added some stuff for signing keys
[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 static int
43 answer_is_yes( const char *s )
44 {
45     if( !stricmp(s, "yes") )
46         return 1;
47     if( *s == 'y' && !s[1] )
48         return 1;
49     if( *s == 'Y' && !s[1] )
50         return 1;
51     return 0;
52 }
53
54
55 static u16
56 checksum_u16( unsigned n )
57 {
58     u16 a;
59
60     a  = (n >> 8) & 0xff;
61     a |= n & 0xff;
62     return a;
63 }
64
65 static u16
66 checksum( byte *p, unsigned n )
67 {
68     u16 a;
69
70     for(a=0; n; n-- )
71         a += *p++;
72     return a;
73 }
74
75 static u16
76 checksum_mpi( MPI a )
77 {
78     u16 csum;
79     byte *buffer;
80     unsigned nbytes;
81
82     buffer = mpi_get_buffer( a, &nbytes, NULL );
83     csum = checksum_u16( nbytes*8 );
84     csum += checksum( buffer, nbytes );
85     m_free( buffer );
86     return csum;
87 }
88
89
90
91 static void
92 write_uid( KBNODE root, const char *s )
93 {
94     PACKET *pkt = m_alloc_clear(sizeof *pkt );
95     size_t n = strlen(s);
96
97     pkt->pkttype = PKT_USER_ID;
98     pkt->pkt.user_id = m_alloc( sizeof *pkt->pkt.user_id + n - 1 );
99     pkt->pkt.user_id->len = n;
100     strcpy(pkt->pkt.user_id->name, s);
101     add_kbnode( root, new_kbnode( pkt ) );
102 }
103
104
105 static int
106 write_selfsig( KBNODE root, KBNODE pub_root, PKT_secret_cert *skc )
107 {
108     PACKET *pkt;
109     PKT_signature *sig;
110     PKT_user_id *uid;
111     int rc=0;
112     KBNODE kbctx, node;
113     PKT_public_cert *pkc;
114
115     if( opt.verbose )
116         log_info("writing self signature\n");
117
118     /* get the uid packet from the tree */
119     for( kbctx=NULL; (node=walk_kbtree( root, &kbctx)) ; ) {
120         if( node->pkt->pkttype == PKT_USER_ID )
121             break;
122     }
123     if( !node )
124         log_bug(NULL); /* no user id packet in tree */
125     uid = node->pkt->pkt.user_id;
126     /* get the pkc packet from the pub_tree */
127     for( kbctx=NULL; (node=walk_kbtree( pub_root, &kbctx)) ; ) {
128         if( node->pkt->pkttype == PKT_PUBLIC_CERT )
129             break;
130     }
131     if( !node )
132         log_bug(NULL);
133     pkc = node->pkt->pkt.public_cert;
134
135     /* and make the signature */
136     rc = make_keysig_packet( &sig, pkc, uid, skc, 0x13, DIGEST_ALGO_RMD160 );
137     if( rc ) {
138         log_error("make_keysig_packet failed: %s\n", g10_errstr(rc) );
139         return rc;
140     }
141
142     pkt = m_alloc_clear( sizeof *pkt );
143     pkt->pkttype = PKT_SIGNATURE;
144     pkt->pkt.signature = sig;
145     add_kbnode( root, new_kbnode( pkt ) );
146     return rc;
147 }
148
149
150 static int
151 gen_elg(unsigned nbits, KBNODE pub_root, KBNODE sec_root, DEK *dek,
152         PKT_secret_cert **ret_skc )
153 {
154     int rc;
155     PACKET *pkt;
156     PKT_secret_cert *skc;
157     PKT_public_cert *pkc;
158     ELG_public_key pk;
159     ELG_secret_key sk;
160     unsigned nbytes;
161
162     elg_generate( &pk, &sk, nbits );
163
164     skc = m_alloc( sizeof *skc );
165     pkc = m_alloc( sizeof *pkc );
166     skc->timestamp = pkc->timestamp = make_timestamp();
167     skc->valid_days = pkc->valid_days = 0; /* fixme: make it configurable*/
168     skc->pubkey_algo = pkc->pubkey_algo = PUBKEY_ALGO_ELGAMAL;
169                        memset(&pkc->mfx, 0, sizeof pkc->mfx);
170                        pkc->d.elg.p = pk.p;
171                        pkc->d.elg.g = pk.g;
172                        pkc->d.elg.y = pk.y;
173     skc->d.elg.p = sk.p;
174     skc->d.elg.g = sk.g;
