very first release
[gnupg.git] / g10 / keygen.c
1 /* keygen.c - generate a key pair
2  *      Copyright (c) 1997 by Werner Koch (dd9jn)
3  *
4  * This file is part of G10.
5  *
6  * G10 is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
9  * (at your option) any later version.
10  *
11  * G10 is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  * GNU General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
17  * along with this program; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA
19  */
20
21 #include <config.h>
22 #include <stdio.h>
23 #include <stdlib.h>
24 #include <string.h>
25 #include <errno.h>
26 #include <assert.h>
27 #include "util.h"
28 #include "main.h"
29 #include "packet.h"
30 #include "cipher.h"
31 #include "ttyio.h"
32 #include "options.h"
33 #include "keydb.h"
34
35 #if 0
36   #define TEST_ALGO  1
37   #define TEST_NBITS 256
38   #define TEST_UID   "Karl Test"
39 #endif
40
41
42
43
44 static u16
45 checksum_u16( unsigned n )
46 {
47     u16 a;
48
49     a  = (n >> 8) & 0xff;
50     a |= n & 0xff;
51     return a;
52 }
53
54 static u16
55 checksum( byte *p, unsigned n )
56 {
57     u16 a;
58
59     for(a=0; n; n-- )
60         a += *p++;
61     return a;
62 }
63
64 static u16
65 checksum_mpi( MPI a )
66 {
67     u16 csum;
68     byte *buffer;
69     unsigned nbytes;
70
71     buffer = mpi_get_buffer( a, &nbytes, NULL );
72     csum = checksum_u16( nbytes*8 );
73     csum += checksum( buffer, nbytes );
74     m_free( buffer );
75     return csum;
76 }
77
78
79
80 static void
81 write_uid( KBNODE root, const char *s )
82 {
83     PACKET *pkt = m_alloc_clear(sizeof *pkt );
84     size_t n = strlen(s);
85
86     pkt->pkttype = PKT_USER_ID;
87     pkt->pkt.user_id = m_alloc( sizeof *pkt->pkt.user_id + n - 1 );
88     pkt->pkt.user_id->len = n;
89     strcpy(pkt->pkt.user_id->name, s);
90     add_kbnode( root, new_kbnode( pkt ) );
91 }
92
93
94 static int
95 write_selfsig( KBNODE root, KBNODE pub_root, PKT_secret_cert *skc )
96 {
97     PACKET *pkt;
98     PKT_signature *sig;
99     PKT_user_id *uid;
100     int rc=0;
101     KBNODE kbctx, node;
102     PKT_public_cert *pkc;
103
104     if( opt.verbose )
105         log_info("writing self signature\n");
106
107     /* get the uid packet from the tree */
108     for( kbctx=NULL; (node=walk_kbtree( root, &kbctx)) ; ) {
109         if( node->pkt->pkttype == PKT_USER_ID )
110             break;
111     }
112     if( !node )
113         log_bug(NULL); /* no user id packet in tree */
114     uid = node->pkt->pkt.user_id;
115     /* get the pkc packet from the pub_tree */
116     for( kbctx=NULL; (node=walk_kbtree( pub_root, &kbctx)) ; ) {
117         if( node->pkt->pkttype == PKT_PUBLIC_CERT )
118             break;
119     }
120     if( !node )
121         log_bug(NULL);
122     pkc = node->pkt->pkt.public_cert;
123
124     /* and make the signature */
125     rc = make_keysig_packet( &sig, pkc, uid, skc, 0x13, DIGEST_ALGO_RMD160 );
126     if( rc ) {
127         log_error("make_keysig_packet failed: %s\n", g10_errstr(rc) );
128         return rc;
129     }
130
131     pkt = m_alloc_clear( sizeof *pkt );
132     pkt->pkttype = PKT_SIGNATURE;
133     pkt->pkt.signature = sig;
134     add_kbnode( root, new_kbnode( pkt ) );
135     return rc;
136 }
137
138
139 static int
140 gen_elg(unsigned nbits, KBNODE pub_root, KBNODE sec_root, DEK *dek,
141         PKT_secret_cert **ret_skc )
142 {
143     int rc;
144     PACKET *pkt;
145     PKT_secret_cert *skc;
146     PKT_public_cert *pkc;
147     ELG_public_key pk;
148     ELG_secret_key sk;
149     unsigned nbytes;
150
151     elg_generate( &pk, &sk, nbits );
152
153     skc = m_alloc( sizeof *skc );
154     pkc = m_alloc( sizeof *pkc );
155     skc->timestamp = pkc->timestamp = make_timestamp();
