2005-02-13 Moritz Schulte <moritz@g10code.com>
[libgcrypt.git] / doc / gcrypt.texi
1 \input texinfo                  @c -*- Texinfo -*-
2 @c %**start of header
3 @setfilename gcrypt.info
4 @include version.texi
5 @settitle The Libgcrypt Reference Manual
6 @c Unify some of the indices.
7 @syncodeindex tp fn
8 @syncodeindex pg fn
9 @c %**end of header
10 @copying
11 This manual is for Libgcrypt
12 (version @value{VERSION}, @value{UPDATED}),
13 which is GNU's library of cryptographic building blocks.
14
15 Copyright @copyright{} 2000, 2002, 2003, 2004 Free Software Foundation, Inc.
16
17 @quotation
18 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
19 under the terms of the GNU General Public License as published by the
20 Free Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your
21 option) any later version. The text of the license can be found in the
22 section entitled ``Copying''.
23 @end quotation
24 @end copying
25
26 @dircategory GNU Libraries
27 @direntry
28 * libgcrypt: (gcrypt) Cryptographic function library.
29 @end direntry
30
31
32
33 @c
34 @c Titlepage
35 @c
36 @setchapternewpage odd
37 @titlepage
38 @title The Libgcrypt Reference Manual
39 @subtitle Version @value{VERSION}
40 @subtitle @value{UPDATED}
41 @author Werner Koch (@email{wk@@gnupg.org})
42 @author Moritz Schulte (@email{mo@@g10code.com})
43
44 @page
45 @vskip 0pt plus 1filll
46 @insertcopying
47 @end titlepage
48
49
50 @summarycontents
51 @contents
52 @page
53
54
55 @ifnottex
56 @node Top
57 @top The Libgcrypt Library
58 @insertcopying
59 @end ifnottex
60
61
62 @menu
63 * Introduction::                 What is @acronym{Libgcrypt}.
64 * Preparation::                  What you should do before using the library.
65 * Generalities::                 General library functions and data types.
66 * Handler Functions::            Working with handler functions.
67 * Symmetric cryptography::       How to use symmetric cryptography.
68 * Hashing::                      How to use hashing.
69 * Public Key cryptography (I)::  How to use public key cryptography.
70 * Public Key cryptography (II):: How to use public key cryptography, alternatively.
71 * Random Numbers::               How to work with random numbers.
72 * S-expressions::                How to manage S-expressions.
73 * MPI library::                  How to work with multi-precision-integers.
74 * Utilities::                    Utility functions.
75
76 Appendices
77
78 * Library Copying::             The GNU Lesser General Public License
79                                 says how you can copy and share `Libgcrypt'.
80 * Copying::                     The GNU General Public License says how you
81                                 can copy and share some parts of `Libgcrypt'.
82
83 Indices
84
85 * Concept Index::               Index of concepts and programs.
86 * Function and Data Index::     Index of functions, variables and data types.
87
88 @detailmenu
89  --- The Detailed Node Listing ---
90
91 Introduction
92 * Getting Started::             How to use this manual.
93 * Features::                    A glance at @acronym{Libgcrypt}'s features.
94 * Overview::                    Overview about the library.
95
96 Preparation
97 * Header::                              What header file you need to include.
98 * Building sources::                    How to build sources using the library.
99 * Building sources using Automake::     How to build sources with the help of Automake.
100 * Initializing the library::            How to initialize the library.
101 * Multi Threading::                     How @acronym{Libgcrypt} can be used in a MT environment.
102
103 Generalities
104 * Controlling the library::     Controlling @acronym{Libgcrypt}'s behavior.
105 * Modules::                     Description of extension modules.
106 * Error Handling::              Error codes and such.
107
108 Handler Functions
109 * Progress handler::            Using a progress handler function.
110 * Allocation handler::          Using special memory allocation functions.
111 * Error handler::               Using error handler functions.
112 * Logging handler::             Using a special logging function.
113
114 Symmetric cryptography
115 * Available ciphers::           List of ciphers supported by the library.
116 * Cipher modules::              How to work with cipher modules.
117 * Available cipher modes::      List of cipher modes supported by the library.
118 * Working with cipher handles:: How to perform operations related to cipher handles.
119 * General cipher functions::    General cipher functions independent of cipher handles.
120
121 Hashing
122 * Available hash algorithms::           List of hash algorithms supported by the library.
123 * Hash algorithm modules::              How to work with hash algorithm modules.
124 * Working with hash algorithms::        List of functions related to hashing.
125
126 Public Key cryptography (I)
127 * Used S-expressions::                    Introduction into the used S-expression.
128 * Available algorithms::                  Algorithms supported by the library.
129 * Public key modules::                    How to work with public key modules.
130 * Cryptographic Functions::               Functions for performing the cryptographic actions.
131 * General public-key related Functions::  General functions, not implementing any cryptography.
132
133 Public Key cryptography (II)
134 * Available asymmetric algorithms:: List of algorithms supported by the library.
135 * Working with sets of data::       How to work with sets of data.
136 * Working with handles::            How to use handles.
137 * Working with keys::               How to work with keys.
138 * Using cryptographic functions::   How to perform cryptographic operations.
139 * Handle-independent functions::    General functions independent of handles.
140
141 Random Numbers
142 * Quality of random numbers::   @acronym{Libgcrypt} uses different quality levels.
143 * Retrieving random numbers::   How to retrieve random numbers.
144
145 S-expressions
146 * Data types for S-expressions::   Data types related with S-expressions.
147 * Working with S-expressions::     How to work with S-expressions.
148
149 MPI library
150 * Data types::                  MPI related data types.
