d0_blind_id.c

   1 /*
   2  * FILE:        d0_blind_id.c
   3  * AUTHOR:      Rudolf Polzer - divVerent@xonotic.org
   4  *
   5  * Copyright (c) 2010, Rudolf Polzer
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  16  * 3. Neither the name of the copyright holder nor the names of contributors
  17  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  18  *    without specific prior written permission.
  19  *
  20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTOR(S) ``AS IS'' AND
  21  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  22  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  23  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTOR(S) BE LIABLE
  24  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  25  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  26  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  27  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  28  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  29  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  30  * SUCH DAMAGE.
  31  *
  32  * $Format:commit %H$
  33  * $Id$
  34  */
  35
  36 #include "d0_blind_id.h"
  37
  38 #include <stdio.h>
  39 #include <string.h>
  40 #include "d0_bignum.h"
  41 #include "sha2.h"
  42
  43 // old "positive" protocol, uses one extra mod_inv in verify stages
  44 #define D0_BLIND_ID_POSITIVE_PROTOCOL
  45
  46 // our SHA is SHA-256
  47 #define SHA_DIGESTSIZE 32
  48 const char *sha(const unsigned char *in, size_t len)
  49 {
  50         static char h[32];
  51         d0_blind_id_util_sha256(h, (const char *) in, len);
  52         return h;
  53 }
  54
  55 // for zero knowledge, we need multiple instances of schnorr ID scheme... should normally be sequential
  56 // parallel schnorr ID is not provably zero knowledge :(
  57 //   (evil verifier can know all questions in advance, so sequential is disadvantage for him)
  58 // we'll just live with a 1:1048576 chance of cheating, and support reauthenticating
  59
  60 #define SCHNORR_BITS 20
  61 // probability of cheat: 2^(-bits+1)
  62
  63 #define SCHNORR_HASHSIZE SHA_DIGESTSIZE
  64 // cannot be >= SHA_DIGESTSIZE
  65 // *8 must be >= SCHNORR_BITS
  66 // no need to save bits here
  67
  68 #define MSGSIZE 640 // ought to be enough for anyone
  69
  70 struct d0_blind_id_s
  71 {
  72         // signing (Xonotic pub and priv key)
  73         d0_bignum_t *rsa_n, *rsa_e, *rsa_d;
  74
  75         // public data (Schnorr ID)
  76         d0_bignum_t *schnorr_G;
  77
  78         // private data (player ID private key)
  79         d0_bignum_t *schnorr_s;
  80
  81         // public data (player ID public key, this is what the server gets to know)
  82         d0_bignum_t *schnorr_g_to_s;
  83         d0_bignum_t *schnorr_H_g_to_s_signature; // 0 when signature is invalid
  84         // as hash function H, we get the SHA1 and reinterpret as bignum - yes, it always is < 160 bits
  85
  86         // temp data
  87         d0_bignum_t *rsa_blind_signature_camouflage; // random number blind signature
  88
  89         d0_bignum_t *r; // random number for schnorr ID
  90         d0_bignum_t *t; // for DH key exchange
  91         d0_bignum_t *g_to_t; // for DH key exchange
  92         d0_bignum_t *other_g_to_t; // for DH key exchange
  93         d0_bignum_t *challenge; // challenge
  94
  95         char msghash[SCHNORR_HASHSIZE]; // init hash
  96         char msg[MSGSIZE]; // message
  97         size_t msglen; // message length
  98 };
  99
 100 #define CHECK(x) do { if(!(x)) goto fail; } while(0)
 101 #define CHECK_ASSIGN(var, value) do { d0_bignum_t *val; val = value; if(!val) goto fail; var = val; } while(0)
 102 #define MPCHECK(x) do { if(!failed) if(!(x)) failed = 1; } while(0)
 103 #define MPCHECK_ASSIGN(var, value) do { if(!failed) { d0_bignum_t *val; val = value; if(val) var = val; else failed = 1; } } while(0)
 104
 105 #define USING(x) if(!(ctx->x)) return 0
 106 #define REPLACING(x)
 107
 108 static d0_bignum_t *zero, *one, *four, *temp0, *temp1, *temp2, *temp3, *temp4;
 109
 110 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_INITIALIZE(void)
 111 {
 112         CHECK(d0_bignum_INITIALIZE());
 113         CHECK_ASSIGN(zero, d0_bignum_int(zero, 0));
 114         CHECK_ASSIGN(one, d0_bignum_int(one, 1));
 115         CHECK_ASSIGN(four, d0_bignum_int(four, 4));
 116         CHECK_ASSIGN(temp0, d0_bignum_int(temp0, 0));
 117         CHECK_ASSIGN(temp1, d0_bignum_int(temp1, 0));
 118         CHECK_ASSIGN(temp2, d0_bignum_int(temp2, 0));
 119         CHECK_ASSIGN(temp3, d0_bignum_int(temp3, 0));
 120         CHECK_ASSIGN(temp4, d0_bignum_int(temp4, 0));
 121         return 1;
 122 fail:
 123         return 0;
 124 }
 125
 126 void d0_blind_id_SHUTDOWN(void)
 127 {
 128         d0_bignum_free(zero);
 129         d0_bignum_free(one);
 130         d0_bignum_free(four);
 131         d0_bignum_free(temp0);
 132         d0_bignum_free(temp1);
 133         d0_bignum_free(temp2);
 134         d0_bignum_free(temp3);
 135         d0_bignum_free(temp4);
 136         d0_bignum_SHUTDOWN();
 137 }
 138
 139 // (G-1)/2
 140 d0_bignum_t *d0_dl_get_order(d0_bignum_t *o, const d0_bignum_t *G)
 141 {
 142         CHECK_ASSIGN(o, d0_bignum_sub(o, G, one));
 143         CHECK(d0_bignum_shl(o, o, -1)); // order o = (G-1)/2
 144         return o;
 145 fail:
 146         return NULL;
 147 }
 148 // 2o+1
 149 d0_bignum_t *d0_dl_get_from_order(d0_bignum_t *G, const d0_bignum_t *o)
 150 {
 151         CHECK_ASSIGN(G, d0_bignum_shl(G, o, 1));
 152         CHECK(d0_bignum_add(G, G, one));
 153         return G;
 154 fail:
 155         return NULL;
 156 }
 157
 158 D0_BOOL d0_dl_generate_key(size_t size, d0_bignum_t *G)
 159 {
 160         // using: temp0
 161         if(size < 16)
 162                 size = 16;
 163         for(;;)
 164         {
 165                 CHECK(d0_bignum_rand_bit_exact(temp0, size-1));
 166                 if(d0_bignum_isprime(temp0, 0) == 0)
 167                         continue;
 168                 CHECK(d0_dl_get_from_order(G, temp0));
 169                 if(d0_bignum_isprime(G, 10) == 0)
 170                         continue;
 171                 if(d0_bignum_isprime(temp0, 10) == 0) // finish the previous test
 172                         continue;
 173                 break;
 174         }
 175         return 1;
 176 fail:
 177         return 0;
 178 }
 179
 180 D0_BOOL d0_rsa_generate_key(size_t size, const d0_bignum_t *challenge, d0_bignum_t *d, d0_bignum_t *n)
 181 {
 182         // uses temp0 to temp4
 183         int fail = 0;
 184         int gcdfail = 0;
 185         int pb = (size + 1)/2;
 186         int qb = size - pb;
 187         if(pb < 8)
 188                 pb = 8;
 189         if(qb < 8)
 190                 qb = 8;
 191         for (;;)
 192         {
 193                 CHECK(d0_bignum_rand_bit_exact(temp0, pb));
 194                 if(d0_bignum_isprime(temp0, 10) == 0)
 195                         continue;
 196                 CHECK(d0_bignum_sub(temp2, temp0, one));
 197                 CHECK(d0_bignum_gcd(temp4, NULL, NULL, temp2, challenge));
 198                 if(!d0_bignum_cmp(temp4, one))
 199                         break;
 200                 if(++gcdfail == 3)
