let's use more strict warnings, and help Visual Studio
[xonotic/d0_blind_id.git] / d0_blind_id.c
1 /*
2 Blind-ID library for user identification using RSA blind signatures
3 Copyright (C) 2010  Rudolf Polzer
4
5 This library is free software; you can redistribute it and/or
6 modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
7 License as published by the Free Software Foundation; either
8 version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
9
10 This library is distributed in the hope that it will be useful,
11 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13 Lesser General Public License for more details.
14
15 You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
16 License along with this library; if not, write to the Free Software
17 Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
18 */
19
20 #include "d0_blind_id.h"
21
22 #include <stdio.h>
23 #include <string.h>
24 #include "d0_bignum.h"
25 #include "sha1.h"
26
27 // for zero knowledge, we need multiple instances of schnorr ID scheme... should normally be sequential
28 // parallel schnorr ID is not provably zero knowledge :(
29 //   (evil verifier can know all questions in advance, so sequential is disadvantage for him)
30 // we'll just live with a 1:1048576 chance of cheating, and support reauthenticating
31
32 #define SCHNORR_BITS 20
33 // probability of cheat: 2^(-bits+1)
34
35 #define SCHNORR_HASHSIZE 3
36 // cannot be >= SHA_DIGEST_LENGTH
37 // *8 must be >= SCHNORR_BITS
38
39 #define MSGSIZE 640 // ought to be enough for anyone
40
41 struct d0_blind_id_s
42 {
43         // signing (Xonotic pub and priv key)
44         d0_bignum_t *rsa_n, *rsa_e, *rsa_d;
45
46         // public data (Schnorr ID)
47         d0_bignum_t *schnorr_G;
48
49         // private data (player ID private key)
50         d0_bignum_t *schnorr_s;
51
52         // public data (player ID public key, this is what the server gets to know)
53         d0_bignum_t *schnorr_4_to_s;
54         d0_bignum_t *schnorr_4_to_s_signature;
55
56         // temp data
57         d0_bignum_t *rn; // random number blind signature
58         d0_bignum_t *r; // random number for schnorr ID
59         char xnbh[SCHNORR_HASHSIZE]; // init hash
60         d0_bignum_t *e; // challenge
61         char msg[MSGSIZE]; // message
62         size_t msglen; // message length
63 };
64
65 #define CHECK(x) do { if(!(x)) goto fail; } while(0)
66 #define CHECK_ASSIGN(var, value) do { d0_bignum_t *val; val = value; if(!val) goto fail; var = val; } while(0)
67
68 static d0_bignum_t *zero, *one, *four, *temp0, *temp1, *temp2, *temp3, *temp4;
69
70 void d0_blind_id_INITIALIZE(void)
71 {
72         d0_bignum_INITIALIZE();
73         CHECK_ASSIGN(zero, d0_bignum_int(zero, 0));
74         CHECK_ASSIGN(one, d0_bignum_int(one, 1));
75         CHECK_ASSIGN(four, d0_bignum_int(four, 4));
76         CHECK_ASSIGN(temp0, d0_bignum_int(temp0, 0));
77         CHECK_ASSIGN(temp1, d0_bignum_int(temp1, 0));
78         CHECK_ASSIGN(temp2, d0_bignum_int(temp2, 0));
79         CHECK_ASSIGN(temp3, d0_bignum_int(temp3, 0));
80         CHECK_ASSIGN(temp4, d0_bignum_int(temp4, 0));
81 fail:
82         ;
83 }
84
85 void d0_blind_id_SHUTDOWN(void)
86 {
87         d0_bignum_free(zero);
88         d0_bignum_free(one);
89         d0_bignum_free(four);
90         d0_bignum_free(temp0);
91         d0_bignum_free(temp1);
92         d0_bignum_free(temp2);
93         d0_bignum_free(temp3);
94         d0_bignum_free(temp4);
95         d0_bignum_SHUTDOWN();
96 }
97
98 // (G-1)/2
99 d0_bignum_t *d0_dl_get_order(d0_bignum_t *o, const d0_bignum_t *G)
100 {
101         CHECK_ASSIGN(o, d0_bignum_sub(o, G, one));
102         CHECK(d0_bignum_shl(o, o, -1)); // order o = (G-1)/2
103         return o;
104 fail:
105         return NULL;
106 }
107 // 2o+1
108 d0_bignum_t *d0_dl_get_from_order(d0_bignum_t *G, const d0_bignum_t *o)
109 {
110         CHECK_ASSIGN(G, d0_bignum_shl(G, o, 1));
111         CHECK(d0_bignum_add(G, G, one));
112         return G;
113 fail:
114         return NULL;
115 }
116
117 BOOL d0_dl_generate_key(size_t size, d0_bignum_t *G)
118 {
119         // using: temp0
120         if(size < 16)
121                 size = 16;
122         for(;;)
123         {
124                 CHECK(d0_bignum_rand_bit_exact(temp0, size-1));
125                 if(d0_bignum_isprime(temp0, 0) == 0)
126                         continue;
127                 CHECK(d0_dl_get_from_order(G, temp0));
128                 if(d0_bignum_isprime(G, 10) == 0)
129                         continue;
130                 if(d0_bignum_isprime(temp0, 10) == 0) // finish the previous test
131                         continue;
132                 break;
133         }
134         return 1;
135 fail:
136         return 0;
137 }
138
139 BOOL d0_rsa_generate_key(size_t size, const d0_bignum_t *e, d0_bignum_t *d, d0_bignum_t *n)
140 {
141         // uses temp0 to temp4
142         int fail = 0;
143         int gcdfail = 0;
144         int pb = (size + 1)/2;
145         int qb = size - pb;
146         if(pb < 8)
147                 pb = 8;
148         if(qb < 8)
149                 qb = 8;
150         for (;;)
151         {
152                 CHECK(d0_bignum_rand_bit_exact(temp0, pb));
153                 if(d0_bignum_isprime(temp0, 10) == 0)
154                         continue;
155                 CHECK(d0_bignum_sub(temp2, temp0, one));
156                 CHECK(d0_bignum_gcd(temp4, NULL, NULL, temp2, e));
157                 if(!d0_bignum_cmp(temp4, one))
158                         break;
159                 if(++gcdfail == 3)
160                         return 0;
161                 ++gcdfail;
162         }
163         gcdfail = 0;
164         for (;;)
165         {
166                 CHECK(d0_bignum_rand_bit_exact(temp1, qb));
167                 if(!d0_bignum_cmp(temp1, temp0))
168                 {
169                         if(++fail == 3)
170                                 return 0;
171                 }
172                 fail = 0;
173                 if(d0_bignum_isprime(temp1, 10) == 0)
174                         continue;
175                 CHECK(d0_bignum_sub(temp3, temp1, one));
176                 CHECK(d0_bignum_gcd(temp4, NULL, NULL, temp3, e));
177                 if(!d0_bignum_cmp(temp4, one))
178                         break;
179                 if(++gcdfail == 3)
180                         return 0;
181                 ++gcdfail;
182         }
183
184         // n = temp0*temp1
185         CHECK(d0_bignum_mul(n, temp0, temp1));
186                 
187         // d = e^-1 mod (temp0-1)(temp1-1)
188         CHECK(d0_bignum_mul(temp0, temp2, temp3));
189         CHECK(d0_bignum_mod_inv(d, e, temp0));
190         return 1;
191 fail:
192         return 0;
193 }
194
195 void d0_blind_id_clear(d0_blind_id_t *ctx)
196 {
197         if(ctx->rsa_n) d0_bignum_free(ctx->rsa_n);
198         if(ctx->rsa_e) d0_bignum_free(ctx->rsa_e);
199         if(ctx->rsa_d) d0_bignum_free(ctx->rsa_d);
200         if(ctx->schnorr_G) d0_bignum_free(ctx->schnorr_G);
201         if(ctx->schnorr_s) d0_bignum_free(ctx->schnorr_s);
202         if(ctx->schnorr_4_to_s) d0_bignum_free(ctx->schnorr_4_to_s);
203         if(ctx->schnorr_4_to_s_signature) d0_bignum_free(ctx->schnorr_4_to_s_signature);
204         if(ctx->rn) d0_bignum_free(ctx->rn);
205         if(ctx->r) d0_bignum_free(ctx->r);
206         if(ctx->e) d0_bignum_free(ctx->e);
207         memset(ctx, 0, sizeof(*ctx));
208 }
209
210 void d0_blind_id_copy(d0_blind_id_t *ctx, const d0_blind_id_t *src)
211 {
212         d0_blind_id_clear(ctx);
213         if(src->rsa_n) ctx->rsa_n = d0_bignum_mov(NULL, src->rsa_n);
214         if(src->rsa_e) ctx->rsa_e = d0_bignum_mov(NULL, src->rsa_e);
215         if(src->rsa_d) ctx->rsa_d = d0_bignum_mov(NULL, src->rsa_d);
216         if(src->schnorr_G) ctx->schnorr_G = d0_bignum_mov(NULL, src->schnorr_G);
217         if(src->schnorr_s) ctx->schnorr_s = d0_bignum_mov(NULL, src->schnorr_s);
218         if(src->schnorr_4_to_s) ctx->schnorr_4_to_s = d0_bignum_mov(NULL, ctx->schnorr_G);