151 * Basic functions::             First steps with MPI numbers.
152 * MPI formats::                 External representation of MPIs.
153 * Calculations::                Performing MPI calculations.
154 * Comparisons::                 How to compare MPI values.
155 * Bit manipulations::           How to access single bits of MPI values.
156 * Miscellaneous::               Miscellaneous MPI functions.
157
158 Utilities
159 * Memory allocation::           Functions related with memory allocation.
160
161 @end detailmenu
162
163 @end menu
164
165
166
167 @c **********************************************************
168 @c *******************  Introduction  ***********************
169 @c **********************************************************
170 @node Introduction
171 @chapter Introduction
172 `@acronym{Libgcrypt}' is a library providing cryptographic building blocks.
173
174 @menu
175 * Getting Started::             How to use this manual.
176 * Features::                    A glance at @acronym{Libgcrypt}'s features.
177 * Overview::                    Overview about the library.
178 @end menu
179
180 @node Getting Started
181 @section Getting Started
182
183 This manual documents the `@acronym{Libgcrypt}' library application programming
184 interface (API).  All functions and data types provided by the library
185 are explained.
186
187 @noindent
188 The reader is assumed to possess basic knowledge about applied
189 cryptography.
190
191 This manual can be used in several ways.  If read from the beginning
192 to the end, it gives a good introduction into the library and how it
193 can be used in an application.  Forward references are included where
194 necessary.  Later on, the manual can be used as a reference manual to
195 get just the information needed about any particular interface of the
196 library.  Experienced programmers might want to start looking at the
197 examples at the end of the manual, and then only read up those parts
198 of the interface which are unclear.
199
200
201 @node Features
202 @section Features
203
204 `Libgcrypt' might have a couple of advantages over other libraries doing
205 a similar job.
206
207 @table @asis
208 @item It's Free Software
209 Anybody can use, modify, and redistribute it under the terms of the GNU
210 Lesser General Public License (@pxref{Library Copying}).  Note, that
211 some parts (which are not needed on a GNU or GNU/Linux system) are
212 subject to the terms of the GNU General Public License
213 (@pxref{Copying}); please see the README file of the distribution for of
214 list of these parts.
215
216 @item It encapsulates the low level cryptography
217 `@acronym{Libgcrypt}' provides a high level interface to cryptographic building
218 blocks using an extendable and flexible API.
219
220 @end table
221
222 @node Overview
223 @section Overview
224
225 @noindent
226 The `@acronym{Libgcrypt}' library is fully thread-safe, where it makes
227 sense to be thread-safe.  An exception for thread-safety are some
228 cryptographic functions that modify a certain context stored in
229 handles.  If the user really intents to use such functions from
230 different threads on the same handle, he has to take care of the
231 serialization of such functions himself.  If not described otherwise,
232 every function is thread-safe.
233
234 @acronym{Libgcrypt} depends on the library `libgpg-error', which
235 contains common error handling related code for GnuPG components.
236
237 @c **********************************************************
238 @c *******************  Preparation  ************************
239 @c **********************************************************
240 @node Preparation
241 @chapter Preparation
242
243 To use `@acronym{Libgcrypt}', you have to perform some changes to your
244 sources and the build system.  The necessary changes are small and
245 explained in the following sections.  At the end of this chapter, it
246 is described how the library is initialized, and how the requirements
247 of the library are verified.
248
249 @menu
250 * Header::                      What header file you need to include.
251 * Building sources::            How to build sources using the library.
252 * Building sources using Automake::  How to build sources with the help of Automake.
253 * Initializing the library::    How to initialize the library.
254 * Multi Threading::             How @acronym{Libgcrypt} can be used in a MT environment.
255 @end menu
256
257
258 @node Header
259 @section Header
260
261 All interfaces (data types and functions) of the library are defined
262 in the header file `gcrypt.h'.  You must include this in all source
263 files using the library, either directly or through some other header
264 file, like this:
265
266 @example
267 #include <gcrypt.h>
268 @end example
269
270 The name space of `@acronym{Libgcrypt}' is @code{gcry_*} for function
271 and type names and @code{GCRY*} for other symbols.  In addition the
272 same name prefixes with one prepended underscore are reserved for
273 internal use and should never be used by an application.  Furthermore
274 `libgpg-error' defines functions prefixed with `gpg_' and preprocessor
275 symbols prefixed with `GPG_'.  Note that @acronym{Libgcrypt} uses
276 libgpg-error, which uses @code{gpg_err_*} as name space for function
277 and type names and @code{GPG_ERR_*} for other symbols, including all
278 the error codes.
279
280 @node Building sources
281 @section Building sources
282
283 If you want to compile a source file including the `gcrypt.h' header
284 file, you must make sure that the compiler can find it in the
285 directory hierarchy.  This is accomplished by adding the path to the
286 directory in which the header file is located to the compilers include
287 file search path (via the @option{-I} option).
288
289 However, the path to the include file is determined at the time the
290 source is configured.  To solve this problem, `@acronym{Libgcrypt}' ships with a small
291 helper program @command{libgcrypt-config} that knows the path to the
292 include file and other configuration options.  The options that need
293 to be added to the compiler invocation at compile time are output by
294 the @option{--cflags} option to @command{libgcrypt-config}.  The following
295 example shows how it can be used at the command line:
296
297 @example
298 gcc -c foo.c `libgcrypt-config --cflags`
299 @end example
300
301 Adding the output of @samp{libgcrypt-config --cflags} to the compilers
302 command line will ensure that the compiler can find the `@acronym{Libgcrypt}' header
303 file.