 201                         return 0;
 202                 ++gcdfail;
 203         }
 204         gcdfail = 0;
 205         for (;;)
 206         {
 207                 CHECK(d0_bignum_rand_bit_exact(temp1, qb));
 208                 if(!d0_bignum_cmp(temp1, temp0))
 209                 {
 210                         if(++fail == 3)
 211                                 return 0;
 212                 }
 213                 fail = 0;
 214                 if(d0_bignum_isprime(temp1, 10) == 0)
 215                         continue;
 216                 CHECK(d0_bignum_sub(temp3, temp1, one));
 217                 CHECK(d0_bignum_gcd(temp4, NULL, NULL, temp3, challenge));
 218                 if(!d0_bignum_cmp(temp4, one))
 219                         break;
 220                 if(++gcdfail == 3)
 221                         return 0;
 222                 ++gcdfail;
 223         }
 224
 225         // n = temp0*temp1
 226         CHECK(d0_bignum_mul(n, temp0, temp1));
 227
 228         // d = challenge^-1 mod (temp0-1)(temp1-1)
 229         CHECK(d0_bignum_mul(temp0, temp2, temp3));
 230         CHECK(d0_bignum_mod_inv(d, challenge, temp0));
 231         return 1;
 232 fail:
 233         return 0;
 234 }
 235
 236 D0_BOOL d0_rsa_generate_key_fastreject(size_t size, d0_fastreject_function reject, d0_blind_id_t *ctx, void *pass)
 237 {
 238         // uses temp0 to temp4
 239         int fail = 0;
 240         int gcdfail = 0;
 241         int pb = (size + 1)/2;
 242         int qb = size - pb;
 243         if(pb < 8)
 244                 pb = 8;
 245         if(qb < 8)
 246                 qb = 8;
 247         for (;;)
 248         {
 249                 CHECK(d0_bignum_rand_bit_exact(temp0, pb));
 250                 if(d0_bignum_isprime(temp0, 10) == 0)
 251                         continue;
 252                 CHECK(d0_bignum_sub(temp2, temp0, one));
 253                 CHECK(d0_bignum_gcd(temp4, NULL, NULL, temp2, ctx->rsa_e));
 254                 if(!d0_bignum_cmp(temp4, one))
 255                         break;
 256                 if(++gcdfail == 3)
 257                         return 0;
 258                 ++gcdfail;
 259         }
 260         gcdfail = 0;
 261         for (;;)
 262         {
 263                 CHECK(d0_bignum_rand_bit_exact(temp1, qb));
 264                 if(!d0_bignum_cmp(temp1, temp0))
 265                 {
 266                         if(++fail == 3)
 267                                 return 0;
 268                 }
 269                 fail = 0;
 270
 271                 // n = temp0*temp1
 272                 CHECK(d0_bignum_mul(ctx->rsa_n, temp0, temp1));
 273                 if(reject(ctx, pass))
 274                         continue;
 275
 276                 if(d0_bignum_isprime(temp1, 10) == 0)
 277                         continue;
 278                 CHECK(d0_bignum_sub(temp3, temp1, one));
 279                 CHECK(d0_bignum_gcd(temp4, NULL, NULL, temp3, ctx->rsa_e));
 280                 if(!d0_bignum_cmp(temp4, one))
 281                         break;
 282                 if(++gcdfail == 3)
 283                         return 0;
 284                 ++gcdfail;
 285         }
 286
 287         // ctx->rsa_d = ctx->rsa_e^-1 mod (temp0-1)(temp1-1)
 288         CHECK(d0_bignum_mul(temp0, temp2, temp3));
 289         CHECK(d0_bignum_mod_inv(ctx->rsa_d, ctx->rsa_e, temp0));
 290         return 1;
 291 fail:
 292         return 0;
 293 }
 294
 295 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_longhash_destructive(unsigned char *convbuf, size_t sz, unsigned char *outbuf, size_t outbuflen)
 296 {
 297         size_t n, i;
 298
 299         n = outbuflen;
 300         while(n > SHA_DIGESTSIZE)
 301         {
 302                 memcpy(outbuf, sha(convbuf, sz), SHA_DIGESTSIZE);
 303                 outbuf += SHA_DIGESTSIZE;
 304                 n -= SHA_DIGESTSIZE;
 305                 for(i = 0; i < sz; ++i)
 306                         if(++convbuf[i])
 307                                 break; // stop until no carry
 308         }
 309         memcpy(outbuf, sha(convbuf, sz), n);
 310         return 1;
 311 }
 312
 313 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_longhash_bignum(const d0_bignum_t *in, unsigned char *outbuf, size_t outbuflen)
 314 {
 315         static unsigned char convbuf[1024];
 316         size_t sz;
 317
 318         CHECK(d0_bignum_export_unsigned(in, convbuf, sizeof(convbuf)) >= 0);
 319         sz = (d0_bignum_size(in) + 7) / 8;
 320         CHECK(d0_longhash_destructive(convbuf, sz, outbuf, outbuflen));
 321         return 1;
 322
 323 fail:
 324         return 0;
 325 }
 326
 327 void d0_blind_id_clear(d0_blind_id_t *ctx)
 328 {
 329         if(ctx->rsa_n) d0_bignum_free(ctx->rsa_n);
 330         if(ctx->rsa_e) d0_bignum_free(ctx->rsa_e);
 331         if(ctx->rsa_d) d0_bignum_free(ctx->rsa_d);
 332         if(ctx->schnorr_G) d0_bignum_free(ctx->schnorr_G);
 333         if(ctx->schnorr_s) d0_bignum_free(ctx->schnorr_s);
 334         if(ctx->schnorr_g_to_s) d0_bignum_free(ctx->schnorr_g_to_s);
 335         if(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature) d0_bignum_free(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature);
 336         if(ctx->rsa_blind_signature_camouflage) d0_bignum_free(ctx->rsa_blind_signature_camouflage);
 337         if(ctx->r) d0_bignum_free(ctx->r);
 338         if(ctx->challenge) d0_bignum_free(ctx->challenge);
 339         if(ctx->t) d0_bignum_free(ctx->t);
 340         if(ctx->g_to_t) d0_bignum_free(ctx->g_to_t);
 341         if(ctx->other_g_to_t) d0_bignum_free(ctx->other_g_to_t);
 342         memset(ctx, 0, sizeof(*ctx));
 343 }
 344
 345 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_copy(d0_blind_id_t *ctx, const d0_blind_id_t *src)
 346 {
 347         d0_blind_id_clear(ctx);
 348         if(src->rsa_n) CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_n, d0_bignum_mov(NULL, src->rsa_n));
 349         if(src->rsa_e) CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_e, d0_bignum_mov(NULL, src->rsa_e));
 350         if(src->rsa_d) CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_d, d0_bignum_mov(NULL, src->rsa_d));
 351         if(src->schnorr_G) CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_G, d0_bignum_mov(NULL, src->schnorr_G));
 352         if(src->schnorr_s) CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_s, d0_bignum_mov(NULL, src->schnorr_s));
 353         if(src->schnorr_g_to_s) CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_g_to_s, d0_bignum_mov(NULL, src->schnorr_g_to_s));
 354         if(src->schnorr_H_g_to_s_signature) CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, d0_bignum_mov(NULL, src->schnorr_H_g_to_s_signature));
 355         if(src->rsa_blind_signature_camouflage) CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_blind_signature_camouflage, d0_bignum_mov(NULL, src->rsa_blind_signature_camouflage));
 356         if(src->r) CHECK_ASSIGN(ctx->r, d0_bignum_mov(NULL, src->r));
 357         if(src->challenge) CHECK_ASSIGN(ctx->challenge, d0_bignum_mov(NULL, src->challenge));
 358         if(src->t) CHECK_ASSIGN(ctx->t, d0_bignum_mov(NULL, src->t));
 359         if(src->g_to_t) CHECK_ASSIGN(ctx->g_to_t, d0_bignum_mov(NULL, src->g_to_t));