219         if(src->schnorr_4_to_s_signature) ctx->schnorr_4_to_s_signature = d0_bignum_mov(NULL, src->schnorr_4_to_s_signature);
220         if(src->rn) ctx->rn = d0_bignum_mov(NULL, src->rn);
221         if(src->r) ctx->r = d0_bignum_mov(NULL, src->r);
222         if(src->e) ctx->e = d0_bignum_mov(NULL, src->e);
223         // TODO xnbh, msg, msglen?
224 }
225
226 WARN_UNUSED_RESULT BOOL d0_blind_id_generate_private_keys(d0_blind_id_t *ctx, int k)
227 {
228         d0_blind_id_clear(ctx);
229         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_G, d0_bignum_new());
230         CHECK(d0_dl_generate_key(k, ctx->schnorr_G));
231         CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_e, d0_bignum_int(NULL, 65537));
232         CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_d, d0_bignum_new());
233         CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_n, d0_bignum_new());
234         CHECK(d0_rsa_generate_key(k+1, ctx->rsa_e, ctx->rsa_d, ctx->rsa_n)); // must fit G for sure
235         return 1;
236 fail:
237         return 0;
238 }
239
240 WARN_UNUSED_RESULT BOOL d0_blind_id_read_private_keys(d0_blind_id_t *ctx, const char *inbuf, size_t inbuflen)
241 {
242         d0_iobuf_t *in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
243         d0_blind_id_clear(ctx);
244         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_G, d0_iobuf_read_bignum(in, NULL));
245         CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_n, d0_iobuf_read_bignum(in, NULL));
246         CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_e, d0_iobuf_read_bignum(in, NULL));
247         CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_d, d0_iobuf_read_bignum(in, NULL));
248         return d0_iobuf_close(in, NULL);
249
250 fail:
251         d0_iobuf_close(in, NULL);
252         return 0;
253 }
254
255 WARN_UNUSED_RESULT BOOL d0_blind_id_read_public_keys(d0_blind_id_t *ctx, const char *inbuf, size_t inbuflen)
256 {
257         d0_iobuf_t *in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
258         d0_blind_id_clear(ctx);
259         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_G, d0_iobuf_read_bignum(in, NULL));
260         CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_n, d0_iobuf_read_bignum(in, NULL));
261         CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_e, d0_iobuf_read_bignum(in, NULL));
262         return d0_iobuf_close(in, NULL);
263
264 fail:
265         d0_iobuf_close(in, NULL);
266         return 0;
267 }
268
269 #define USING(x) if(!(ctx->x)) return 0
270 #define REPLACING(x)
271
272 WARN_UNUSED_RESULT BOOL d0_blind_id_write_private_keys(d0_blind_id_t *ctx, char *outbuf, size_t *outbuflen)
273 {
274         d0_iobuf_t *out;
275
276         USING(rsa_n); USING(rsa_e); USING(rsa_d);
277
278         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
279         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_G));
280         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->rsa_n));
281         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->rsa_e));
282         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->rsa_d));
283         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
284
285 fail:
286         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
287         return 0;
288 }
289
290 WARN_UNUSED_RESULT BOOL d0_blind_id_write_public_keys(d0_blind_id_t *ctx, char *outbuf, size_t *outbuflen)
291 {
292         d0_iobuf_t *out;
293
294         USING(rsa_n); USING(rsa_e); USING(rsa_d);
295
296         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
297         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_G));
298         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->rsa_n));
299         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->rsa_e));
300         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
301
302 fail:
303         if(!d0_iobuf_close(out, outbuflen))
304                 return 0;