304
305 A similar problem occurs when linking the program with the library.
306 Again, the compiler has to find the library files.  For this to work,
307 the path to the library files has to be added to the library search path
308 (via the @option{-L} option).  For this, the option @option{--libs} to
309 @command{libgcrypt-config} can be used.  For convenience, this option
310 also outputs all other options that are required to link the program
311 with the `@acronym{Libgcrypt}' libraries (in particular, the @samp{-lgcrypt}
312 option).  The example shows how to link @file{foo.o} with the `@acronym{Libgcrypt}'
313 library to a program @command{foo}.
314
315 @example
316 gcc -o foo foo.o `libgcrypt-config --libs`
317 @end example
318
319 Of course you can also combine both examples to a single command by
320 specifying both options to @command{libgcrypt-config}:
321
322 @example
323 gcc -o foo foo.c `libgcrypt-config --cflags --libs`
324 @end example
325
326 @node Building sources using Automake
327 @section Building sources using Automake
328
329 It is much easier if you use GNU Automake instead of writing your own
330 Makefiles.  If you do that you do not have to worry about finding and
331 invoking the @command{libgcrypt-config} script at all.
332 @acronym{Libgcrypt} provides an extension to Automake that does all
333 the work for you.
334
335 @c A simple macro for optional variables.
336 @macro ovar{varname}
337 @r{[}@var{\varname\}@r{]}
338 @end macro
339 @defmac AM_PATH_LIBGCRYPT (@ovar{minimum-version}, @ovar{action-if-found}, @ovar{action-if-not-found})
340 Check whether @acronym{Libgcrypt} (at least version
341 @var{minimum-version}, if given) exists on the host system.  If it is
342 found, execute @var{action-if-found}, otherwise do
343 @var{action-if-not-found}, if given.
344
345 Additionally, the function defines @code{LIBGCRYPT_CFLAGS} to the
346 flags needed for compilation of the program to find the
347 @file{gcrypt.h} header file, and @code{LIBGCRYPT_LIBS} to the linker
348 flags needed to link the program to the @acronym{Libgcrypt} library.
349 @end defmac
350
351 You can use the defined Autoconf variables like this in your
352 @file{Makefile.am}:
353
354 @example
355 AM_CPPFLAGS = $(LIBGCRYPT_CFLAGS)
356 LDADD = $(LIBGCRYPT_LIBS)
357 @end example
358
359 @node Initializing the library
360 @section Initializing the library
361
362 It is often desirable to check that the version of `@acronym{Libgcrypt}' used is
363 indeed one which fits all requirements.  Even with binary compatibility
364 new features may have been introduced but due to problem with the
365 dynamic linker an old version is actually used.  So you may want to
366 check that the version is okay right after program startup.
367
368 @deftypefun const char *gcry_check_version (const char *@var{req_version})
369
370 The function @code{gcry_check_version} has three purposes.  It can be
371 used to retrieve the version number of the library.  In addition it
372 can verify that the version number is higher than a certain required
373 version number.
374
375 In either case, the function initializes some sub-systems, and for
376 this reason alone it must be invoked early in your program, before you
377 make use of the other functions of @acronym{Libgcrypt}.
378 @end deftypefun
379
380 @node Multi Threading
381 @section Multi Threading
382
383 As mentioned earlier, the `@acronym{Libgcrypt}' library is 
384 thread-safe if you adhere to the following requirements:
385
386 @itemize @bullet
387 @item
388 If your application is multi-threaded, you must set the thread support
389 callbacks with the @code{GCRYCTL_SET_THREAD_CBS} command
390 @strong{before} any other function in the library.
391
392 This is easy enough if you are indeed writing an application using
393 Libgcrypt.  It is rather problematic if you are writing a library
394 instead.  Here are some tips what to do if you are writing a library:
395
396 If your library requires a certain thread package, just initialize
397 Libgcrypt to use this thread package.  If your library supports multiple
398 thread packages, but needs to be configured, you will have to
399 implement a way to determine which thread package the application
400 wants to use with your library anyway.  Then configure Libgcrypt to use
401 this thread package.
402
403 If your library is fully reentrant without any special support by a
404 thread package, then you are lucky indeed.  Unfortunately, this does
405 not relieve you from doing either of the two above, or use a third
406 option.  The third option is to let the application initialize Libgcrypt
407 for you.  Then you are not using Libgcrypt transparently, though.
408
409 As if this was not difficult enough, a conflict may arise if two
410 libraries try to initialize Libgcrypt independently of each others, and
411 both such libraries are then linked into the same application.  To
412 make it a bit simpler for you, this will probably work, but only if
413 both libraries have the same requirement for the thread package.  This
414 is currently only supported for the non-threaded case, GNU Pth and
415 pthread.  Support for more thread packages is easy to add, so contact
416 us if you require it.
417
418 @item
419 The function @code{gcry_check_version} must be called before any other
420 function in the library, except the @code{GCRYCTL_SET_THREAD_CBS}
421 command (called via the @code{gcry_control} function), because it
422 initializes the thread support subsystem in @acronym{Libgcrypt}.  To
423 achieve this in multi-threaded programs, you must synchronize the
424 memory with respect to other threads that also want to use
425 @acronym{Libgcrypt}.  For this, it is sufficient to call
426 @code{gcry_check_version} before creating the other threads using
427 @acronym{Libgcrypt}@footnote{At least this is true for POSIX threads,
428 as @code{pthread_create} is a function that synchronizes memory with
429 respects to other threads.  There are many functions which have this
430 property, a complete list can be found in POSIX, IEEE Std 1003.1-2003,
431 Base Definitions, Issue 6, in the definition of the term ``Memory
432 Synchronization''.  For other thread packages, more relaxed or more
433 strict rules may apply.}.