 360         if(src->other_g_to_t) CHECK_ASSIGN(ctx->other_g_to_t, d0_bignum_mov(NULL, src->other_g_to_t));
 361         memcpy(ctx->msg, src->msg, sizeof(ctx->msg));
 362         ctx->msglen = src->msglen;
 363         memcpy(ctx->msghash, src->msghash, sizeof(ctx->msghash));
 364         return 1;
 365 fail:
 366         d0_blind_id_clear(ctx);
 367         return 0;
 368 }
 369
 370 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_generate_private_key_fastreject(d0_blind_id_t *ctx, int k, d0_fastreject_function reject, void *pass)
 371 {
 372         REPLACING(rsa_e); REPLACING(rsa_d); REPLACING(rsa_n);
 373
 374         CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_e, d0_bignum_int(ctx->rsa_e, 65537));
 375         CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_d, d0_bignum_zero(ctx->rsa_d));
 376         CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_n, d0_bignum_zero(ctx->rsa_n));
 377         if(reject)
 378                 CHECK(d0_rsa_generate_key_fastreject(k+1, reject, ctx, pass)); // must fit G for sure
 379         else
 380                 CHECK(d0_rsa_generate_key(k+1, ctx->rsa_e, ctx->rsa_d, ctx->rsa_n)); // must fit G for sure
 381         return 1;
 382 fail:
 383         return 0;
 384 }
 385
 386 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_generate_private_key(d0_blind_id_t *ctx, int k)
 387 {
 388         return d0_blind_id_generate_private_key_fastreject(ctx, k, NULL, NULL);
 389 }
 390
 391 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_read_private_key(d0_blind_id_t *ctx, const char *inbuf, size_t inbuflen)
 392 {
 393         d0_iobuf_t *in = NULL;
 394
 395         REPLACING(rsa_n); REPLACING(rsa_e); REPLACING(rsa_d);
 396
 397         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
 398
 399         CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_n, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->rsa_n));
 400         CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_e, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->rsa_e));
 401         CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_d, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->rsa_d));
 402         return d0_iobuf_close(in, NULL);
 403
 404 fail:
 405         d0_iobuf_close(in, NULL);
 406         return 0;
 407 }
 408
 409 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_read_public_key(d0_blind_id_t *ctx, const char *inbuf, size_t inbuflen)
 410 {
 411         d0_iobuf_t *in = NULL;
 412
 413         REPLACING(rsa_n); REPLACING(rsa_e);
 414
 415         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
 416         CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_n, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->rsa_n));
 417         CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_e, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->rsa_e));
 418         return d0_iobuf_close(in, NULL);
 419
 420 fail:
 421         d0_iobuf_close(in, NULL);
 422         return 0;
 423 }
 424
 425 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_write_private_key(const d0_blind_id_t *ctx, char *outbuf, size_t *outbuflen)
 426 {
 427         d0_iobuf_t *out = NULL;
 428
 429         USING(rsa_n); USING(rsa_e); USING(rsa_d);
 430
 431         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
 432         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->rsa_n));
 433         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->rsa_e));
 434         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->rsa_d));
 435         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 436
 437 fail:
 438         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 439         return 0;
 440 }
 441
 442 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_write_public_key(const d0_blind_id_t *ctx, char *outbuf, size_t *outbuflen)
 443 {
 444         d0_iobuf_t *out = NULL;
 445
 446         USING(rsa_n); USING(rsa_e);
 447
 448         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
 449         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->rsa_n));
 450         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->rsa_e));
 451         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 452
 453 fail:
 454         if(!d0_iobuf_close(out, outbuflen))
 455                 return 0;
 456         return 0;
 457 }
 458
 459 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_fingerprint64_public_key(const d0_blind_id_t *ctx, char *outbuf, size_t *outbuflen)
 460 {
 461         d0_iobuf_t *out = NULL;
 462         static unsigned char convbuf[2048];
 463         d0_iobuf_t *conv = NULL;
 464         size_t sz, n;
 465
 466         USING(rsa_n); USING(rsa_e);
 467
 468         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
 469         conv = d0_iobuf_open_write(convbuf, sizeof(convbuf));
 470
 471         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, ctx->rsa_n));
 472         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, ctx->rsa_e));
 473         CHECK(d0_iobuf_close(conv, &sz));
 474         conv = NULL;
 475
 476         n = (*outbuflen / 4) * 3;
 477         if(n > SHA_DIGESTSIZE)
 478                 n = SHA_DIGESTSIZE;
 479         CHECK(d0_iobuf_write_raw(out, sha(convbuf, sz), n) == n);
 480         CHECK(d0_iobuf_conv_base64_out(out));
 481
 482         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 483
 484 fail:
 485         if(conv)
 486                 d0_iobuf_close(conv, &sz);
 487         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 488         return 0;
 489 }
 490
 491 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_generate_private_id_modulus(d0_blind_id_t *ctx)
 492 {
 493         USING(rsa_n);
 494         REPLACING(schnorr_G);
 495
 496         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_G, d0_bignum_zero(ctx->schnorr_G));
 497         CHECK(d0_dl_generate_key(d0_bignum_size(ctx->rsa_n)-1, ctx->schnorr_G));
 498         return 1;
 499 fail:
 500         return 0;
 501 }
 502
 503 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_read_private_id_modulus(d0_blind_id_t *ctx, const char *inbuf, size_t inbuflen)
 504 {
 505         d0_iobuf_t *in = NULL;
 506
 507         REPLACING(schnorr_G);
 508
 509         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
 510         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_G, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_G));
 511         return d0_iobuf_close(in, NULL);
 512
 513 fail:
 514         d0_iobuf_close(in, NULL);
 515         return 0;
 516 }
 517
 518 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_write_private_id_modulus(const d0_blind_id_t *ctx, char *outbuf, size_t *outbuflen)
 519 {
 520         d0_iobuf_t *out = NULL;
 521
 522         USING(schnorr_G);
 523
 524         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
 525         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_G));
 526         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 527
 528 fail:
 529         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 530         return 0;
 531 }
 532
 533 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_generate_private_id_start(d0_blind_id_t *ctx)