305         return 0;
306 }
307
308 WARN_UNUSED_RESULT BOOL d0_blind_id_generate_private_id_start(d0_blind_id_t *ctx)
309 {
310         // temps: temp0 order
311         USING(schnorr_G);
312         REPLACING(schnorr_s); REPLACING(schnorr_4_to_s);
313
314         CHECK(d0_dl_get_order(temp0, ctx->schnorr_G));
315         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_s, d0_bignum_rand_range(ctx->schnorr_s, zero, temp0));
316         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_4_to_s, d0_bignum_mod_pow(ctx->schnorr_4_to_s, four, ctx->schnorr_s, ctx->schnorr_G));
317         return 1;
318
319 fail:
320         return 0;
321 }
322
323 WARN_UNUSED_RESULT BOOL d0_blind_id_generate_private_id_request(d0_blind_id_t *ctx, char *outbuf, size_t *outbuflen)
324 {
325         d0_iobuf_t *out;
326
327         // temps: temp0 temp1
328         USING(rsa_n); USING(rsa_e); USING(schnorr_4_to_s);
329         REPLACING(rn);
330
331         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
332
333         CHECK_ASSIGN(ctx->rn, d0_bignum_rand_bit_atmost(ctx->rn, d0_bignum_size(ctx->rsa_n)));
334         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp0, ctx->rn, ctx->rsa_e, ctx->rsa_n));
335         CHECK(d0_bignum_mod_mul(temp1, ctx->schnorr_4_to_s, temp0, ctx->rsa_n));
336         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, temp1));
337         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
338
339 fail:
340         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
341         return 0;
342 }
343
344 WARN_UNUSED_RESULT BOOL d0_blind_id_answer_private_id_request(d0_blind_id_t *ctx, const char *inbuf, size_t inbuflen, char *outbuf, size_t *outbuflen)
345 {
346         d0_iobuf_t *in;
347         d0_iobuf_t *out;
348
349         // temps: temp0 temp1
350         USING(rsa_d); USING(rsa_n);
351
352         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
353         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
354
355         CHECK(d0_iobuf_read_bignum(in, temp0));
356         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp1, temp0, ctx->rsa_d, ctx->rsa_n));
357         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, temp1));
358
359         d0_iobuf_close(in, NULL);
360         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
361
362 fail:
363         d0_iobuf_close(in, NULL);
364         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
365         return 0;
366 }
367
368 WARN_UNUSED_RESULT BOOL d0_blind_id_finish_private_id_request(d0_blind_id_t *ctx, const char *inbuf, size_t inbuflen)
369 {
370         d0_iobuf_t *in;
371
372         // temps: temp0 temp1
373         USING(rn); USING(rsa_n);
374         REPLACING(schnorr_4_to_s_signature);
375
376         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
377
378         CHECK(d0_iobuf_read_bignum(in, temp0));
379         CHECK(d0_bignum_mod_inv(temp1, ctx->rn, ctx->rsa_n));
380         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_4_to_s_signature, d0_bignum_mod_mul(ctx->schnorr_4_to_s_signature, temp0, temp1, ctx->rsa_n));
381
382         return d0_iobuf_close(in, NULL);
383
384 fail:
385         d0_iobuf_close(in, NULL);
386         return 0;
387 }
388
389 WARN_UNUSED_RESULT BOOL d0_blind_id_read_private_id(d0_blind_id_t *ctx, const char *inbuf, size_t inbuflen)
390 {
391         d0_iobuf_t *in;
392
393         REPLACING(schnorr_s); REPLACING(schnorr_4_to_s); REPLACING(schnorr_4_to_s_signature);
394
395         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
396
397         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_s, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_s));
398         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_4_to_s, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_4_to_s));
399         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_4_to_s_signature, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_4_to_s_signature));
400