434
435 @item
436
437 As with the function @code{gpg_strerror}, @code{gcry_strerror} is not
438 thread safe.  You have to use @code{gpg_strerror_r} instead.
439 @end itemize
440
441
442 @acronym{Libgcrypt} contains convenient macros, which define the
443 necessary thread callbacks for PThread and for GNU Pth:
444
445 @table @code
446 @item GCRY_THREAD_OPTION_PTH_IMPL
447
448 This macro defines the following (static) symbols: gcry_pth_init,
449 gcry_pth_mutex_init, gcry_pth_mutex_destroy, gcry_pth_mutex_lock,
450 gcry_pth_mutex_unlock, gcry_pth_read, gcry_pth_write, gcry_pth_select,
451 gcry_pth_waitpid, gcry_pth_accept, gcry_pth_connect, gcry_threads_pth.
452
453 After including this macro, gcry_control() shall be used with a
454 command of GCRYCTL_SET_THREAD_CBS in order to register the thread
455 callback structure named ``gcry_threads_pth''.
456
457 @item GCRY_THREAD_OPTION_PTHREAD_IMPL
458
459 This macro defines the following (static) symbols:
460 gcry_pthread_mutex_init, gcry_pthread_mutex_destroy, gcry_mutex_lock,
461 gcry_mutex_unlock, gcry_threads_pthread.
462
463 After including this macro, gcry_control() shall be used with a
464 command of GCRYCTL_SET_THREAD_CBS in order to register the thread
465 callback structure named ``gcry_threads_pthread''.
466 @end table
467
468 Note that these macros need to be terminated with a semicolon.  Keep
469 in mind that these are convenient macros for C programmers; C++
470 programmers might have to wrap these macros in an ``extern C'' body.
471
472 @c **********************************************************
473 @c *******************  General  ****************************
474 @c **********************************************************
475 @node Generalities
476 @chapter Generalities
477
478 @menu
479 * Controlling the library::     Controlling @acronym{Libgcrypt}'s behavior.
480 * Modules::                     Description of extension modules.
481 * Error Handling::              Error codes and such.
482 @end menu
483
484 @node Controlling the library
485 @section Controlling the library
486
487 @deftypefun gcry_error_t gcry_control (enum gcry_ctl_cmds @var{cmd}, ...)
488
489 This function can be used to influence the general behavior of
490 @acronym{Libgcrypt} in several ways.  Depending on @var{cmd}, more
491 arguments can or have to be provided.
492
493 @end deftypefun
494
495 @node Modules
496 @section Modules
497
498 @acronym{Libgcrypt} supports the use of `extension modules', which
499 implement algorithms in addition to those already built into the
500 library directly.
501
502 @deftp {Data type} gcry_module_t
503 This data type represents a `module'.
504 @end deftp
505
506 Functions registering modules provided by the user take a `module
507 specification structure' as input and return a value of
508 @code{gcry_module_t} and an ID that is unique in the modules'
509 category.  This ID can be used to reference the newly registered
510 module.  After registering a module successfully, the new functionality
511 should be able to be used through the normal functions provided by
512 @acronym{Libgcrypt} until it is unregistered again.
513
514 @c **********************************************************
515 @c *******************  Errors  ****************************
516 @c **********************************************************
517 @node Error Handling
518 @section Error Handling
519
520 Many functions in @acronym{Libgcrypt} can return an error if they
521 fail.  For this reason, the application should always catch the error
522 condition and take appropriate measures, for example by releasing the
523 resources and passing the error up to the caller, or by displaying a
524 descriptive message to the user and cancelling the operation.
525
526 Some error values do not indicate a system error or an error in the
527 operation, but the result of an operation that failed properly.  For
528 example, if you try to decrypt a tempered message, the decryption will
529 fail.  Another error value actually means that the end of a data
530 buffer or list has been reached.  The following descriptions explain
531 for many error codes what they mean usually.  Some error values have
532 specific meanings if returned by a certain functions.  Such cases are
533 described in the documentation of those functions.
534
535 @acronym{Libgcrypt} uses the @code{libgpg-error} library.  This allows
536 to share the error codes with other components of the GnuPG system,
537 and thus pass error values transparently from the crypto engine, or
538 some helper application of the crypto engine, to the user.  This way
539 no information is lost.  As a consequence, @acronym{Libgcrypt} does
540 not use its own identifiers for error codes, but uses those provided
541 by @code{libgpg-error}.  They usually start with @code{GPG_ERR_}.
542
543 However, @acronym{Libgcrypt} does provide aliases for the functions
544 defined in libgpg-error, which might be preferred for name space
545 consistency.
546
547
548 Most functions in @acronym{Libgcrypt} return an error code in the case
549 of failure.  For this reason, the application should always catch the
550 error condition and take appropriate measures, for example by
551 releasing the resources and passing the error up to the caller, or by
552 displaying a descriptive message to the user and canceling the
553 operation.
554
555 Some error values do not indicate a system error or an error in the
556 operation, but the result of an operation that failed properly.
557
558 GnuPG components, including Libgcrypt, use an extra library named
559 libgpg-error to provide a common error handling scheme.  For more
560 information on libgpg-error, see the according manual.
561
562 @menu
563 * Error Values::                The error value and what it means.
564 * Error Sources::               A list of important error sources.
565 * Error Codes::                 A list of important error codes.
566 * Error Strings::               How to get a descriptive string from a value.