 534 {
 535         // temps: temp0 = order
 536         USING(schnorr_G);
 537         REPLACING(schnorr_s); REPLACING(schnorr_g_to_s);
 538
 539         CHECK(d0_dl_get_order(temp0, ctx->schnorr_G));
 540         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_s, d0_bignum_rand_range(ctx->schnorr_s, zero, temp0));
 541         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_g_to_s, d0_bignum_mod_pow(ctx->schnorr_g_to_s, four, ctx->schnorr_s, ctx->schnorr_G));
 542         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, d0_bignum_zero(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature));
 543         return 1;
 544
 545 fail:
 546         return 0;
 547 }
 548
 549 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_generate_private_id_request(d0_blind_id_t *ctx, char *outbuf, size_t *outbuflen)
 550 {
 551         d0_iobuf_t *out = NULL;
 552         static unsigned char shabuf[2048];
 553         size_t sz;
 554
 555         // temps: temp0 rsa_blind_signature_camouflage^challenge, temp1 (4^s)*rsa_blind_signature_camouflage^challenge
 556         USING(rsa_n); USING(rsa_e); USING(schnorr_g_to_s);
 557         REPLACING(rsa_blind_signature_camouflage);
 558
 559         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
 560
 561         CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_blind_signature_camouflage, d0_bignum_rand_bit_atmost(ctx->rsa_blind_signature_camouflage, d0_bignum_size(ctx->rsa_n)));
 562         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp0, ctx->rsa_blind_signature_camouflage, ctx->rsa_e, ctx->rsa_n));
 563
 564         // we will actually sign HA(4^s) to prevent a malleability attack!
 565         CHECK(d0_bignum_mov(temp2, ctx->schnorr_g_to_s));
 566         sz = (d0_bignum_size(ctx->rsa_n) + 7) / 8; // this is too long, so we have to take the value % rsa_n when "decrypting"
 567         if(sz > sizeof(shabuf))
 568                 sz = sizeof(shabuf);
 569         CHECK(d0_longhash_bignum(temp2, shabuf, sz));
 570         CHECK(d0_bignum_import_unsigned(temp2, shabuf, sz));
 571
 572         // hash complete
 573         CHECK(d0_bignum_mod_mul(temp1, temp2, temp0, ctx->rsa_n));
 574         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, temp1));
 575         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 576
 577 fail:
 578         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 579         return 0;
 580 }
 581
 582 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_answer_private_id_request(const d0_blind_id_t *ctx, const char *inbuf, size_t inbuflen, char *outbuf, size_t *outbuflen)
 583 {
 584         d0_iobuf_t *in = NULL;
 585         d0_iobuf_t *out = NULL;
 586
 587         // temps: temp0 input, temp1 temp0^d
 588         USING(rsa_d); USING(rsa_n);
 589
 590         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
 591         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
 592
 593         CHECK(d0_iobuf_read_bignum(in, temp0));
 594         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp1, temp0, ctx->rsa_d, ctx->rsa_n));
 595         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, temp1));
 596
 597         d0_iobuf_close(in, NULL);
 598         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 599
 600 fail:
 601         d0_iobuf_close(in, NULL);
 602         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 603         return 0;
 604 }
 605
 606 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_finish_private_id_request(d0_blind_id_t *ctx, const char *inbuf, size_t inbuflen)
 607 {
 608         d0_iobuf_t *in = NULL;
 609
 610         // temps: temp0 input, temp1 rsa_blind_signature_camouflage^-1
 611         USING(rsa_blind_signature_camouflage); USING(rsa_n);
 612         REPLACING(schnorr_H_g_to_s_signature);
 613
 614         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
 615
 616         CHECK(d0_iobuf_read_bignum(in, temp0));
 617         CHECK(d0_bignum_mod_inv(temp1, ctx->rsa_blind_signature_camouflage, ctx->rsa_n));
 618         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, d0_bignum_mod_mul(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, temp0, temp1, ctx->rsa_n));
 619
 620         return d0_iobuf_close(in, NULL);
 621
 622 fail:
 623         d0_iobuf_close(in, NULL);
 624         return 0;
 625 }
 626
 627 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_read_private_id_request_camouflage(d0_blind_id_t *ctx, const char *inbuf, size_t inbuflen)
 628 {
 629         d0_iobuf_t *in = NULL;
 630
 631         REPLACING(rsa_blind_signature_camouflage);
 632
 633         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
 634
 635         CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_blind_signature_camouflage, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->rsa_blind_signature_camouflage));
 636
 637         return d0_iobuf_close(in, NULL);
 638
 639 fail:
 640         d0_iobuf_close(in, NULL);
 641         return 0;
 642 }
 643
 644 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_write_private_id_request_camouflage(const d0_blind_id_t *ctx, char *outbuf, size_t *outbuflen)
 645 {
 646         d0_iobuf_t *out = NULL;
 647
 648         USING(rsa_blind_signature_camouflage);
 649
 650         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
 651
 652         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->rsa_blind_signature_camouflage));
 653
 654         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 655
 656 fail:
 657         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 658         return 0;
 659 }
 660
 661 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_read_private_id(d0_blind_id_t *ctx, const char *inbuf, size_t inbuflen)
 662 {
 663         d0_iobuf_t *in = NULL;
 664
 665         REPLACING(schnorr_s); REPLACING(schnorr_g_to_s); REPLACING(schnorr_H_g_to_s_signature);
 666
 667         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
 668
 669         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_s, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_s));
 670         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_g_to_s, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_g_to_s));
 671         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_H_g_to_s_signature));
 672
 673         return d0_iobuf_close(in, NULL);
 674
 675 fail:
 676         d0_iobuf_close(in, NULL);
 677         return 0;
 678 }
 679
 680 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_read_public_id(d0_blind_id_t *ctx, const char *inbuf, size_t inbuflen)
 681 {
 682         d0_iobuf_t *in = NULL;
 683
 684         REPLACING(schnorr_g_to_s); REPLACING(schnorr_H_g_to_s_signature);
 685
 686         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
 687
 688         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_g_to_s, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_g_to_s));
 689         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_H_g_to_s_signature));
 690
 691         return d0_iobuf_close(in, NULL);
 692
 693 fail:
 694         d0_iobuf_close(in, NULL);
 695         return 0;
 696 }
 697