175     skc->d.elg.y = sk.y;
176     skc->d.elg.x = sk.x;
177
178     skc->d.elg.csum = checksum_mpi( skc->d.elg.x );
179     /* return an unprotected version of the skc */
180     *ret_skc = copy_secret_cert( NULL, skc );
181
182     if( !dek ) {
183         skc->d.elg.is_protected = 0;
184         skc->d.elg.protect_algo = 0;
185     }
186     else {
187         skc->d.elg.is_protected = 0;
188         skc->d.elg.protect_algo = CIPHER_ALGO_BLOWFISH;
189         randomize_buffer(skc->d.elg.protect.blowfish.iv, 8, 1);
190         rc = protect_secret_key( skc, dek );
191         if( rc ) {
192             log_error("protect_secret_key failed: %s\n", g10_errstr(rc) );
193             free_public_cert(pkc);
194             free_secret_cert(skc);
195             return rc;
196         }
197     }
198
199     pkt = m_alloc_clear(sizeof *pkt);
200     pkt->pkttype = PKT_PUBLIC_CERT;
201     pkt->pkt.public_cert = pkc;
202     add_kbnode(pub_root, new_kbnode( pkt ));
203
204     pkt = m_alloc_clear(sizeof *pkt);
205     pkt->pkttype = PKT_SECRET_CERT;
206     pkt->pkt.secret_cert = skc;
207     add_kbnode(sec_root, new_kbnode( pkt ));
208
209     return 0;
210 }
211
212
213
214 #ifdef HAVE_RSA_CIPHER
215 static int
216 gen_rsa(unsigned nbits, IOBUF pub_io, IOBUF sec_io, DEK *dek,
217         PKT_public_cert **ret_pkc, PKT_secret_cert **ret_skc )
218 {
219     int rc;
220     PACKET pkt1, pkt2;
221     PKT_secret_cert *skc;
222     PKT_public_cert *pkc;
223     RSA_public_key pk;
224     RSA_secret_key sk;
225
226     init_packet(&pkt1);
227     init_packet(&pkt2);
228
229     rsa_generate( &pk, &sk, nbits );
230
231     skc = m_alloc( sizeof *skc );
232     pkc = m_alloc( sizeof *pkc );
233     skc->timestamp = pkc->timestamp = make_timestamp();
234     skc->valid_days = pkc->valid_days = 0; /* fixme: make it configurable*/
235     skc->pubkey_algo = pkc->pubkey_algo = PUBKEY_ALGO_RSA;
236                        memset(&pkc->mfx, 0, sizeof pkc->mfx);
237                        pkc->d.rsa.rsa_n = pk.n;
238                        pkc->d.rsa.rsa_e = pk.e;
239     skc->d.rsa.rsa_n = sk.n;
240     skc->d.rsa.rsa_e = sk.e;
241     skc->d.rsa.rsa_d = sk.d;
242     skc->d.rsa.rsa_p = sk.p;
243     skc->d.rsa.rsa_q = sk.q;
244     skc->d.rsa.rsa_u = sk.u;
245     skc->d.rsa.csum  = checksum_mpi( skc->d.rsa.rsa_d );
246     skc->d.rsa.csum += checksum_mpi( skc->d.rsa.rsa_p );
247     skc->d.rsa.csum += checksum_mpi( skc->d.rsa.rsa_q );
248     skc->d.rsa.csum += checksum_mpi( skc->d.rsa.rsa_u );
249     if( !dek ) {
250         skc->d.rsa.is_protected = 0;
251         skc->d.rsa.protect_algo = 0;
252     }
253     else {
254         skc->d.rsa.is_protected = 1;
255         skc->d.rsa.protect_algo = CIPHER_ALGO_BLOWFISH;
256         randomize_buffer( skc->d.rsa.protect.blowfish.iv, 8, 1);
257         skc->d.rsa.csum += checksum( skc->d.rsa.protect.blowfish.iv, 8 );
258         rc = protect_secret_key( skc, dek );
259         if( rc ) {
260             log_error("protect_secret_key failed: %s\n", g10_errstr(rc) );
261             goto leave;
262         }
263     }
264
265     pkt1.pkttype = PKT_PUBLIC_CERT;
266     pkt1.pkt.public_cert = pkc;
267     pkt2.pkttype = PKT_SECRET_CERT;
268     pkt2.pkt.secret_cert = skc;
269
270     if( (rc = build_packet( pub_io, &pkt1 )) ) {
271         log_error("build public_cert packet failed: %s\n", g10_errstr(rc) );
272         goto leave;
273     }
274     if( (rc = build_packet( sec_io, &pkt2 )) ) {
275         log_error("build secret_cert packet failed: %s\n", g10_errstr(rc) );
276         goto leave;
277     }
278     *ret_pkc = pkt1.pkt.public_cert;