567 @end menu
568
569
570 @node Error Values
571 @subsection Error Values
572 @cindex error values
573 @cindex error codes
574 @cindex error sources
575
576 @deftp {Data type} {gcry_err_code_t}
577 The @code{gcry_err_code_t} type is an alias for the
578 @code{libgpg-error} type @code{gpg_err_code_t}.  The error code
579 indicates the type of an error, or the reason why an operation failed.
580
581 A list of important error codes can be found in the next section.
582 @end deftp
583
584 @deftp {Data type} {gcry_err_source_t}
585 The @code{gcry_err_source_t} type is an alias for the
586 @code{libgpg-error} type @code{gpg_err_source_t}.  The error source
587 has not a precisely defined meaning.  Sometimes it is the place where
588 the error happened, sometimes it is the place where an error was
589 encoded into an error value.  Usually the error source will give an
590 indication to where to look for the problem.  This is not always true,
591 but it is attempted to achieve this goal.
592
593 A list of important error sources can be found in the next section.
594 @end deftp
595
596 @deftp {Data type} {gcry_error_t}
597 The @code{gcry_error_t} type is an alias for the @code{libgpg-error}
598 type @code{gpg_error_t}.  An error value like this has always two
599 components, an error code and an error source.  Both together form the
600 error value.
601
602 Thus, the error value can not be directly compared against an error
603 code, but the accessor functions described below must be used.
604 However, it is guaranteed that only 0 is used to indicate success
605 (@code{GPG_ERR_NO_ERROR}), and that in this case all other parts of
606 the error value are set to 0, too.
607
608 Note that in @acronym{Libgcrypt}, the error source is used purely for
609 diagnostic purposes.  Only the error code should be checked to test
610 for a certain outcome of a function.  The manual only documents the
611 error code part of an error value.  The error source is left
612 unspecified and might be anything.
613 @end deftp
614
615 @deftypefun {gcry_err_code_t} gcry_err_code (@w{gcry_error_t @var{err}})
616 The static inline function @code{gcry_err_code} returns the
617 @code{gcry_err_code_t} component of the error value @var{err}.  This
618 function must be used to extract the error code from an error value in
619 order to compare it with the @code{GPG_ERR_*} error code macros.
620 @end deftypefun
621
622 @deftypefun {gcry_err_source_t} gcry_err_source (@w{gcry_error_t @var{err}})
623 The static inline function @code{gcry_err_source} returns the
624 @code{gcry_err_source_t} component of the error value @var{err}.  This
625 function must be used to extract the error source from an error value in
626 order to compare it with the @code{GPG_ERR_SOURCE_*} error source macros.
627 @end deftypefun
628
629 @deftypefun {gcry_error_t} gcry_err_make (@w{gcry_err_source_t @var{source}}, @w{gcry_err_code_t @var{code}})
630 The static inline function @code{gcry_err_make} returns the error
631 value consisting of the error source @var{source} and the error code
632 @var{code}.
633
634 This function can be used in callback functions to construct an error
635 value to return it to the library.
636 @end deftypefun
637
638 @deftypefun {gcry_error_t} gcry_error (@w{gcry_err_code_t @var{code}})
639 The static inline function @code{gcry_error} returns the error value
640 consisting of the default error source and the error code @var{code}.
641
642 For @acronym{GCRY} applications, the default error source is
643 @code{GPG_ERR_SOURCE_USER_1}.  You can define
644 @code{GCRY_ERR_SOURCE_DEFAULT} before including @file{gcrypt.h} to
645 change this default.
646
647 This function can be used in callback functions to construct an error
648 value to return it to the library.
649 @end deftypefun
650
651 The @code{libgpg-error} library provides error codes for all system
652 error numbers it knows about.  If @var{err} is an unknown error
653 number, the error code @code{GPG_ERR_UNKNOWN_ERRNO} is used.  The
654 following functions can be used to construct error values from system
655 errno numbers.
656
657 @deftypefun {gcry_error_t} gcry_err_make_from_errno (@w{gcry_err_source_t @var{source}}, @w{int @var{err}})
658 The function @code{gcry_err_make_from_errno} is like
659 @code{gcry_err_make}, but it takes a system error like @code{errno}
660 instead of a @code{gcry_err_code_t} error code.
661 @end deftypefun
662
663 @deftypefun {gcry_error_t} gcry_error_from_errno (@w{int @var{err}})
664 The function @code{gcry_error_from_errno} is like @code{gcry_error},
665 but it takes a system error like @code{errno} instead of a
666 @code{gcry_err_code_t} error code.
667 @end deftypefun
668
669 Sometimes you might want to map system error numbers to error codes
670 directly, or map an error code representing a system error back to the
671 system error number.  The following functions can be used to do that.
672
673 @deftypefun {gcry_err_code_t} gcry_err_code_from_errno (@w{int @var{err}})
674 The function @code{gcry_err_code_from_errno} returns the error code
675 for the system error @var{err}.  If @var{err} is not a known system
676 error, the function returns @code{GPG_ERR_UNKNOWN_ERRNO}.
677 @end deftypefun
678
679 @deftypefun {int} gcry_err_code_to_errno (@w{gcry_err_code_t @var{err}})
680 The function @code{gcry_err_code_to_errno} returns the system error
681 for the error code @var{err}.  If @var{err} is not an error code
682 representing a system error, or if this system error is not defined on
683 this system, the function returns @code{0}.
684 @end deftypefun
685
686
687 @node Error Sources
688 @subsection Error Sources
689 @cindex error codes, list of
690
691 The library @code{libgpg-error} defines an error source for every
692 component of the GnuPG system.  The error source part of an error
693 value is not well defined.  As such it is mainly useful to improve the
694 diagnostic error message for the user.