 698 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_write_private_id(const d0_blind_id_t *ctx, char *outbuf, size_t *outbuflen)
 699 {
 700         d0_iobuf_t *out = NULL;
 701
 702         USING(schnorr_s); USING(schnorr_g_to_s); USING(schnorr_H_g_to_s_signature);
 703
 704         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
 705
 706         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_s));
 707         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_g_to_s));
 708         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_H_g_to_s_signature));
 709
 710         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 711
 712 fail:
 713         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 714         return 0;
 715 }
 716
 717 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_write_public_id(const d0_blind_id_t *ctx, char *outbuf, size_t *outbuflen)
 718 {
 719         d0_iobuf_t *out = NULL;
 720
 721         USING(schnorr_g_to_s); USING(schnorr_H_g_to_s_signature);
 722
 723         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
 724
 725         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_g_to_s));
 726         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_H_g_to_s_signature));
 727
 728         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 729
 730 fail:
 731         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 732         return 0;
 733 }
 734
 735 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_authenticate_with_private_id_start(d0_blind_id_t *ctx, D0_BOOL is_first, D0_BOOL send_modulus, const char *msg, size_t msglen, char *outbuf, size_t *outbuflen)
 736 // start =
 737 //   first run: send 4^s, 4^s signature
 738 //   1. get random r, send HASH(4^r)
 739 {
 740         d0_iobuf_t *out = NULL;
 741         static unsigned char convbuf[1024];
 742         d0_iobuf_t *conv = NULL;
 743         size_t sz = 0;
 744         D0_BOOL failed = 0;
 745
 746         // temps: temp0 order, temp0 4^r
 747         if(is_first)
 748         {
 749                 USING(schnorr_g_to_s); USING(schnorr_H_g_to_s_signature);
 750         }
 751         USING(schnorr_G);
 752         REPLACING(r); REPLACING(t); REPLACING(g_to_t);
 753
 754         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
 755
 756         if(is_first)
 757         {
 758                 // send ID
 759                 if(send_modulus)
 760                         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_G));
 761                 CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_g_to_s));
 762                 CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_H_g_to_s_signature));
 763         }
 764
 765         // start schnorr ID scheme
 766         // generate random number r; x = g^r; send hash of x, remember r, forget x
 767         CHECK(d0_dl_get_order(temp0, ctx->schnorr_G));
 768         CHECK_ASSIGN(ctx->r, d0_bignum_rand_range(ctx->r, zero, temp0));
 769         //CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp0, four, ctx->r, ctx->schnorr_G));
 770
 771         // initialize Signed Diffie Hellmann
 772         // we already have the group order in temp1
 773         CHECK_ASSIGN(ctx->t, d0_bignum_rand_range(ctx->t, zero, temp0));
 774         // can we SOMEHOW do this with just one mod_pow?
 775
 776         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp0, four, ctx->r, ctx->schnorr_G));
 777         CHECK_ASSIGN(ctx->g_to_t, d0_bignum_mod_pow(ctx->g_to_t, four, ctx->t, ctx->schnorr_G));
 778         CHECK(!failed);
 779
 780         // hash it, hash it, everybody hash it
 781         conv = d0_iobuf_open_write(convbuf, sizeof(convbuf));
 782         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, temp0));
 783         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, ctx->g_to_t));
 784         CHECK(d0_iobuf_write_packet(conv, msg, msglen));
 785         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, temp0));
 786         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, ctx->g_to_t));
 787         d0_iobuf_close(conv, &sz);
 788         conv = NULL;
 789         CHECK(d0_iobuf_write_raw(out, sha(convbuf, sz), SCHNORR_HASHSIZE) == SCHNORR_HASHSIZE);
 790         CHECK(d0_iobuf_write_packet(out, msg, msglen));
 791
 792         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 793
 794 fail:
 795         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 796         return 0;
 797 }
 798
 799 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_authenticate_with_private_id_challenge(d0_blind_id_t *ctx, D0_BOOL is_first, D0_BOOL recv_modulus, const char *inbuf, size_t inbuflen, char *outbuf, size_t *outbuflen, D0_BOOL *status)
 800 //   first run: get 4^s, 4^s signature
 801 //   1. check sig
 802 //   2. save HASH(4^r)
 803 //   3. send challenge challenge of SCHNORR_BITS
 804 {
 805         d0_iobuf_t *in = NULL;
 806         d0_iobuf_t *out = NULL;
 807         static unsigned char shabuf[2048];
 808         size_t sz;
 809
 810         // temps: temp0 order, temp0 signature check
 811         if(is_first)
 812         {
 813                 REPLACING(schnorr_g_to_s); REPLACING(schnorr_H_g_to_s_signature);
 814                 if(recv_modulus)
 815                         REPLACING(schnorr_G);
 816                 else
 817                         USING(schnorr_G);
 818         }
 819         else
 820         {
 821                 USING(schnorr_g_to_s); USING(schnorr_H_g_to_s_signature);
 822                 USING(schnorr_G);
 823         }
 824         USING(rsa_e); USING(rsa_n);
 825         REPLACING(challenge); REPLACING(msg); REPLACING(msglen); REPLACING(msghash); REPLACING(r); REPLACING(t);
 826
 827         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
 828         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
 829
 830         if(is_first)
 831         {
 832                 if(recv_modulus)
 833                 {
 834                         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_G, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_G));
 835                         CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_G, zero) > 0);
 836                         CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_G, ctx->rsa_n) < 0);
 837                 }
 838                 CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_g_to_s, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_g_to_s));
 839                 CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_g_to_s, zero) >= 0);
 840                 CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_g_to_s, ctx->schnorr_G) < 0);
 841                 CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_H_g_to_s_signature));
 842                 CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, zero) >= 0);
 843                 CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, ctx->rsa_n) < 0);
 844
 845                 // check signature of key (t = k^d, so, t^challenge = k)
 846                 CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp0, ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, ctx->rsa_e, ctx->rsa_n));
 847
 848                 // we will actually sign SHA(4^s) to prevent a malleability attack!
