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 #ifdef RNG_XKCD
 769         CHECK_ASSIGN(ctx->r, d0_bignum_int(ctx->r, 4)); // decided by fair dice roll
 770 #else
 771         CHECK_ASSIGN(ctx->r, d0_bignum_rand_range(ctx->r, zero, temp0));
 772 #endif
 773
 774         // initialize Signed Diffie Hellmann
 775         // we already have the group order in temp1
 776 #ifdef RNG_XKCD
 777         CHECK_ASSIGN(ctx->t, d0_bignum_int(ctx->t, 4)); // decided by fair dice roll
 778 #else
 779         CHECK_ASSIGN(ctx->t, d0_bignum_rand_range(ctx->t, zero, temp0));
 780 #endif
 781         // can we SOMEHOW do this with just one mod_pow?
 782
 783         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp0, four, ctx->r, ctx->schnorr_G));
 784         CHECK_ASSIGN(ctx->g_to_t, d0_bignum_mod_pow(ctx->g_to_t, four, ctx->t, ctx->schnorr_G));
 785         CHECK(!failed);
 786
 787         // hash it, hash it, everybody hash it
 788         conv = d0_iobuf_open_write(convbuf, sizeof(convbuf));
 789         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, temp0));
 790         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, ctx->g_to_t));
 791         CHECK(d0_iobuf_write_packet(conv, msg, msglen));
 792         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, temp0));
 793         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, ctx->g_to_t));
 794         d0_iobuf_close(conv, &sz);
 795         conv = NULL;
 796         CHECK(d0_iobuf_write_raw(out, sha(convbuf, sz), SCHNORR_HASHSIZE) == SCHNORR_HASHSIZE);
 797         CHECK(d0_iobuf_write_packet(out, msg, msglen));
 798
 799         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 800
 801 fail:
 802         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 803         return 0;
 804 }
 805
 806 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)
 807 //   first run: get 4^s, 4^s signature
 808 //   1. check sig
 809 //   2. save HASH(4^r)
 810 //   3. send challenge challenge of SCHNORR_BITS
 811 {
 812         d0_iobuf_t *in = NULL;
 813         d0_iobuf_t *out = NULL;
 814         static unsigned char shabuf[2048];
 815         size_t sz;
 816
 817         // temps: temp0 order, temp0 signature check
 818         if(is_first)
 819         {
 820                 REPLACING(schnorr_g_to_s); REPLACING(schnorr_H_g_to_s_signature);
 821                 if(recv_modulus)
 822                         REPLACING(schnorr_G);
 823                 else
 824                         USING(schnorr_G);
 825         }
 826         else
 827         {
 828                 USING(schnorr_g_to_s); USING(schnorr_H_g_to_s_signature);
 829                 USING(schnorr_G);
 830         }
 831         USING(rsa_e); USING(rsa_n);
 832         REPLACING(challenge); REPLACING(msg); REPLACING(msglen); REPLACING(msghash); REPLACING(r); REPLACING(t);
 833
 834         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
 835         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
 836
 837         if(is_first)
 838         {
 839                 if(recv_modulus)
 840                 {
 841                         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_G, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_G));
 842                         CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_G, zero) > 0);
 843                         CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_G, ctx->rsa_n) < 0);
 844                 }
 845                 CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_g_to_s, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_g_to_s));
 846                 CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_g_to_s, zero) >= 0);
 847                 CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_g_to_s, ctx->schnorr_G) < 0);
 848                 CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_H_g_to_s_signature));
 849                 CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, zero) >= 0);
 850                 CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, ctx->rsa_n) < 0);
 851
 852                 // check signature of key (t = k^d, so, t^challenge = k)
 853                 CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp0, ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, ctx->rsa_e, ctx->rsa_n));
 854
 855                 // we will actually sign SHA(4^s) to prevent a malleability attack!