156     skc->valid_days = pkc->valid_days = 0; /* fixme: make it configurable*/
157     skc->pubkey_algo = pkc->pubkey_algo = PUBKEY_ALGO_ELGAMAL;
158                        memset(&pkc->mfx, 0, sizeof pkc->mfx);
159                        pkc->d.elg.p = pk.p;
160                        pkc->d.elg.g = pk.g;
161                        pkc->d.elg.y = pk.y;
162     skc->d.elg.p = sk.p;
163     skc->d.elg.g = sk.g;
164     skc->d.elg.y = sk.y;
165     skc->d.elg.x = sk.x;
166     skc->d.elg.is_protected = 0;
167     skc->d.elg.protect_algo = 0;
168
169     skc->d.elg.csum = checksum_mpi( skc->d.elg.x );
170     /* return an unprotected version of the skc */
171     *ret_skc = copy_secret_cert( NULL, skc );
172
173     if( dek ) {
174         skc->d.elg.protect_algo = CIPHER_ALGO_BLOWFISH;
175         randomize_buffer(skc->d.elg.protect.blowfish.iv, 8, 1);
176         rc = protect_secret_key( skc, dek );
177         if( rc ) {
178             log_error("protect_secret_key failed: %s\n", g10_errstr(rc) );
179             free_public_cert(pkc);
180             free_secret_cert(skc);
181             return rc;
182         }
183     }
184
185     pkt = m_alloc_clear(sizeof *pkt);
186     pkt->pkttype = PKT_PUBLIC_CERT;
187     pkt->pkt.public_cert = pkc;
188     add_kbnode(pub_root, new_kbnode( pkt ));
189
190     pkt = m_alloc_clear(sizeof *pkt);
191     pkt->pkttype = PKT_SECRET_CERT;
192     pkt->pkt.secret_cert = skc;
193     add_kbnode(sec_root, new_kbnode( pkt ));
194
195     return 0;
196 }
197
198
199
200 #ifdef HAVE_RSA_CIPHER
201 static int
202 gen_rsa(unsigned nbits, IOBUF pub_io, IOBUF sec_io, DEK *dek,
203         PKT_public_cert **ret_pkc, PKT_secret_cert **ret_skc )
204 {
205     int rc;
206     PACKET pkt1, pkt2;
207     PKT_secret_cert *skc;
208     PKT_public_cert *pkc;
209     RSA_public_key pk;
210     RSA_secret_key sk;
211
212     init_packet(&pkt1);
213     init_packet(&pkt2);
214
215     rsa_generate( &pk, &sk, nbits );
216
217     skc = m_alloc( sizeof *skc );
218     pkc = m_alloc( sizeof *pkc );
219     skc->timestamp = pkc->timestamp = make_timestamp();
220     skc->valid_days = pkc->valid_days = 0; /* fixme: make it configurable*/
221     skc->pubkey_algo = pkc->pubkey_algo = PUBKEY_ALGO_RSA;
222                        memset(&pkc->mfx, 0, sizeof pkc->mfx);
223                        pkc->d.rsa.rsa_n = pk.n;
224                        pkc->d.rsa.rsa_e = pk.e;
225     skc->d.rsa.rsa_n = sk.n;
226     skc->d.rsa.rsa_e = sk.e;
227     skc->d.rsa.rsa_d = sk.d;
228     skc->d.rsa.rsa_p = sk.p;
229     skc->d.rsa.rsa_q = sk.q;
230     skc->d.rsa.rsa_u = sk.u;
231     skc->d.rsa.csum  = checksum_mpi( skc->d.rsa.rsa_d );
232     skc->d.rsa.csum += checksum_mpi( skc->d.rsa.rsa_p );
233     skc->d.rsa.csum += checksum_mpi( skc->d.rsa.rsa_q );
234     skc->d.rsa.csum += checksum_mpi( skc->d.rsa.rsa_u );
235     if( !dek ) {
236         skc->d.rsa.is_protected = 0;
237         skc->d.rsa.protect_algo = 0;
238     }
239     else {
240         skc->d.rsa.is_protected = 1;
241         skc->d.rsa.protect_algo = CIPHER_ALGO_BLOWFISH;
242         randomize_buffer( skc->d.rsa.protect.blowfish.iv, 8, 1);
243         skc->d.rsa.csum += checksum( skc->d.rsa.protect.blowfish.iv, 8 );
244         rc = protect_secret_key( skc, dek );
245         if( rc ) {
246             log_error("protect_secret_key failed: %s\n", g10_errstr(rc) );
247             goto leave;
248         }
249     }
250
251     pkt1.pkttype = PKT_PUBLIC_CERT;
252     pkt1.pkt.public_cert = pkc;
253     pkt2.pkttype = PKT_SECRET_CERT;
254     pkt2.pkt.secret_cert = skc;
255
256     if( (rc = build_packet( pub_io, &pkt1 )) ) {
257         log_error("build public_cert packet failed: %s\n", g10_errstr(rc) );