279     pkt1.pkt.public_cert = NULL;
280     *ret_skc = pkt1.pkt.secret_cert;
281     pkt1.pkt.secret_cert = NULL;
282
283   leave:
284     free_packet(&pkt1);
285     free_packet(&pkt2);
286     return rc;
287 }
288 #endif /*HAVE_RSA_CIPHER*/
289
290
291 static int
292 gen_dsa(unsigned nbits, KBNODE pub_root, KBNODE sec_root, DEK *dek,
293         PKT_secret_cert **ret_skc )
294 {
295     return G10ERR_GENERAL;
296 }
297
298
299
300 /****************
301  * Generate a keypair
302  */
303 void
304 generate_keypair()
305 {
306     char *answer;
307     unsigned nbits;
308     char *pub_fname = NULL;
309     char *sec_fname = NULL;
310     char *uid = NULL;
311     IOBUF pub_io = NULL;
312     IOBUF sec_io = NULL;
313     KBNODE pub_root = NULL;
314     KBNODE sec_root = NULL;
315     PKT_secret_cert *skc = NULL;
316     DEK *dek = NULL;
317     int rc;
318     int algo;
319     const char *algo_name;
320
321   #ifndef TEST_ALGO
322     if( opt.batch || opt.answer_yes || opt.answer_no )
323         log_fatal("Key generation can only be used in interactive mode\n");
324
325     tty_printf("Please select the algorithm to use:\n"
326                "   (1) ElGamal is the suggested one.\n"
327            #ifdef HAVE_RSA_CIPHER
328                "   (2) RSA cannot be used in the U.S.\n"
329            #endif
330                "   (3) DSA can only be used for signatures.\n"
331                );
332   #endif
333
334     for(;;) {
335       #ifdef TEST_ALGO
336         algo = TEST_ALGO;
337       #else
338         answer = tty_get("Your selection? (1"
339                                            #ifdef HAVE_RSA_CIPHER
340                                              ",2"
341                                            #endif
342                                                ",3) ");
343         tty_kill_prompt();
344         algo = *answer? atoi(answer): 1;
345         m_free(answer);
346       #endif
347         if( algo == 1 ) {
348             algo = PUBKEY_ALGO_ELGAMAL;
349             algo_name = "ElGamal";
350             break;
351         }
352       #ifdef HAVE_RSA_CIPHER
353         else if( algo == 2 ) {
354             algo = PUBKEY_ALGO_RSA;
355             algo_name = "RSA";
356             break;
357         }
358       #endif
359         else if( algo == 3 ) {
360             algo = PUBKEY_ALGO_DSA;
361             algo_name = "DSA";
362             break;
363         }
364     }
365
366
367
368     tty_printf("About to generate a new %s keypair.\n"
369           #ifndef TEST_NBITS
370                "              minimum keysize is  768 bits\n"
371                "              default keysize is 1024 bits\n"
372                "    highest suggested keysize is 2048 bits\n"
373           #endif
374                                                              , algo_name );
375     for(;;) {
376       #ifdef TEST_NBITS
377         nbits = TEST_NBITS;
378       #else
379         answer = tty_get("What keysize do you want? (1024) ");
380         tty_kill_prompt();
381         nbits = *answer? atoi(answer): 1024;
382         m_free(answer);
383       #endif
384         if( algo == PUBKEY_ALGO_DSA && (nbits < 512 || nbits > 1024) )
385             tty_printf("DSA does only allow keysizes from 512 to 1024\n");
386         else if( nbits < 128 ) /* FIXME: change this to 768 */
387             tty_printf("keysize too small; please select a larger one\n");
388         else if( nbits > 2048 ) {
389             tty_printf("Keysizes larger than 2048 are not suggested, because "
390                        "computations take REALLY long!\n");