 856                 CHECK(d0_bignum_mov(temp2, ctx->schnorr_g_to_s));
 857                 sz = (d0_bignum_size(ctx->rsa_n) + 7) / 8; // this is too long, so we have to take the value % rsa_n when "decrypting"
 858                 if(sz > sizeof(shabuf))
 859                         sz = sizeof(shabuf);
 860                 CHECK(d0_longhash_bignum(temp2, shabuf, sz));
 861                 CHECK(d0_bignum_import_unsigned(temp2, shabuf, sz));
 862
 863                 // + 7 / 8 is too large, so let's mod it
 864                 CHECK(d0_bignum_divmod(NULL, temp1, temp2, ctx->rsa_n));
 865
 866                 // hash complete
 867                 if(d0_bignum_cmp(temp0, temp1))
 868                 {
 869                         // accept the key anyway, but mark as failed signature! will later return 0 in status
 870                         CHECK(d0_bignum_zero(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature));
 871                 }
 872         }
 873
 874         CHECK(d0_iobuf_read_raw(in, ctx->msghash, SCHNORR_HASHSIZE));
 875         ctx->msglen = MSGSIZE;
 876         CHECK(d0_iobuf_read_packet(in, ctx->msg, &ctx->msglen));
 877
 878         // send challenge
 879 #ifdef RNG_XKCD
 880         CHECK_ASSIGN(ctx->challenge, d0_bignum_int(ctx->challenge, 4)); // decided by fair dice roll
 881 #else
 882         CHECK_ASSIGN(ctx->challenge, d0_bignum_rand_bit_atmost(ctx->challenge, SCHNORR_BITS));
 883 #endif
 884         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->challenge));
 885
 886         // Diffie Hellmann send
 887         CHECK(d0_dl_get_order(temp0, ctx->schnorr_G));
 888 #ifdef RNG_XKCD
 889         CHECK_ASSIGN(ctx->t, d0_bignum_int(ctx->t, 4)); // decided by fair dice roll
 890 #else
 891         CHECK_ASSIGN(ctx->t, d0_bignum_rand_range(ctx->t, zero, temp0));
 892 #endif
 893         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp0, four, ctx->t, ctx->schnorr_G));
 894         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, temp0));
 895
 896         if(status)
 897                 *status = !!d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, zero);
 898
 899         d0_iobuf_close(in, NULL);
 900         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 901
 902 fail:
 903         d0_iobuf_close(in, NULL);
 904         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 905         return 0;
 906 }
 907
 908 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)
 909 //   1. read challenge challenge of SCHNORR_BITS
 910 //   2. reply with r + s * challenge mod order
 911 {
 912         d0_iobuf_t *in = NULL;
 913         d0_iobuf_t *out = NULL;
 914
 915         // temps: 0 order, 1 prod, 2 y, 3 challenge
 916         REPLACING(other_g_to_t); REPLACING(t);
 917         USING(schnorr_G); USING(schnorr_s); USING(r); USING(g_to_t);
 918
 919         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
 920         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
 921
 922         CHECK(d0_iobuf_read_bignum(in, temp3));
 923         CHECK(d0_bignum_cmp(temp3, zero) >= 0);
 924         CHECK(d0_bignum_size(temp3) <= SCHNORR_BITS);
 925
 926         // send response for schnorr ID scheme
 927         // i.challenge. r + ctx->schnorr_s * temp3
 928         CHECK(d0_dl_get_order(temp0, ctx->schnorr_G));
 929         CHECK(d0_bignum_mod_mul(temp1, ctx->schnorr_s, temp3, temp0));
 930 #ifdef D0_BLIND_ID_POSITIVE_PROTOCOL
 931         CHECK(d0_bignum_mod_add(temp2, ctx->r, temp1, temp0));
 932 #else
 933         CHECK(d0_bignum_mod_sub(temp2, ctx->r, temp1, temp0));
 934 #endif
 935         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, temp2));
 936
 937         // Diffie Hellmann recv
 938         CHECK_ASSIGN(ctx->other_g_to_t, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->other_g_to_t));
 939         CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->other_g_to_t, zero) > 0);
 940         CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->other_g_to_t, ctx->schnorr_G) < 0);
