)
 408     SimulStepper._cont(me, ev)
 409   def pg_try(me, ev):
 410     me._step()
 411     me._cont(ev)
 412   def _step(me):
 413     me.lstep(me.lf)
 414     me.hstep(me.hf)
 415   def _cont(me, ev):
 416     while me.lf.status == PGEN_FAIL or me.hf.status == PGEN_FAIL:
 417       me._step()
 418     if me.lf.status == PGEN_ABORT or me.hf.status == PGEN_ABORT:
 419       return PGEN_ABORT
 420     ev.x = me.lf.x
 421     if me.lf.status == PGEN_DONE and me.hf.status == PGEN_DONE:
 422       return PGEN_DONE
 423     return PGEN_TRY
 424   def pg_done(me, ev):
 425     del me.lf
 426     del me.hf
 427     del me.lstep
 428     del me.hstep
 429
 430 class SimulTester (PrimeGenEventHandler):
 431   def __init__(me, mul = 2, add = 1):
 432     me.mul = mul
 433     me.add = add
 434   def pg_begin(me, ev):
 435     x = ev.x
 436     me.lr = RabinMiller(x)
 437     me.hr = RabinMiller(x * me.mul + me.add)
 438   def pg_try(me, ev):
 439     lst = me.lr.test(ev.rng.range(me.lr.x))
 440     if lst != PGEN_PASS and lst != PGEN_DONE:
 441       return lst
 442     rst = me.hr.test(ev.rng.range(me.hr.x))
 443     if rst != PGEN_PASS and rst != PGEN_DONE:
 444       return rst
 445     if lst == PGEN_DONE and rst == PGEN_DONE:
 446       return PGEN_DONE
 447     return PGEN_PASS
 448   def pg_done(me, ev):
 449     del me.lr
 450     del me.hr
 451
 452 def sgprime(start, step = 2, name = 'p', event = pgen_nullev, nsteps = 0):
 453   start = MP(start)
 454   return pgen(start, name, SimulStepper(step = step), SimulTester(), event,
 455               nsteps, RabinMiller.iters(start.nbits))
 456
 457 def findprimitive(mod, hh = [], exp = None, name = 'g', event = pgen_nullev):
 458   return pgen(0, name, PrimitiveStepper(), PrimitiveTester(mod, hh, exp),
 459               event, 0, 1)
 460
 461 def kcdsaprime(pbits, qbits, rng = rand,
 462                event = pgen_nullev, name = 'p', nsteps = 0):
 463   hbits = pbits - qbits
 464   h = pgen(rng.mp(hbits, 1), name + ' [h]',
 465            PrimeGenStepper(2), PrimeGenTester(),
 466            event, nsteps, RabinMiller.iters(hbits))
 467   q = pgen(rng.mp(qbits, 1), name, SimulStepper(2 * h, 1, 2),
 468            SimulTester(2 * h, 1), event, nsteps, RabinMiller.iters(qbits))
 469   p = 2 * q * h + 1
 470   return p, q, h
 471
 472 #----- That's all, folks ----------------------------------------------------