401         return d0_iobuf_close(in, NULL);
402
403 fail:
404         d0_iobuf_close(in, NULL);
405         return 0;
406 }
407
408 WARN_UNUSED_RESULT BOOL d0_blind_id_read_public_id(d0_blind_id_t *ctx, const char *inbuf, size_t inbuflen)
409 {
410         d0_iobuf_t *in;
411
412         REPLACING(schnorr_4_to_s); REPLACING(schnorr_4_to_s_signature);
413
414         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
415
416         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_4_to_s, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_4_to_s));
417         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_4_to_s_signature, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_4_to_s_signature));
418
419         return d0_iobuf_close(in, NULL);
420
421 fail:
422         d0_iobuf_close(in, NULL);
423         return 0;
424 }
425
426 WARN_UNUSED_RESULT BOOL d0_blind_id_write_private_id(d0_blind_id_t *ctx, char *outbuf, size_t *outbuflen)
427 {
428         d0_iobuf_t *out;
429
430         USING(schnorr_s); USING(schnorr_4_to_s); USING(schnorr_4_to_s_signature);
431
432         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
433
434         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_s));
435         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_4_to_s));
436         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_4_to_s_signature));
437
438         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
439
440 fail:
441         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
442         return 0;
443 }
444
445 WARN_UNUSED_RESULT BOOL d0_blind_id_write_public_id(d0_blind_id_t *ctx, char *outbuf, size_t *outbuflen)
446 {
447         d0_iobuf_t *out;
448
449         USING(schnorr_4_to_s); USING(schnorr_4_to_s_signature);
450
451         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
452
453         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_4_to_s));
454         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_4_to_s_signature));
455
456         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
457
458 fail:
459         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
460         return 0;
461 }
462
463 WARN_UNUSED_RESULT BOOL d0_blind_id_authenticate_with_private_id_start(d0_blind_id_t *ctx, int is_first, char *msg, size_t msglen, char *outbuf, size_t *outbuflen)
464 // start =
465 //   first run: send 4^s, 4^s signature
466 //   1. get random r, send HASH(4^r)
467 {
468         d0_iobuf_t *out;
469         unsigned char convbuf[1024];
470         d0_iobuf_t *conv;
471         size_t sz;
472
473         if(is_first)
474         {
475                 USING(schnorr_4_to_s); USING(schnorr_4_to_s_signature);
476         }
477         USING(schnorr_G);
478         REPLACING(r);
479
480         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
481
482         if(is_first)
483         {
484                 // send ID
485                 CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_4_to_s));
486                 CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_4_to_s_signature));
487         }
488
489         // start schnorr ID scheme
490         // generate random number r; x = g^r; send hash of x, remember r, forget x
491         CHECK(d0_dl_get_order(temp0, ctx->schnorr_G));
492         CHECK_ASSIGN(ctx->r, d0_bignum_rand_range(ctx->r, zero, temp0));
493         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp0, four, ctx->r, ctx->schnorr_G));
494
495         // hash it, hash it, everybody hash it
496         conv = d0_iobuf_open_write(convbuf, sizeof(convbuf));
497         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, temp0));
498         CHECK(d0_iobuf_write_packet(conv, msg, msglen));
499         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, temp0));
500         d0_iobuf_close(conv, &sz);
501         conv = NULL;
502         CHECK(d0_iobuf_write_raw(out, sha(convbuf, sz), SCHNORR_HASHSIZE) == SCHNORR_HASHSIZE);
503         CHECK(d0_iobuf_write_packet(out, msg, msglen));