391             answer = tty_get("Are you sure, that you want this keysize? ");
392             tty_kill_prompt();
393             if( answer_is_yes(answer) ) {
394                 m_free(answer);
395                 tty_printf("Okay, but keep in mind that your monitor "
396                            "and keyboard radiation is also very vulnerable "
397                            "to attacks!\n");
398                 break;
399             }
400             m_free(answer);
401         }
402         else
403             break;
404     }
405     tty_printf("Requested keysize is %u bits\n", nbits );
406     if( algo == PUBKEY_ALGO_DSA && (nbits % 64) ) {
407         nbits = ((nbits + 63) / 64) * 64;
408         tty_printf("rounded up to %u bits\n", nbits );
409     }
410     else if( (nbits % 32) ) {
411         nbits = ((nbits + 31) / 32) * 32;
412         tty_printf("rounded up to %u bits\n", nbits );
413     }
414
415   #ifdef TEST_UID
416     uid = m_alloc(strlen(TEST_UID)+1);
417     strcpy(uid, TEST_UID);
418   #else
419     tty_printf( "\nYou need a User-ID to identify your key; please use your name and your\n"
420                 "email address in this suggested format:\n"
421                 "    \"Heinrich Heine <heinrichh@uni-duesseldorf.de>\n" );
422     uid = NULL;
423     for(;;) {
424         m_free(uid);
425         tty_printf("\n");
426         uid = tty_get("Your User-ID: ");
427         tty_kill_prompt();
428         if( strlen(uid) < 5 )
429             tty_printf("Please enter a string of at least 5 characters\n");
430         else  {
431             tty_printf("You selected this USER-ID:\n    \"%s\"\n\n", uid);
432             answer = tty_get("Is this correct? ");
433             tty_kill_prompt();
434             if( answer_is_yes(answer) ) {
435                 m_free(answer);
436                 break;
437             }
438             m_free(answer);
439         }
440     }
441   #endif
442
443
444     tty_printf( "You need a Passphrase to protect your secret key.\n\n" );
445
446     dek = m_alloc_secure( sizeof *dek );
447     dek->algo = CIPHER_ALGO_BLOWFISH;
448     rc = make_dek_from_passphrase( dek , 2 );
449     if( rc == -1 ) {
450         m_free(dek); dek = NULL;
451         tty_printf(
452             "You don't what a passphrase - this is probably a *bad* idea!\n"
453             "I will do it anyway.  You can change your passphrase at anytime,\n"
454             "using this program with the option \"--change-passphrase\"\n\n" );
455     }
456     else if( rc ) {
457         m_free(dek); dek = NULL;
458         m_free(uid);
459         log_error("Error getting the passphrase: %s\n", g10_errstr(rc) );
460         return;
461     }
462
463
464     /* now check wether we a are allowed to write to the keyrings */
465     pub_fname = make_filename("~/.g10", "pubring.g10", NULL );
466     sec_fname = make_filename("~/.g10", "secring.g10", NULL );
467     if( opt.verbose ) {
468         tty_printf("writing public certificate to '%s'\n", pub_fname );
469         tty_printf("writing secret certificate to '%s'\n", sec_fname );
470     }
471
472     /* we create the packets as a tree of kbnodes. Because the structure
473      * we create is known in advance we simply generate a linked list
474      * The first packet is a comment packet, followed by the userid and
475      * the self signature.
476      */
477     pub_root = make_comment_node("#created by G10 pre-release " VERSION );
478     sec_root = make_comment_node("#created by G10 pre-release " VERSION );
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