chiark - git - mdw - secnet/blob - x25519.c

   1 /* -*-c-*-
   2  *
   3  * The X25519 key-agreement algorithm
   4  *
   5  * (c) 2017 Straylight/Edgeware
   6  */
   7
   8 /*----- Licensing notice --------------------------------------------------*
   9  *
  10  * This file is part of secnet.
  11  * See README for full list of copyright holders.
  12  *
  13  * secnet is free software; you can redistribute it and/or modify it
  14  * under the terms of the GNU General Public License as published by
  15  * the Free Software Foundation; either version d of the License, or
  16  * (at your option) any later version.
  17  *
  18  * secnet is distributed in the hope that it will be useful, but
  19  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  21  * General Public License for more details.
  22  *
  23  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  24  * version 3 along with secnet; if not, see
  25  * https://www.gnu.org/licenses/gpl.html.
  26  *
  27  * This file was originally part of Catacomb, but has been automatically
  28  * modified for incorporation into secnet: see `import-catacomb-crypto'
  29  * for details.
  30  *
  31  * Catacomb is free software; you can redistribute it and/or modify
  32  * it under the terms of the GNU Library General Public License as
  33  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  34  * License, or (at your option) any later version.
  35  *
  36  * Catacomb is distributed in the hope that it will be useful,
  37  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  38  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  39  * GNU Library General Public License for more details.
  40  *
  41  * You should have received a copy of the GNU Library General Public
  42  * License along with Catacomb; if not, write to the Free
  43  * Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
  44  * MA 02111-1307, USA.
  45  */
  46
  47 /*----- Header files ------------------------------------------------------*/
  48
  49 #include "fake-mLib-bits.h"
  50
  51 #include "montladder.h"
  52 #include "f25519.h"
  53 #include "x25519.h"
  54
  55 /*----- Important constants -----------------------------------------------*/
  56
  57 const octet x25519_base[32] = { 9, 0, /* ... */ };
  58
  59 #define A0 121665
  60
  61 /*----- Main code ---------------------------------------------------------*/
  62
  63 /* --- @x25519@ --- *
  64  *
  65  * Arguments:   @octet zz[X25519_OUTSZ]@ = where to put the result
  66  *              @const octet k[X25519_KEYSZ]@ = pointer to private key
  67  *              @const octet qx[X25519_PUBSZ]@ = pointer to public value
  68  *
  69  * Returns:     ---
  70  *
  71  * Use:         Calculates X25519 of @k@ and @qx@.
  72  *
  73  *              Note that there is disagreement over whether the most
  74  *              significant bit of @qx@ (i.e., the value @qx[31]&0x80@)
  75  *              should be ignored or counted towards the represented value.
  76  *              Historically implementations respected the bit; later
  77  *              convention seems to be to ignore it.  This implementation
  78  *              honours the bit: a caller who wants to ignore the bit can
  79  *              easily clear it, while caller who wants to respect it has a
  80  *              difficult job if this function ignores it.
  81  */
  82
  83 void x25519(octet zz[X25519_OUTSZ],
  84             const octet k[X25519_KEYSZ],
  85             const octet qx[X25519_PUBSZ])
  86 {
  87   uint32 kw[8];
  88   f25519 x1;
  89
  90   /* Load and clamp the key.  The low bits are cleared to kill the small
  91    * subgroups on the curve and its twist, and a high bit is set to guard
  92    * against careless implementations, though this isn't one of those.
  93    */
  94   kw[0] = LOAD32_L(k +  0); kw[1] = LOAD32_L(k +  4);
  95   kw[2] = LOAD32_L(k +  8); kw[3] = LOAD32_L(k + 12);
  96   kw[4] = LOAD32_L(k + 16); kw[5] = LOAD32_L(k + 20);
  97   kw[6] = LOAD32_L(k + 24); kw[7] = LOAD32_L(k + 28);
  98   kw[0] &= 0xfffffff8; kw[7] = (kw[7]&0x3fffffff) | 0x40000000;
  99
 100   /* And run the ladder. */
 101   f25519_load(&x1, qx);
 102 #define MULA0(z, x) do { f25519_mulconst((z), (x), A0); } while (0)
 103   MONT_LADDER(f25519, MULA0, kw, 8, 32, &x1, &x1);
 104 #undef MULA0
 105   f25519_store(zz, &x1);
 106 }
 107
 108 /*----- That's all, folks -------------------------------------------------*/