258         goto leave;
259     }
260     if( (rc = build_packet( sec_io, &pkt2 )) ) {
261         log_error("build secret_cert packet failed: %s\n", g10_errstr(rc) );
262         goto leave;
263     }
264     *ret_pkc = pkt1.pkt.public_cert;
265     pkt1.pkt.public_cert = NULL;
266     *ret_skc = pkt1.pkt.secret_cert;
267     pkt1.pkt.secret_cert = NULL;
268
269   leave:
270     free_packet(&pkt1);
271     free_packet(&pkt2);
272     return rc;
273 }
274 #endif /*HAVE_RSA_CIPHER*/
275
276
277 static int
278 gen_dsa(unsigned nbits, KBNODE pub_root, KBNODE sec_root, DEK *dek,
279         PKT_secret_cert **ret_skc )
280 {
281     return G10ERR_GENERAL;
282 }
283
284
285
286 /****************
287  * Generate a keypair
288  */
289 void
290 generate_keypair()
291 {
292     char *answer;
293     unsigned nbits;
294     char *pub_fname = NULL;
295     char *sec_fname = NULL;
296     char *uid = NULL;
297     IOBUF pub_io = NULL;
298     IOBUF sec_io = NULL;
299     KBNODE pub_root = NULL;
300     KBNODE sec_root = NULL;
301     PKT_secret_cert *skc = NULL;
302     DEK *dek = NULL;
303     int rc;
304     int algo;
305     const char *algo_name;
306
307   #ifndef TEST_ALGO
308     if( opt.batch || opt.answer_yes || opt.answer_no )
309         log_fatal("Key generation can only be used in interactive mode\n");
310
311     tty_printf("Please select the algorithm to use:\n"
312                "   (1) ElGamal is the suggested one.\n"
313            #ifdef HAVE_RSA_CIPHER
314                "   (2) RSA cannot be used in the U.S.\n"
315            #endif
316                "   (3) DSA can only be used for signatures.\n"
317                );
318   #endif
319
320     for(;;) {
321       #ifdef TEST_ALGO
322         algo = TEST_ALGO;
323       #else
324         answer = tty_get("Your selection? (1"
325                                            #ifdef HAVE_RSA_CIPHER
326                                              ",2"
327                                            #endif
328                                                ",3) ");
329         tty_kill_prompt();
330         algo = *answer? atoi(answer): 1;
331         m_free(answer);
332       #endif
333         if( algo == 1 ) {
334             algo = PUBKEY_ALGO_ELGAMAL;
335             algo_name = "ElGamal";
336             break;
337         }
338       #ifdef HAVE_RSA_CIPHER
339         else if( algo == 2 ) {
340             algo = PUBKEY_ALGO_RSA;
341             algo_name = "RSA";
342             break;
343         }
344       #endif
345         else if( algo == 3 ) {
346             algo = PUBKEY_ALGO_DSA;
347             algo_name = "DSA";
348             tty_printf("Sorry; DSA is not yet supported.\n");
349         }
350     }
351
352
353
354     tty_printf("About to generate a new %s keypair.\n"
355           #ifndef TEST_NBITS
356                "              minimum keysize is  768 bits\n"
357                "              default keysize is 1024 bits\n"
358                "    highest suggested keysize is 2048 bits\n"
359           #endif
360                                                              , algo_name );
361     for(;;) {
362       #ifdef TEST_NBITS
363         nbits = TEST_NBITS;
364       #else
365         answer = tty_get("What keysize do you want? (1024) ");
366         tty_kill_prompt();
367         nbits = *answer? atoi(answer): 1024;
368         m_free(answer);
369       #endif
370         if( algo == PUBKEY_ALGO_DSA && (nbits < 512 || nbits > 1024) )
371             tty_printf("DSA does only allow keysizes from 512 to 1024\n");
372         else if( nbits < 768 )
373             tty_printf("keysize too small; 768 is smallest value allowed.\n");
374         else if( nbits > 2048 ) {
375             tty_printf("Keysizes larger than 2048 are not suggested, because "