695
696 If the error code part of an error value is @code{0}, the whole error
697 value will be @code{0}.  In this case the error source part is of
698 course @code{GPG_ERR_SOURCE_UNKNOWN}.
699
700 The list of error sources that might occur in applications using
701 @acronym{Libgctypt} is:
702
703 @table @code
704 @item GPG_ERR_SOURCE_UNKNOWN
705 The error source is not known.  The value of this error source is
706 @code{0}.
707
708 @item GPG_ERR_SOURCE_GPGME
709 The error source is @acronym{GPGME} itself.
710
711 @item GPG_ERR_SOURCE_GPG
712 The error source is GnuPG, which is the crypto engine used for the
713 OpenPGP protocol.
714
715 @item GPG_ERR_SOURCE_GPGSM
716 The error source is GPGSM, which is the crypto engine used for the
717 OpenPGP protocol.
718
719 @item GPG_ERR_SOURCE_GCRYPT
720 The error source is @code{libgcrypt}, which is used by crypto engines
721 to perform cryptographic operations.
722
723 @item GPG_ERR_SOURCE_GPGAGENT
724 The error source is @command{gpg-agent}, which is used by crypto
725 engines to perform operations with the secret key.
726
727 @item GPG_ERR_SOURCE_PINENTRY
728 The error source is @command{pinentry}, which is used by
729 @command{gpg-agent} to query the passphrase to unlock a secret key.
730
731 @item GPG_ERR_SOURCE_SCD
732 The error source is the SmartCard Daemon, which is used by
733 @command{gpg-agent} to delegate operations with the secret key to a
734 SmartCard.
735
736 @item GPG_ERR_SOURCE_KEYBOX
737 The error source is @code{libkbx}, a library used by the crypto
738 engines to manage local keyrings.
739
740 @item GPG_ERR_SOURCE_USER_1
741 @item GPG_ERR_SOURCE_USER_2
742 @item GPG_ERR_SOURCE_USER_3
743 @item GPG_ERR_SOURCE_USER_4
744 These error sources are not used by any GnuPG component and can be
745 used by other software.  For example, applications using
746 @acronym{Libgcrypt} can use them to mark error values coming from callback
747 handlers.  Thus @code{GPG_ERR_SOURCE_USER_1} is the default for errors
748 created with @code{gcry_error} and @code{gcry_error_from_errno},
749 unless you define @code{GCRY_ERR_SOURCE_DEFAULT} before including
750 @file{gcrypt.h}.
751 @end table
752
753
754 @node Error Codes
755 @subsection Error Codes
756 @cindex error codes, list of
757
758 The library @code{libgpg-error} defines many error values.  The
759 following list includes the most important error codes.
760
761 @table @code
762 @item GPG_ERR_EOF
763 This value indicates the end of a list, buffer or file.
764
765 @item GPG_ERR_NO_ERROR
766 This value indicates success.  The value of this error code is
767 @code{0}.  Also, it is guaranteed that an error value made from the
768 error code @code{0} will be @code{0} itself (as a whole).  This means
769 that the error source information is lost for this error code,
770 however, as this error code indicates that no error occured, this is
771 generally not a problem.
772
773 @item GPG_ERR_GENERAL
774 This value means that something went wrong, but either there is not
775 enough information about the problem to return a more useful error
776 value, or there is no separate error value for this type of problem.
777
778 @item GPG_ERR_ENOMEM
779 This value means that an out-of-memory condition occurred.
780
781 @item GPG_ERR_E...
782 System errors are mapped to GPG_ERR_EFOO where FOO is the symbol for
783 the system error.
784
785 @item GPG_ERR_INV_VALUE
786 This value means that some user provided data was out of range.
787
788 @item GPG_ERR_UNUSABLE_PUBKEY
789 This value means that some recipients for a message were invalid.
790
791 @item GPG_ERR_UNUSABLE_SECKEY
792 This value means that some signers were invalid.
793
794 @item GPG_ERR_NO_DATA
795 This value means that data was expected where no data was found.
796
797 @item GPG_ERR_CONFLICT
798 This value means that a conflict of some sort occurred.
799
800 @item GPG_ERR_NOT_IMPLEMENTED
801 This value indicates that the specific function (or operation) is not
802 implemented.  This error should never happen.  It can only occur if
803 you use certain values or configuration options which do not work,
804 but for which we think that they should work at some later time.
805
806 @item GPG_ERR_DECRYPT_FAILED
807 This value indicates that a decryption operation was unsuccessful.
808
809 @item GPG_ERR_WRONG_KEY_USAGE
810 This value indicates that a key is not used appropriately.
811
812 @item GPG_ERR_NO_SECKEY
813 This value indicates that no secret key for the user ID is available.
814
815 @item GPG_ERR_UNSUPPORTED_ALGORITHM
816 This value means a verification failed because the cryptographic
817 algorithm is not supported by the crypto backend.
818
819 @item GPG_ERR_BAD_SIGNATURE
820 This value means a verification failed because the signature is bad.
821
822 @item GPG_ERR_NO_PUBKEY
823 This value means a verification failed because the public key is not
824 available.
825
826 @item GPG_ERR_USER_1
827 @item GPG_ERR_USER_2
828 @item ...
829 @item GPG_ERR_USER_16
830 These error codes are not used by any GnuPG component and can be
831 freely used by other software.  Applications using @acronym{Libgcrypt}
832 might use them to mark specific errors returned by callback handlers
833 if no suitable error codes (including the system errors) for these
834 errors exist already.