 849                 CHECK(d0_bignum_mov(temp2, ctx->schnorr_g_to_s));
 850                 sz = (d0_bignum_size(ctx->rsa_n) + 7) / 8; // this is too long, so we have to take the value % rsa_n when "decrypting"
 851                 if(sz > sizeof(shabuf))
 852                         sz = sizeof(shabuf);
 853                 CHECK(d0_longhash_bignum(temp2, shabuf, sz));
 854                 CHECK(d0_bignum_import_unsigned(temp2, shabuf, sz));
 855
 856                 // + 7 / 8 is too large, so let's mod it
 857                 CHECK(d0_bignum_divmod(NULL, temp1, temp2, ctx->rsa_n));
 858
 859                 // hash complete
 860                 if(d0_bignum_cmp(temp0, temp1))
 861                 {
 862                         // accept the key anyway, but mark as failed signature! will later return 0 in status
 863                         CHECK(d0_bignum_zero(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature));
 864                 }
 865         }
 866
 867         CHECK(d0_iobuf_read_raw(in, ctx->msghash, SCHNORR_HASHSIZE));
 868         ctx->msglen = MSGSIZE;
 869         CHECK(d0_iobuf_read_packet(in, ctx->msg, &ctx->msglen));
 870
 871         // send challenge
 872         CHECK_ASSIGN(ctx->challenge, d0_bignum_rand_bit_atmost(ctx->challenge, SCHNORR_BITS));
 873         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->challenge));
 874
 875         // Diffie Hellmann send
 876         CHECK(d0_dl_get_order(temp0, ctx->schnorr_G));
 877         CHECK_ASSIGN(ctx->t, d0_bignum_rand_range(ctx->t, zero, temp0));
 878         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp0, four, ctx->t, ctx->schnorr_G));
 879         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, temp0));
 880
 881         if(status)
 882                 *status = !!d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, zero);
 883
 884         d0_iobuf_close(in, NULL);
 885         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 886
 887 fail:
 888         d0_iobuf_close(in, NULL);
 889         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 890         return 0;
 891 }
 892
 893 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_authenticate_with_private_id_response(d0_blind_id_t *ctx, const char *inbuf, size_t inbuflen, char *outbuf, size_t *outbuflen)
 894 //   1. read challenge challenge of SCHNORR_BITS
 895 //   2. reply with r + s * challenge mod order
 896 {
 897         d0_iobuf_t *in = NULL;
 898         d0_iobuf_t *out = NULL;
 899
 900         // temps: 0 order, 1 prod, 2 y, 3 challenge
 901         REPLACING(other_g_to_t); REPLACING(t);
 902         USING(schnorr_G); USING(schnorr_s); USING(r); USING(g_to_t);
 903
 904         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
 905         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
 906
 907         CHECK(d0_iobuf_read_bignum(in, temp3));
 908         CHECK(d0_bignum_cmp(temp3, zero) >= 0);
 909         CHECK(d0_bignum_size(temp3) <= SCHNORR_BITS);
 910
 911         // send response for schnorr ID scheme
 912         // i.challenge. r + ctx->schnorr_s * temp3
 913         CHECK(d0_dl_get_order(temp0, ctx->schnorr_G));
 914         CHECK(d0_bignum_mod_mul(temp1, ctx->schnorr_s, temp3, temp0));
 915 #ifdef D0_BLIND_ID_POSITIVE_PROTOCOL
 916         CHECK(d0_bignum_mod_add(temp2, ctx->r, temp1, temp0));
 917 #else
 918         CHECK(d0_bignum_mod_sub(temp2, ctx->r, temp1, temp0));
 919 #endif
 920         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, temp2));
 921
 922         // Diffie Hellmann recv
 923         CHECK_ASSIGN(ctx->other_g_to_t, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->other_g_to_t));
 924         CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->other_g_to_t, zero) > 0);
 925         CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->other_g_to_t, ctx->schnorr_G) < 0);
 926         // Diffie Hellmann send
 927         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->g_to_t));
 928
 929         d0_iobuf_close(in, NULL);
 930         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 931
 932 fail:
 933         d0_iobuf_close(in, NULL);
 934         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 935         return 0;
 936 }
 937
 938 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_authenticate_with_private_id_verify(d0_blind_id_t *ctx, const char *inbuf, size_t inbuflen, char *msg, size_t *msglen, D0_BOOL *status)
 939 //   1. read y = r + s * challenge mod order
 940 //   2. verify: g^y (g^s)^-challenge = g^(r+s*challenge-s*challenge) = g^r
 941 //      (check using H(g^r) which we know)
 942 {
 943         d0_iobuf_t *in = NULL;
 944         static unsigned char convbuf[1024];
 945         d0_iobuf_t *conv = NULL;
 946         size_t sz;
 947
 948         // temps: 0 y 1 order
 949         USING(challenge); USING(schnorr_G);
 950         REPLACING(other_g_to_t);
 951
 952         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
 953
 954         CHECK(d0_dl_get_order(temp1, ctx->schnorr_G));
 955         CHECK(d0_iobuf_read_bignum(in, temp0));
 956         CHECK(d0_bignum_cmp(temp0, zero) >= 0);
 957         CHECK(d0_bignum_cmp(temp0, temp1) < 0);
 958
 959         // verify schnorr ID scheme
 960 #ifdef D0_BLIND_ID_POSITIVE_PROTOCOL
 961         // we need 4^r = 4^temp0 (g^s)^-challenge
 962         CHECK(d0_bignum_mod_inv(temp1, ctx->schnorr_g_to_s, ctx->schnorr_G));
 963         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp2, temp1, ctx->challenge, ctx->schnorr_G));
 964 #else
 965         // we need 4^r = 4^temp0 (g^s)^challenge
 966         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp2, ctx->schnorr_g_to_s, ctx->challenge, ctx->schnorr_G));
 967 #endif
 968         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp1, four, temp0, ctx->schnorr_G));
 969         CHECK_ASSIGN(temp3, d0_bignum_mod_mul(temp3, temp1, temp2, ctx->schnorr_G));
 970
 971         // Diffie Hellmann recv
 972         CHECK_ASSIGN(ctx->other_g_to_t, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->other_g_to_t));
 973         CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->other_g_to_t, zero) > 0);
 974         CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->other_g_to_t, ctx->schnorr_G) < 0);
 975
 976         // hash it, hash it, everybody hash it
 977         conv = d0_iobuf_open_write(convbuf, sizeof(convbuf));
 978         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, temp3));
 979         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, ctx->other_g_to_t));
 980         CHECK(d0_iobuf_write_packet(conv, ctx->msg, ctx->msglen));
 981         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, temp3));
 982         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, ctx->other_g_to_t));
 983         d0_iobuf_close(conv, &sz);
 984         conv = NULL;
 985         if(memcmp(sha(convbuf, sz), ctx->msghash, SCHNORR_HASHSIZE))
 986         {
 987                 // FAIL (not owned by player)