504
505         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
506
507 fail:
508         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
509         return 0;
510 }
511
512 WARN_UNUSED_RESULT BOOL d0_blind_id_authenticate_with_private_id_challenge(d0_blind_id_t *ctx, int is_first, const char *inbuf, size_t inbuflen, char *outbuf, size_t *outbuflen)
513 //   first run: get 4^s, 4^s signature
514 //   1. check sig
515 //   2. save HASH(4^r)
516 //   3. send challenge e of SCHNORR_BITS
517 {
518         d0_iobuf_t *in;
519         d0_iobuf_t *out;
520
521         if(is_first)
522         {
523                 REPLACING(schnorr_4_to_s); REPLACING(k); REPLACING(schnorr_4_to_s_signature);
524                 USING(schnorr_G); USING(rsa_n);
525         }
526         else
527         {
528                 USING(schnorr_4_to_s_signature); USING(schnorr_4_to_s);
529         }
530         USING(rsa_e); USING(rsa_n);
531         REPLACING(e); REPLACING(msg); REPLACING(msglen);
532
533         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
534         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
535
536         if(is_first)
537         {
538                 CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_4_to_s, d0_iobuf_read_bignum(in, NULL));
539                 CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_4_to_s, zero) >= 0);
540                 CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_4_to_s, ctx->schnorr_G) < 0);
541                 CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_4_to_s_signature, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_4_to_s_signature));
542                 CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_4_to_s_signature, zero) >= 0);
543                 CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_4_to_s_signature, ctx->rsa_n) < 0);
544         }
545
546         // check signature of key (t = k^d, so, t^e = k)
547         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp0, ctx->schnorr_4_to_s_signature, ctx->rsa_e, ctx->rsa_n));
548         if(d0_bignum_cmp(temp0, ctx->schnorr_4_to_s))
549         {
550                 // FAIL (not signed by Xonotic)
551                 goto fail;
552                 // TODO: accept the key anyway, but mark as failed signature!
553         }
554
555         CHECK(d0_iobuf_read_raw(in, ctx->xnbh, SCHNORR_HASHSIZE));
556         ctx->msglen = MSGSIZE;
557         CHECK(d0_iobuf_read_packet(in, ctx->msg, &ctx->msglen));
558
559         // send challenge
560         CHECK_ASSIGN(ctx->e, d0_bignum_rand_bit_atmost(ctx->e, SCHNORR_BITS));
561
562         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->e));
563
564         d0_iobuf_close(in, NULL);
565         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
566
567 fail:
568         d0_iobuf_close(in, NULL);
569         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
570         return 0;
571 }
572
573 WARN_UNUSED_RESULT 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)
574 //   1. read challenge e of SCHNORR_BITS
575 //   2. reply with r + s * e mod order
576 {
577         d0_iobuf_t *in;
578         d0_iobuf_t *out;
579
580         // temps: 0 order, 1 prod, 2 y, 3 e
581         USING(schnorr_G); USING(schnorr_s); USING(r);
582
583         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
584         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
585
586         CHECK(d0_iobuf_read_bignum(in, temp3));
587         // TODO check if >= 2^SCHNORR_BITS or < 0, if yes, then fail (needed for zero knowledge)
588         CHECK(d0_bignum_cmp(temp3, zero) >= 0);
589         CHECK(d0_bignum_size(temp3) <= SCHNORR_BITS);
590
591         // send response for schnorr ID scheme
592         // i.e. r + ctx->schnorr_s * temp3
593         CHECK(d0_dl_get_order(temp0, ctx->schnorr_G));
594         CHECK(d0_bignum_mod_mul(temp1, ctx->schnorr_s, temp3, temp0));
595         CHECK(d0_bignum_mod_add(temp2, temp1, ctx->r, temp0));