 941         // Diffie Hellmann send
 942         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->g_to_t));
 943
 944         d0_iobuf_close(in, NULL);
 945         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 946
 947 fail:
 948         d0_iobuf_close(in, NULL);
 949         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 950         return 0;
 951 }
 952
 953 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)
 954 //   1. read y = r + s * challenge mod order
 955 //   2. verify: g^y (g^s)^-challenge = g^(r+s*challenge-s*challenge) = g^r
 956 //      (check using H(g^r) which we know)
 957 {
 958         d0_iobuf_t *in = NULL;
 959         static unsigned char convbuf[1024];
 960         d0_iobuf_t *conv = NULL;
 961         size_t sz;
 962
 963         // temps: 0 y 1 order
 964         USING(challenge); USING(schnorr_G);
 965         REPLACING(other_g_to_t);
 966
 967         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
 968
 969         CHECK(d0_dl_get_order(temp1, ctx->schnorr_G));
 970         CHECK(d0_iobuf_read_bignum(in, temp0));
 971         CHECK(d0_bignum_cmp(temp0, zero) >= 0);
 972         CHECK(d0_bignum_cmp(temp0, temp1) < 0);
 973
 974         // verify schnorr ID scheme
 975 #ifdef D0_BLIND_ID_POSITIVE_PROTOCOL
 976         // we need 4^r = 4^temp0 (g^s)^-challenge
 977         CHECK(d0_bignum_mod_inv(temp1, ctx->schnorr_g_to_s, ctx->schnorr_G));
 978         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp2, temp1, ctx->challenge, ctx->schnorr_G));
 979 #else
 980         // we need 4^r = 4^temp0 (g^s)^challenge
 981         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp2, ctx->schnorr_g_to_s, ctx->challenge, ctx->schnorr_G));
 982 #endif
 983         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp1, four, temp0, ctx->schnorr_G));
 984         CHECK_ASSIGN(temp3, d0_bignum_mod_mul(temp3, temp1, temp2, ctx->schnorr_G));
 985
 986         // Diffie Hellmann recv
 987         CHECK_ASSIGN(ctx->other_g_to_t, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->other_g_to_t));
 988         CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->other_g_to_t, zero) > 0);
 989         CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->other_g_to_t, ctx->schnorr_G) < 0);
 990
 991         // hash it, hash it, everybody hash it
 992         conv = d0_iobuf_open_write(convbuf, sizeof(convbuf));
 993         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, temp3));
 994         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, ctx->other_g_to_t));
 995         CHECK(d0_iobuf_write_packet(conv, ctx->msg, ctx->msglen));
 996         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, temp3));
 997         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, ctx->other_g_to_t));
 998         d0_iobuf_close(conv, &sz);
 999         conv = NULL;
1000         if(memcmp(sha(convbuf, sz), ctx->msghash, SCHNORR_HASHSIZE))
1001         {
1002                 // FAIL (not owned by player)
1003                 goto fail;
1004         }
1005
1006         if(status)
1007                 *status = !!d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, zero);
1008
1009         if(ctx->msglen <= *msglen)
1010                 memcpy(msg, ctx->msg, ctx->msglen);
1011         else
1012                 memcpy(msg, ctx->msg, *msglen);
1013         *msglen = ctx->msglen;
1014
1015         d0_iobuf_close(in, NULL);
1016         return 1;
1017
1018 fail:
1019         d0_iobuf_close(in, NULL);
1020         return 0;
1021 }
1022
1023 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_authenticate_with_private_id_generate_missing_signature(d0_blind_id_t *ctx)
1024 {
1025         size_t sz;
1026         static unsigned char shabuf[2048];
1027
1028         REPLACING(schnorr_H_g_to_s_signature);
1029         USING(schnorr_g_to_s); USING(rsa_d); USING(rsa_n);
1030
1031         // we will actually sign SHA(4^s) to prevent a malleability attack!