376                        "computations take REALLY long!\n");
377             answer = tty_get("Are you sure, that you want this keysize? ");
378             tty_kill_prompt();
379             if( answer_is_yes(answer) ) {
380                 m_free(answer);
381                 tty_printf("Okay, but keep in mind that your monitor "
382                            "and keyboard radiation is also very vulnerable "
383                            "to attacks!\n");
384                 break;
385             }
386             m_free(answer);
387         }
388         else
389             break;
390     }
391     tty_printf("Requested keysize is %u bits\n", nbits );
392     if( algo == PUBKEY_ALGO_DSA && (nbits % 64) ) {
393         nbits = ((nbits + 63) / 64) * 64;
394         tty_printf("rounded up to %u bits\n", nbits );
395     }
396     else if( (nbits % 32) ) {
397         nbits = ((nbits + 31) / 32) * 32;
398         tty_printf("rounded up to %u bits\n", nbits );
399     }
400
401   #ifdef TEST_UID
402     uid = m_alloc(strlen(TEST_UID)+1);
403     strcpy(uid, TEST_UID);
404   #else
405     tty_printf( "\nYou need a User-ID to identify your key; please use your name and your\n"
406                 "email address in this suggested format:\n"
407                 "    \"Heinrich Heine <heinrichh@uni-duesseldorf.de>\n" );
408     uid = NULL;
409     for(;;) {
410         m_free(uid);
411         tty_printf("\n");
412         uid = tty_get("Your User-ID: ");
413         tty_kill_prompt();
414         if( strlen(uid) < 5 )
415             tty_printf("Please enter a string of at least 5 characters\n");
416         else  {
417             tty_printf("You selected this USER-ID:\n    \"%s\"\n\n", uid);
418             answer = tty_get("Is this correct? ");
419             tty_kill_prompt();
420             if( answer_is_yes(answer) ) {
421                 m_free(answer);
422                 break;
423             }
424             m_free(answer);
425         }
426     }
427   #endif
428
429
430     tty_printf( "You need a Passphrase to protect your secret key.\n\n" );
431
432     dek = m_alloc_secure( sizeof *dek );
433     for(;;) {
434         dek->algo = CIPHER_ALGO_BLOWFISH;
435         rc = make_dek_from_passphrase( dek , 2 );
436         if( rc == -1 ) {
437             m_free(dek); dek = NULL;
438             tty_printf(
439             "You don't what a passphrase - this is probably a *bad* idea!\n"
440             "I will do it anyway.  You can change your passphrase at anytime,\n"
441             "using this program with the option \"--change-passphrase\"\n\n" );
442             break;
443         }
444         else if( rc == G10ERR_PASSPHRASE ) {
445             tty_printf("passphrase not correctly repeated; try again.\n");
446         }
447         else if( rc ) {
448             m_free(dek); dek = NULL;
449             m_free(uid);
450             log_error("Error getting the passphrase: %s\n", g10_errstr(rc) );
451             return;
452         }
453         else
454             break; /* okay */
455     }
456
457
458     /* now check wether we a are allowed to write to the keyrings */
459     pub_fname = make_filename("~/.g10", "pubring.g10", NULL );
460     sec_fname = make_filename("~/.g10", "secring.g10", NULL );
461     if( opt.verbose ) {
462         tty_printf("writing public certificate to '%s'\n", pub_fname );
463         tty_printf("writing secret certificate to '%s'\n", sec_fname );
464     }
465
466     /* we create the packets as a tree of kbnodes. Because the structure
467      * we create is known in advance we simply generate a linked list
468      * The first packet is a comment packet, followed by the userid and
469      * the self signature.