 988                 goto fail;
 989         }
 990
 991         if(status)
 992                 *status = !!d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, zero);
 993
 994         if(ctx->msglen <= *msglen)
 995                 memcpy(msg, ctx->msg, ctx->msglen);
 996         else
 997                 memcpy(msg, ctx->msg, *msglen);
 998         *msglen = ctx->msglen;
 999
1000         d0_iobuf_close(in, NULL);
1001         return 1;
1002
1003 fail:
1004         d0_iobuf_close(in, NULL);
1005         return 0;
1006 }
1007
1008 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_authenticate_with_private_id_generate_missing_signature(d0_blind_id_t *ctx)
1009 {
1010         size_t sz;
1011         static unsigned char shabuf[2048];
1012
1013         REPLACING(schnorr_H_g_to_s_signature);
1014         USING(schnorr_g_to_s); USING(rsa_d); USING(rsa_n);
1015
1016         // we will actually sign SHA(4^s) to prevent a malleability attack!
1017         CHECK(d0_bignum_mov(temp2, ctx->schnorr_g_to_s));
1018         sz = (d0_bignum_size(ctx->rsa_n) + 7) / 8; // this is too long, so we have to take the value % rsa_n when "decrypting"
1019         if(sz > sizeof(shabuf))
1020                 sz = sizeof(shabuf);
1021         CHECK(d0_longhash_bignum(temp2, shabuf, sz));
1022         CHECK(d0_bignum_import_unsigned(temp2, shabuf, sz));
1023
1024         // + 7 / 8 is too large, so let's mod it
1025         CHECK(d0_bignum_divmod(NULL, temp1, temp2, ctx->rsa_n));
1026         CHECK(d0_bignum_mod_pow(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, temp1, ctx->rsa_d, ctx->rsa_n));
1027         return 1;
1028
1029 fail:
1030         return 0;
1031 }
1032
1033 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_sign_with_private_id_sign(d0_blind_id_t *ctx, D0_BOOL is_first, D0_BOOL send_modulus, const char *message, size_t msglen, char *outbuf, size_t *outbuflen)
1034 {
1035         d0_iobuf_t *out = NULL;
1036         static unsigned char convbuf[1024];
1037         static unsigned char shabuf[1024];
1038         d0_iobuf_t *conv = NULL;
1039         size_t sz = 0;
1040
1041         if(is_first)
1042         {
1043                 USING(schnorr_g_to_s); USING(schnorr_H_g_to_s_signature);
1044         }
1045         USING(schnorr_G);
1046         USING(schnorr_s);
1047         REPLACING(r);
1048
1049         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
1050
1051         if(is_first)
1052         {
1053                 // send ID
1054                 if(send_modulus)
1055                         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_G));
1056                 CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_g_to_s));
1057                 CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_H_g_to_s_signature));
1058         }
1059
1060         // start schnorr SIGNATURE scheme
1061         // generate random number r; x = g^r; send hash of H(m||r), remember r, forget x
1062         CHECK(d0_dl_get_order(temp0, ctx->schnorr_G));
1063         CHECK_ASSIGN(ctx->r, d0_bignum_rand_range(ctx->r, zero, temp0));
1064         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp1, four, ctx->r, ctx->schnorr_G));
1065
1066         // hash it, hash it, everybody hash it
1067         conv = d0_iobuf_open_write(convbuf, sizeof(convbuf));
1068         CHECK(d0_iobuf_write_packet(conv, message, msglen));
1069         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, temp1));
1070         d0_iobuf_close(conv, &sz);
1071         conv = NULL;
1072         CHECK(d0_longhash_destructive(convbuf, sz, shabuf, (d0_bignum_size(temp0) + 7) / 8));
1073         CHECK(d0_bignum_import_unsigned(temp2, shabuf, (d0_bignum_size(temp0) + 7) / 8));
1074         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, temp2));
1075
1076         // multiply with secret, sub k, modulo order
1077         CHECK(d0_bignum_mod_mul(temp1, temp2, ctx->schnorr_s, temp0));
1078 #ifdef D0_BLIND_ID_POSITIVE_PROTOCOL
1079         CHECK(d0_bignum_mod_add(temp2, ctx->r, temp1, temp0));
1080 #else
1081         CHECK(d0_bignum_mod_sub(temp2, ctx->r, temp1, temp0));
1082 #endif
1083         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, temp2));
1084
1085         // write the message itself
1086         CHECK(d0_iobuf_write_packet(out, message, msglen));
1087
1088         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
1089
1090 fail:
1091         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
1092         return 0;
1093 }
1094
1095 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_sign_with_private_id_verify(d0_blind_id_t *ctx, D0_BOOL is_first, D0_BOOL recv_modulus, const char *inbuf, size_t inbuflen, char *msg, size_t *msglen, D0_BOOL *status)
1096 {
1097         d0_iobuf_t *in = NULL;
1098         d0_iobuf_t *conv = NULL;
1099         static unsigned char convbuf[2048];
1100         static unsigned char shabuf[2048];
1101         size_t sz;
1102
1103         if(is_first)
1104         {
1105                 REPLACING(schnorr_g_to_s); REPLACING(schnorr_H_g_to_s_signature);
1106                 if(recv_modulus)
1107                         REPLACING(schnorr_G);
1108                 else
1109                         USING(schnorr_G);
1110         }
1111         else
1112         {
1113                 USING(schnorr_g_to_s); USING(schnorr_H_g_to_s_signature);
1114                 USING(schnorr_G);
1115         }
1116         USING(rsa_e); USING(rsa_n);
1117
1118         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
1119
1120         if(is_first)
1121         {
1122                 if(recv_modulus)
1123                 {
1124                         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_G, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_G));
1125                         CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_G, zero) > 0);
1126                         CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_G, ctx->rsa_n) < 0);
1127                 }
1128                 CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_g_to_s, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_g_to_s));
1129                 CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_g_to_s, zero) >= 0);
1130                 CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_g_to_s, ctx->schnorr_G) < 0);
1131                 CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_H_g_to_s_signature));
1132                 CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, zero) >= 0);
1133                 CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, ctx->rsa_n) < 0);
1134
1135                 // check signature of key (t = k^d, so, t^challenge = k)
1136                 CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp0, ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, ctx->rsa_e, ctx->rsa_n));
1137
1138                 // we will actually sign SHA(4^s) to prevent a malleability attack!