596         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, temp2));
597
598         d0_iobuf_close(in, NULL);
599         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
600
601 fail:
602         d0_iobuf_close(in, NULL);
603         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
604         return 0;
605 }
606
607 WARN_UNUSED_RESULT BOOL d0_blind_id_authenticate_with_private_id_verify(d0_blind_id_t *ctx, const char *inbuf, size_t inbuflen, char *msg, ssize_t *msglen)
608 //   1. read y = r + s * e mod order
609 //   2. verify: g^y (g^s)^-e = g^(r+s*e-s*e) = g^r
610 //      (check using H(g^r) which we know)
611 {
612         d0_iobuf_t *in;
613         unsigned char convbuf[1024];
614         d0_iobuf_t *conv;
615         size_t sz;
616
617         // temps: 0 y 1 order
618         USING(e); USING(schnorr_G);
619
620         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
621
622         *msglen = -1;
623         CHECK(d0_dl_get_order(temp1, ctx->schnorr_G));
624         CHECK(d0_iobuf_read_bignum(in, temp0));
625         CHECK(d0_bignum_cmp(temp0, zero) >= 0);
626         CHECK(d0_bignum_cmp(temp0, temp1) < 0);
627
628         // verify schnorr ID scheme
629         // we need 4^temp0 (g^s)^-e
630         CHECK(d0_bignum_neg(temp1, ctx->e));
631         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp2, ctx->schnorr_4_to_s, temp1, ctx->schnorr_G));
632         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp1, four, temp0, ctx->schnorr_G));
633         CHECK(d0_bignum_mod_mul(temp3, temp1, temp2, ctx->schnorr_G));
634         // hash must be equal to xnbh
635
636         // hash it, hash it, everybody hash it
637         conv = d0_iobuf_open_write(convbuf, sizeof(convbuf));
638         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, temp3));
639         CHECK(d0_iobuf_write_packet(conv, ctx->msg, ctx->msglen));
640         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, temp3));
641         d0_iobuf_close(conv, &sz);
642         conv = NULL;
643         if(memcmp(sha(convbuf, sz), ctx->xnbh, SCHNORR_HASHSIZE))
644         {
645                 // FAIL (not owned by player)
646                 goto fail;
647         }
648
649         if(ctx->msglen <= (size_t) *msglen)
650                 memcpy(msg, ctx->msg, ctx->msglen);
651         else
652                 memcpy(msg, ctx->msg, *msglen);
653         *msglen = ctx->msglen;
654
655         d0_iobuf_close(in, NULL);
656         return 1;
657
658 fail:
659         d0_iobuf_close(in, NULL);
660         return 0;
661 }
662
663 WARN_UNUSED_RESULT BOOL d0_blind_id_fingerprint64_public_id(d0_blind_id_t *ctx, char *outbuf, size_t *outbuflen)
664 {
665         d0_iobuf_t *out;
666         d0_iobuf_t *conv;
667         static unsigned char convbuf[1024];
668         size_t sz, n;
669
670         USING(schnorr_4_to_s);
671
672         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
673         conv = d0_iobuf_open_write(convbuf, sizeof(convbuf));
674
675         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, ctx->schnorr_4_to_s));
676         CHECK(d0_iobuf_close(conv, &sz));
677         conv = NULL;
678
679         n = (*outbuflen / 4) * 3;
680         if(n > SHA_DIGESTSIZE)
681                 n = SHA_DIGESTSIZE;
682         if(d0_iobuf_write_raw(out, sha(convbuf, sz), n) != n)
683                 goto fail;
684         if(!d0_iobuf_conv_base64_out(out))
685                 goto fail;
686
687         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
688
689 fail:
690         if(conv)
691                 if(!d0_iobuf_close(conv, &sz)) { }
692         if(!d0_iobuf_close(out, outbuflen))
693                 return 0;
694         return 0;
695 }
696
697 d0_blind_id_t *d0_blind_id_new(void)
698 {
699         d0_blind_id_t *b = d0_malloc(sizeof(d0_blind_id_t));
700         memset(b, 0, sizeof(*b));
701         return b;
702 }
703
704 void d0_blind_id_free(d0_blind_id_t *a)
705 {
706         d0_blind_id_clear(a);
707         d0_free(a);
708 }