470      */
471     pub_root = make_comment_node("#created by G10 pre-release " VERSION );
472     sec_root = make_comment_node("#created by G10 pre-release " VERSION );
473
474     tty_printf(
475 "We need to generate a lot of random bytes. It is a good idea to perform\n"
476 "some other action (work in another window, move the mouse, utilize the\n"
477 "network and the disks) during the prime generation; this gives the random\n"
478 "number generator a better chance to gain enough entropy.\n" );
479
480     if( algo == PUBKEY_ALGO_ELGAMAL )
481         rc = gen_elg(nbits, pub_root, sec_root, dek, &skc );
482   #ifdef HAVE_RSA_CIPHER
483     else if( algo == PUBKEY_ALGO_RSA )
484         rc = gen_rsa(nbits, pub_io, sec_io, dek, &skc );
485   #endif
486     else if( algo == PUBKEY_ALGO_DSA )
487         rc = gen_dsa(nbits, pub_root, sec_root, dek, &skc );
488     else
489         log_bug(NULL);
490     if( !rc )
491         write_uid(pub_root, uid );
492     if( !rc )
493         write_uid(sec_root, uid );
494     if( !rc )
495         rc = write_selfsig(pub_root, pub_root, skc);
496     if( !rc )
497         rc = write_selfsig(sec_root, pub_root, skc);
498
499     if( !rc ) {
500         KBPOS pub_kbpos;
501         KBPOS sec_kbpos;
502         int rc1 = -1;
503         int rc2 = -1;
504
505         /* we can now write the certificates */
506         /* FIXME: should we check wether the user-id already exists? */
507
508         if( get_keyblock_handle( pub_fname, &pub_kbpos ) ) {
509             if( add_keyblock_resource( pub_fname, 1 ) ) {
510                 log_error("can add keyblock file '%s'\n", pub_fname );
511                 rc = G10ERR_CREATE_FILE;
512             }
513             else if( get_keyblock_handle( pub_fname, &pub_kbpos ) ) {
514                 log_error("can get keyblock handle for '%s'\n", pub_fname );
515                 rc = G10ERR_CREATE_FILE;
516             }
517         }
518         if( rc )
519             ;
520         else if( get_keyblock_handle( sec_fname, &sec_kbpos ) ) {
521             if( add_keyblock_resource( sec_fname, 1 ) ) {
522                 log_error("can add keyblock file '%s'\n", sec_fname );
523                 rc = G10ERR_CREATE_FILE;
524             }
525             else if( get_keyblock_handle( sec_fname, &sec_kbpos ) ) {
526                 log_error("can get keyblock handle for '%s'\n", sec_fname );
527                 rc = G10ERR_CREATE_FILE;
528             }
529         }
530
531         if( rc )
532             ;
533         else if( (rc=rc1=lock_keyblock( &pub_kbpos )) )
534             log_error("can't lock public keyring: %s\n", g10_errstr(rc) );
535         else if( (rc=rc2=lock_keyblock( &sec_kbpos )) )
536             log_error("can't lock secret keyring: %s\n", g10_errstr(rc) );
537         else if( (rc=insert_keyblock( &pub_kbpos, pub_root )) )
538             log_error("can't write public key: %s\n", g10_errstr(rc) );
539         else if( (rc=insert_keyblock( &sec_kbpos, sec_root )) )
540             log_error("can't write secret key: %s\n", g10_errstr(rc) );
541         else {
542             tty_printf("public and secret key created and signed.\n" );
543         }
544
545         if( !rc1 )
546             unlock_keyblock( &pub_kbpos );
547         if( !rc2 )
548             unlock_keyblock( &sec_kbpos );
549     }
550
551
552     if( rc )
553         tty_printf("Key generation failed: %s\n", g10_errstr(rc) );
554     release_kbnode( pub_root );
555     release_kbnode( sec_root );
556     if( skc ) /* the unprotected  secret certificate */
557         free_secret_cert(skc);
558     m_free(uid);
559     m_free(dek);
560     m_free(pub_fname);
561     m_free(sec_fname);
562 }
563