1032         CHECK(d0_bignum_mov(temp2, ctx->schnorr_g_to_s));
1033         sz = (d0_bignum_size(ctx->rsa_n) + 7) / 8; // this is too long, so we have to take the value % rsa_n when "decrypting"
1034         if(sz > sizeof(shabuf))
1035                 sz = sizeof(shabuf);
1036         CHECK(d0_longhash_bignum(temp2, shabuf, sz));
1037         CHECK(d0_bignum_import_unsigned(temp2, shabuf, sz));
1038
1039         // + 7 / 8 is too large, so let's mod it
1040         CHECK(d0_bignum_divmod(NULL, temp1, temp2, ctx->rsa_n));
1041         CHECK(d0_bignum_mod_pow(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, temp1, ctx->rsa_d, ctx->rsa_n));
1042         return 1;
1043
1044 fail:
1045         return 0;
1046 }
1047
1048 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_sign_with_private_id_sign_internal(d0_blind_id_t *ctx, D0_BOOL is_first, D0_BOOL send_modulus, D0_BOOL with_msg, const char *message, size_t msglen, char *outbuf, size_t *outbuflen)
1049 {
1050         d0_iobuf_t *out = NULL;
1051         static unsigned char convbuf[1024];
1052         static unsigned char shabuf[1024];
1053         d0_iobuf_t *conv = NULL;
1054         size_t sz = 0;
1055
1056         if(is_first)
1057         {
1058                 USING(schnorr_g_to_s); USING(schnorr_H_g_to_s_signature);
1059         }
1060         USING(schnorr_G);
1061         USING(schnorr_s);
1062         REPLACING(r);
1063
1064         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
1065
1066         if(is_first)
1067         {
1068                 // send ID
1069                 if(send_modulus)
1070                         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_G));
1071                 CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_g_to_s));
1072                 CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_H_g_to_s_signature));
1073         }
1074
1075         // start schnorr SIGNATURE scheme
1076         // generate random number r; x = g^r; send hash of H(m||r), remember r, forget x
1077         CHECK(d0_dl_get_order(temp0, ctx->schnorr_G));
1078         CHECK_ASSIGN(ctx->r, d0_bignum_rand_range(ctx->r, zero, temp0));
1079         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp1, four, ctx->r, ctx->schnorr_G));
1080
1081         // hash it, hash it, everybody hash it
1082         conv = d0_iobuf_open_write(convbuf, sizeof(convbuf));
1083         CHECK(d0_iobuf_write_packet(conv, message, msglen));
1084         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, temp1));
1085         d0_iobuf_close(conv, &sz);
1086         conv = NULL;
1087         CHECK(d0_longhash_destructive(convbuf, sz, shabuf, (d0_bignum_size(temp0) + 7) / 8));
1088         CHECK(d0_bignum_import_unsigned(temp2, shabuf, (d0_bignum_size(temp0) + 7) / 8));
1089         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, temp2));
1090
1091         // multiply with secret, sub k, modulo order
1092         CHECK(d0_bignum_mod_mul(temp1, temp2, ctx->schnorr_s, temp0));
1093 #ifdef D0_BLIND_ID_POSITIVE_PROTOCOL
1094         CHECK(d0_bignum_mod_add(temp2, ctx->r, temp1, temp0));
1095 #else
1096         CHECK(d0_bignum_mod_sub(temp2, ctx->r, temp1, temp0));
1097 #endif
1098         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, temp2));
1099
1100         // write the message itself
1101         if(with_msg)
1102                 CHECK(d0_iobuf_write_packet(out, message, msglen));
1103
1104         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
1105
1106 fail:
1107         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
1108         return 0;
1109 }
1110 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)
1111 {
1112         return d0_blind_id_sign_with_private_id_sign_internal(ctx, is_first, send_modulus, 1, message, msglen, outbuf, outbuflen);
1113 }
1114 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_sign_with_private_id_sign_detached(d0_blind_id_t *ctx, D0_BOOL is_first, D0_BOOL send_modulus, const char *message, size_t msglen, char *outbuf, size_t *outbuflen)
1115 {
1116         return d0_blind_id_sign_with_private_id_sign_internal(ctx, is_first, send_modulus, 0, message, msglen, outbuf, outbuflen);
1117 }
1118