835 @end table
836
837
838 @node Error Strings
839 @subsection Error Strings
840 @cindex error values, printing of
841 @cindex error codes, printing of
842 @cindex error sources, printing of
843 @cindex error strings
844
845 @deftypefun {const char *} gcry_strerror (@w{gcry_error_t @var{err}})
846 The function @code{gcry_strerror} returns a pointer to a statically
847 allocated string containing a description of the error code contained
848 in the error value @var{err}.  This string can be used to output a
849 diagnostic message to the user.
850 @end deftypefun
851
852
853 @deftypefun {const char *} gcry_strsource (@w{gcry_error_t @var{err}})
854 The function @code{gcry_strerror} returns a pointer to a statically
855 allocated string containing a description of the error source
856 contained in the error value @var{err}.  This string can be used to
857 output a diagnostic message to the user.
858 @end deftypefun
859
860 The following example illustrates the use of the functions described
861 above:
862
863 @example
864 @{
865   gcry_cipher_hd_t handle;
866   gcry_error_t err = 0;
867
868   err = gcry_cipher_open (&handle, GCRY_CIPHER_AES, GCRY_CIPHER_MODE_CBC, 0);
869   if (err)
870     @{
871       fprintf (stderr, "Failure: %s/%s\n",
872                gcry_strsource (err),
873                gcry_strerror (err));
874     @}
875 @}
876 @end example
877
878 @c **********************************************************
879 @c *******************  General  ****************************
880 @c **********************************************************
881 @node Handler Functions
882 @chapter Handler Functions
883
884 @acronym{Libgcrypt} makes it possible to install so called `handler functions',
885 which get called by @acronym{Libgcrypt} in case of certain events.
886
887 @menu
888 * Progress handler::            Using a progress handler function.
889 * Allocation handler::          Using special memory allocation functions.
890 * Error handler::               Using error handler functions.
891 * Logging handler::             Using a special logging function.
892 @end menu
893
894 @node Progress handler
895 @section Progress handler
896
897 It is often useful to retrieve some feedback while long running
898 operations are performed.
899
900 @deftp {Data type} gcry_handler_progress_t
901 Progress handler functions have to be of the type
902 @code{gcry_handler_progress_t}, which is defined as:
903
904 @code{void (*gcry_handler_progress_t) (void *, const char *, int, int, int)}
905 @end deftp
906
907 The following function may be used to register a handler function for
908 this purpose.
909
910 @deftypefun void gcry_set_progress_handler (gcry_handler_progress_t @var{cb}, void *@var{cb_data})
911
912 This function installs @var{cb} as the `Progress handler' function.
913 @var{cb} must be defined as follows:
914
915 @example
916 void
917 my_progress_handler (void *@var{cb_data}, const char *@var{what},
918                      int @var{printchar}, int @var{current}, int @var{total})
919 @{
920   /* Do something.  */
921 @}
922 @end example
923
924 A description of the arguments of the progress handler function follows.
925
926 @table @var
927 @item cb_data
928 The argument provided in the call to @code{gcry_set_progress_handler}.
929 @item what
930 A string identifying the type of the progress output.  The following
931 values for @var{what} are defined:
932
933 @table @code
934 @item need_entropy
935 Not enough entropy is available.  @var{total} holds the number of
936 required bytes.
937
938 @item primegen
939 Values for @var{printchar}:
940 @table @code
941 @item \n
942 Prime generated.
943 @item !
944 Need to refresh the pool of prime numbers.
945 @item <, >
946 Number of bits adjusted.
947 @item ^
948 Searching for a generator.
949 @item .
950 Fermat test on 10 candidates failed.
951 @item :
952 Restart with a new random value.
953 @item +
954 Rabin Miller test passed.
955 @end table
956
957 @end table
958
959 @end table
960 @end deftypefun
961
962 @node Allocation handler
963 @section Allocation handler
964
965 It is possible to make @acronym{Libgcrypt} use special memory
966 allocation functions instead of the built-in ones.
967
968 Memory allocation functions are of the following types:
969 @deftp {Data type} gcry_handler_alloc_t
970 This type is defined as: @code{void *(*gcry_handler_alloc_t) (size_t n)}.
971 @end deftp
972 @deftp {Data type} gcry_handler_secure_check_t
973 This type is defined as: @code{int *(*gcry_handler_secure_check_t) (const void *)}.
974 @end deftp
975 @deftp {Data type} gcry_handler_realloc_t
976 This type is defined as: @code{void *(*gcry_handler_realloc_t) (void *p, size_t n)}.
977 @end deftp
978 @deftp {Data type} gcry_handler_free_t
979 This type is defined as: @code{void *(*gcry_handler_free_t) (void *)}.
980 @end deftp
981
982 Special memory allocation functions can be installed with the
983 following function:
984
985 @deftypefun void gcry_set_allocation_handler (gcry_handler_alloc_t @var{func_alloc}, gcry_handler_alloc_t @var{func_alloc_secure}, gcry_handler_secure_check_t @var{func_secure_check}, gcry_handler_realloc_t @var{func_realloc}, gcry_handler_free_t @var{func_free})
986 Install the provided functions and use them instead of the built-in
987 functions for doing memory allocation.
988 @end deftypefun
989
990 @node Error handler
991 @section Error handler
992
993 The following functions may be used to register handler functions that
994 are called by @acronym{Libgcrypt} in case certain error conditions
995 occur.
996
997 @deftp {Data type} gcry_handler_no_mem_t
998 This type is defined as: @code{void (*gcry_handler_no_mem_t) (void *, size_t, unsigned int)}
999 @end deftp
1000 @deftypefun void gcry_set_outofcore_handler (gcry_handler_no_mem_t @var{func_no_mem}, void *@var{cb_data})
1001 This function registers @var{func_no_mem} as `out-of-core handler',
1002 which means that it will be called in the case of not having enough
1003 memory available.