1139                 CHECK(d0_bignum_mov(temp2, ctx->schnorr_g_to_s));
1140                 sz = (d0_bignum_size(ctx->rsa_n) + 7) / 8; // this is too long, so we have to take the value % rsa_n when "decrypting"
1141                 if(sz > sizeof(shabuf))
1142                         sz = sizeof(shabuf);
1143                 CHECK(d0_longhash_bignum(temp2, shabuf, sz));
1144                 CHECK(d0_bignum_import_unsigned(temp2, shabuf, sz));
1145
1146                 // + 7 / 8 is too large, so let's mod it
1147                 CHECK(d0_bignum_divmod(NULL, temp1, temp2, ctx->rsa_n));
1148
1149                 // hash complete
1150                 if(d0_bignum_cmp(temp0, temp1))
1151                 {
1152                         // accept the key anyway, but mark as failed signature! will later return 0 in status
1153                         CHECK(d0_bignum_zero(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature));
1154                 }
1155         }
1156
1157         CHECK(d0_dl_get_order(temp4, ctx->schnorr_G));
1158         CHECK(d0_iobuf_read_bignum(in, temp0)); // e == H(m || g^r)
1159         CHECK(d0_iobuf_read_bignum(in, temp1)); // x == (r - s*e) mod |G|
1160         CHECK(d0_iobuf_read_packet(in, msg, msglen));
1161
1162         // VERIFY: g^x * (g^s)^-e = g^(x - s*e) = g^r
1163
1164         // verify schnorr ID scheme
1165         // we need g^r = g^x (g^s)^e
1166         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp2, four, temp1, ctx->schnorr_G));
1167 #ifdef D0_BLIND_ID_POSITIVE_PROTOCOL
1168         CHECK(d0_bignum_mod_inv(temp3, ctx->schnorr_g_to_s, ctx->schnorr_G));
1169         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp1, temp3, temp0, ctx->schnorr_G));
1170 #else
1171         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp1, ctx->schnorr_g_to_s, temp0, ctx->schnorr_G));
1172 #endif
1173         CHECK_ASSIGN(temp3, d0_bignum_mod_mul(temp3, temp1, temp2, ctx->schnorr_G)); // temp3 now is g^r
1174
1175         // hash it, hash it, everybody hash it
1176         conv = d0_iobuf_open_write(convbuf, sizeof(convbuf));
1177         CHECK(d0_iobuf_write_packet(conv, msg, *msglen));
1178         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, temp3));
1179         d0_iobuf_close(conv, &sz);
1180         conv = NULL;
1181         CHECK(d0_longhash_destructive(convbuf, sz, shabuf, (d0_bignum_size(temp4) + 7) / 8));
1182         CHECK(d0_bignum_import_unsigned(temp1, shabuf, (d0_bignum_size(temp4) + 7) / 8));
1183
1184         // verify signature
1185         CHECK(!d0_bignum_cmp(temp0, temp1));
1186
1187         if(status)
1188                 *status = !!d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, zero);
1189
1190         d0_iobuf_close(in, NULL);
1191         return 1;
1192
1193 fail:
1194         d0_iobuf_close(in, NULL);
1195         return 0;
1196 }
1197
1198 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_fingerprint64_public_id(const d0_blind_id_t *ctx, char *outbuf, size_t *outbuflen)
1199 {
1200         d0_iobuf_t *out = NULL;
1201         static unsigned char convbuf[1024];
1202         d0_iobuf_t *conv = NULL;
1203         size_t sz, n;
1204
1205         USING(rsa_n);
1206         USING(rsa_e);
1207         USING(schnorr_g_to_s);
1208
1209         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
1210         conv = d0_iobuf_open_write(convbuf, sizeof(convbuf));
1211
1212         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, ctx->rsa_n));
1213         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, ctx->rsa_e));
1214         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, ctx->schnorr_g_to_s));
1215         CHECK(d0_iobuf_close(conv, &sz));
1216         conv = NULL;
1217
1218         n = (*outbuflen / 4) * 3;
1219         if(n > SHA_DIGESTSIZE)
1220                 n = SHA_DIGESTSIZE;
1221         CHECK(d0_iobuf_write_raw(out, sha(convbuf, sz), n) == n);
1222         CHECK(d0_iobuf_conv_base64_out(out));
1223
1224         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
1225
1226 fail:
1227         if(conv)
1228                 d0_iobuf_close(conv, &sz);
1229         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
1230         return 0;
1231 }
1232
1233 D0_BOOL d0_blind_id_sessionkey_public_id(const d0_blind_id_t *ctx, char *outbuf, size_t *outbuflen)
1234 {
1235         USING(t); USING(other_g_to_t); USING(schnorr_G);
1236
1237         // temps: temp0 result
1238         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp0, ctx->other_g_to_t, ctx->t, ctx->schnorr_G));
1239         return d0_longhash_bignum(temp0, (unsigned char *) outbuf, *outbuflen);
1240
1241 fail:
1242         return 0;
1243 }
1244
1245 d0_blind_id_t *d0_blind_id_new(void)
1246 {
1247         d0_blind_id_t *b = d0_malloc(sizeof(d0_blind_id_t));
1248         memset(b, 0, sizeof(*b));
1249         return b;
1250 }
1251
1252 void d0_blind_id_free(d0_blind_id_t *a)
1253 {
1254         d0_blind_id_clear(a);
1255         d0_free(a);
1256 }
1257
1258 void d0_blind_id_util_sha256(char *out, const char *in, size_t n)
1259 {
1260         SHA256_CTX context;
1261         SHA256_Init(&context);
1262         SHA256_Update(&context, (const unsigned char *) in, n);
1263         return SHA256_Final((unsigned char *) out, &context);
1264 }