1119 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_sign_with_private_id_verify_internal(d0_blind_id_t *ctx, D0_BOOL is_first, D0_BOOL recv_modulus, D0_BOOL with_msg, const char *inbuf, size_t inbuflen, char *msg, size_t *msglen, D0_BOOL *status)
1120 {
1121         d0_iobuf_t *in = NULL;
1122         d0_iobuf_t *conv = NULL;
1123         static unsigned char convbuf[2048];
1124         static unsigned char shabuf[2048];
1125         size_t sz;
1126
1127         if(is_first)
1128         {
1129                 REPLACING(schnorr_g_to_s); REPLACING(schnorr_H_g_to_s_signature);
1130                 if(recv_modulus)
1131                         REPLACING(schnorr_G);
1132                 else
1133                         USING(schnorr_G);
1134         }
1135         else
1136         {
1137                 USING(schnorr_g_to_s); USING(schnorr_H_g_to_s_signature);
1138                 USING(schnorr_G);
1139         }
1140         USING(rsa_e); USING(rsa_n);
1141
1142         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
1143
1144         if(is_first)
1145         {
1146                 if(recv_modulus)
1147                 {
1148                         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_G, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_G));
1149                         CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_G, zero) > 0);
1150                         CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_G, ctx->rsa_n) < 0);
1151                 }
1152                 CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_g_to_s, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_g_to_s));
1153                 CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_g_to_s, zero) >= 0);
1154                 CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_g_to_s, ctx->schnorr_G) < 0);
1155                 CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_H_g_to_s_signature));
1156                 CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, zero) >= 0);
1157                 CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, ctx->rsa_n) < 0);
1158
1159                 // check signature of key (t = k^d, so, t^challenge = k)
1160                 CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp0, ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, ctx->rsa_e, ctx->rsa_n));
1161
1162                 // we will actually sign SHA(4^s) to prevent a malleability attack!
1163                 CHECK(d0_bignum_mov(temp2, ctx->schnorr_g_to_s));
1164                 sz = (d0_bignum_size(ctx->rsa_n) + 7) / 8; // this is too long, so we have to take the value % rsa_n when "decrypting"
1165                 if(sz > sizeof(shabuf))
1166                         sz = sizeof(shabuf);
1167                 CHECK(d0_longhash_bignum(temp2, shabuf, sz));
1168                 CHECK(d0_bignum_import_unsigned(temp2, shabuf, sz));
1169
1170                 // + 7 / 8 is too large, so let's mod it
1171                 CHECK(d0_bignum_divmod(NULL, temp1, temp2, ctx->rsa_n));
1172
1173                 // hash complete
1174                 if(d0_bignum_cmp(temp0, temp1))
1175                 {
1176                         // accept the key anyway, but mark as failed signature! will later return 0 in status
1177                         CHECK(d0_bignum_zero(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature));
1178                 }
1179         }
1180
1181         CHECK(d0_dl_get_order(temp4, ctx->schnorr_G));
1182         CHECK(d0_iobuf_read_bignum(in, temp0)); // e == H(m || g^r)
1183         CHECK(d0_iobuf_read_bignum(in, temp1)); // x == (r - s*e) mod |G|
1184         if(with_msg)
1185                 CHECK(d0_iobuf_read_packet(in, msg, msglen));
1186
1187         // VERIFY: g^x * (g^s)^-e = g^(x - s*e) = g^r
1188
1189         // verify schnorr ID scheme
1190         // we need g^r = g^x (g^s)^e
1191         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp2, four, temp1, ctx->schnorr_G));
1192 #ifdef D0_BLIND_ID_POSITIVE_PROTOCOL
1193         CHECK(d0_bignum_mod_inv(temp3, ctx->schnorr_g_to_s, ctx->schnorr_G));
1194         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp1, temp3, temp0, ctx->schnorr_G));
1195 #else
1196         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp1, ctx->schnorr_g_to_s, temp0, ctx->schnorr_G));
1197 #endif
1198         CHECK_ASSIGN(temp3, d0_bignum_mod_mul(temp3, temp1, temp2, ctx->schnorr_G)); // temp3 now is g^r
1199
1200         // hash it, hash it, everybody hash it
1201         conv = d0_iobuf_open_write(convbuf, sizeof(convbuf));
1202         CHECK(d0_iobuf_write_packet(conv, msg, *msglen));
1203         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, temp3));
1204         d0_iobuf_close(conv, &sz);
1205         conv = NULL;
1206         CHECK(d0_longhash_destructive(convbuf, sz, shabuf, (d0_bignum_size(temp4) + 7) / 8));
1207         CHECK(d0_bignum_import_unsigned(temp1, shabuf, (d0_bignum_size(temp4) + 7) / 8));
1208
1209         // verify signature
1210         CHECK(!d0_bignum_cmp(temp0, temp1));
1211
1212         if(status)
1213                 *status = !!d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, zero);
1214
1215         d0_iobuf_close(in, NULL);
1216         return 1;
1217
1218 fail:
1219         d0_iobuf_close(in, NULL);
1220         return 0;
1221 }
1222 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)
1223 {
1224         return d0_blind_id_sign_with_private_id_verify_internal(ctx, is_first, recv_modulus, 1, inbuf, inbuflen, msg, msglen, status);
1225 }
1226 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_sign_with_private_id_verify_detached(d0_blind_id_t *ctx, D0_BOOL is_first, D0_BOOL recv_modulus, const char *inbuf, size_t inbuflen, const char *msg, size_t msglen, D0_BOOL *status)
1227 {
1228         return d0_blind_id_sign_with_private_id_verify_internal(ctx, is_first, recv_modulus, 0, inbuf, inbuflen, (char *) msg, &msglen, status);
1229 }
1230
1231 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_fingerprint64_public_id(const d0_blind_id_t *ctx, char *outbuf, size_t *outbuflen)
1232 {
1233         d0_iobuf_t *out = NULL;
1234         static unsigned char convbuf[1024];
1235         d0_iobuf_t *conv = NULL;
1236         size_t sz, n;
1237
1238         USING(rsa_n);
1239         USING(rsa_e);
1240         USING(schnorr_g_to_s);
1241
1242         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
1243         conv = d0_iobuf_open_write(convbuf, sizeof(convbuf));
1244
1245         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, ctx->rsa_n));
1246         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, ctx->rsa_e));
1247         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, ctx->schnorr_g_to_s));
1248         CHECK(d0_iobuf_close(conv, &sz));
1249         conv = NULL;
1250
1251         n = (*outbuflen / 4) * 3;
1252         if(n > SHA_DIGESTSIZE)
1253                 n = SHA_DIGESTSIZE;
1254         CHECK(d0_iobuf_write_raw(out, sha(convbuf, sz), n) == n);
1255         CHECK(d0_iobuf_conv_base64_out(out));
1256
1257         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
1258
1259 fail:
1260         if(conv)
1261                 d0_iobuf_close(conv, &sz);
1262         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
1263         return 0;
1264 }
1265
1266 D0_BOOL d0_blind_id_sessionkey_public_id(const d0_blind_id_t *ctx, char *outbuf, size_t *outbuflen)
1267 {
1268         USING(t); USING(other_g_to_t); USING(schnorr_G);
1269
1270         // temps: temp0 result
1271         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp0, ctx->other_g_to_t, ctx->t, ctx->schnorr_G));
1272         return d0_longhash_bignum(temp0, (unsigned char *) outbuf, *outbuflen);
1273
1274 fail:
1275         return 0;
1276 }
1277
1278 d0_blind_id_t *d0_blind_id_new(void)
1279 {
1280         d0_blind_id_t *b = d0_malloc(sizeof(d0_blind_id_t));
1281         memset(b, 0, sizeof(*b));
1282         return b;
1283 }
1284
1285 void d0_blind_id_free(d0_blind_id_t *a)
1286 {
1287         d0_blind_id_clear(a);
1288         d0_free(a);
1289 }
1290
1291 void d0_blind_id_util_sha256(char *out, const char *in, size_t n)
1292 {
1293         SHA256_CTX context;
1294         SHA256_Init(&context);
1295         SHA256_Update(&context, (const unsigned char *) in, n);
1296         return SHA256_Final((unsigned char *) out, &context);
1297 }