1004 @end deftypefun
1005
1006 @deftp {Data type} gcry_handler_error_t
1007 This type is defined as: @code{void (*gcry_handler_error_t) (void *, int, const char *)}
1008 @end deftp
1009
1010 @deftypefun void gcry_set_fatalerror_handler (gcry_handler_error_t @var{func_error}, void *@var{cb_data})
1011 This function registers @var{func_error} as `error handler',
1012 which means that it will be called in error conditions.
1013 @end deftypefun
1014
1015 @node Logging handler
1016 @section Logging handler
1017
1018 @deftp {Data type} gcry_handler_log_t
1019 This type is defined as: @code{void (*gcry_handler_log_t) (void *, int, const char *, va_list)}
1020 @end deftp
1021
1022 @deftypefun void gcry_set_log_handler (gcry_handler_log_t @var{func_log}, void *@var{cb_data})
1023 This function registers @var{func_log} as `logging handler', which
1024 means that it will be called in case @acronym{Libgcrypt} wants to log
1025 a message.
1026 @end deftypefun
1027
1028 @c **********************************************************
1029 @c *******************  Ciphers  ****************************
1030 @c **********************************************************
1031 @c @include cipher-ref.texi
1032 @node Symmetric cryptography
1033 @chapter Symmetric cryptography
1034
1035 The cipher functions are used for symmetrical cryptography,
1036 i.e. cryptography using a shared key.  The programming model follows
1037 an open/process/close paradigm and is in that similar to other
1038 building blocks provided by @acronym{Libgcrypt}.
1039
1040 @menu
1041 * Available ciphers::           List of ciphers supported by the library.
1042 * Cipher modules::              How to work with cipher modules.
1043 * Available cipher modes::      List of cipher modes supported by the library.
1044 * Working with cipher handles::  How to perform operations related to cipher handles.
1045 * General cipher functions::    General cipher functions independent of cipher handles.
1046 @end menu
1047
1048 @node Available ciphers
1049 @section Available ciphers
1050
1051 @table @code
1052 @item GCRY_CIPHER_NONE
1053 This is not a real algorithm but used by some functions as error return.
1054 The value always evaluates to false.
1055
1056 @item GCRY_CIPHER_IDEA
1057 This is the IDEA algorithm.  The constant is provided but there is
1058 currently no implementation for it because the algorithm is patented.
1059
1060 @item GCRY_CIPHER_3DES
1061 Triple-DES with 3 Keys as EDE.  The key size of this algorithm is 168 but
1062 you have to pass 192 bits because the most significant bits of each byte
1063 are ignored.
1064
1065 @item GCRY_CIPHER_CAST5
1066 CAST128-5 block cipher algorithm.  The key size is 128 bits.
1067         
1068 @item GCRY_CIPHER_BLOWFISH
1069 The blowfish algorithm. The current implementation allows only for a key
1070 size of 128 bits.
1071
1072 @item GCRY_CIPHER_SAFER_SK128
1073 Reserved and not currently implemented.
1074
1075 @item GCRY_CIPHER_DES_SK          
1076 Reserved and not currently implemented.
1077  
1078 @item  GCRY_CIPHER_AES        
1079 @itemx GCRY_CIPHER_AES128
1080 @itemx GCRY_CIPHER_RIJNDAEL
1081 @itemx GCRY_CIPHER_RIJNDAEL128
1082 AES (Rijndael) with a 128 bit key.
1083
1084 @item  GCRY_CIPHER_AES192     
1085 @itemx GCRY_CIPHER_RIJNDAEL128
1086 AES (Rijndael) with a 192 bit key.
1087
1088 @item  GCRY_CIPHER_AES256 
1089 @itemx GCRY_CIPHER_RIJNDAEL256
1090 AES (Rijndael) with a 256 bit key.
1091     
1092 @item  GCRY_CIPHER_TWOFISH
1093 The Twofish algorithm with a 256 bit key.
1094     
1095 @item  GCRY_CIPHER_TWOFISH128
1096 The Twofish algorithm with a 128 bit key.
1097     
1098 @item  GCRY_CIPHER_ARCFOUR   
1099 An algorithm which is 100% compatible with RSA Inc.'s RC4 algorithm.
1100 Note that this is a stream cipher and must be used very carefully to
1101 avoid a couple of weaknesses. 
1102
1103 @item  GCRY_CIPHER_DES       
1104 Standard DES with a 56 bit key. You need to pass 64 bit but the high
1105 bits of each byte are ignored.  Note, that this is a weak algorithm
1106 which can be broken in reasonable time using a brute force approach.
1107
1108 @end table
1109
1110 @node Cipher modules
1111 @section Cipher modules
1112
1113 @acronym{Libgcrypt} makes it possible to load additional `cipher
1114 modules'; these cipher can be used just like the cipher algorithms
1115 that are built into the library directly.  For an introduction into
1116 extension modules, see @xref{Modules}.
1117
1118 @deftp {Data type} gcry_cipher_spec_t
1119 This is the `module specification structure' needed for registering
1120 cipher modules, which has to be filled in by the user before it can be
1121 used to register a module.  It contains the following members:
1122
1123 @table @code
1124 @item const char *name
1125 The primary name of the algorithm.
1126 @item const char **aliases
1127 A list of strings that are `aliases' for the algorithm.  The list must
1128 be terminated with a NULL element.
1129 @item gcry_cipher_oid_spec_t *oids
1130 A list of OIDs that are to be associated with the algorithm.  The
1131 list's last element must have it's `oid' member set to NULL.  See
1132 below for an explanation of this type.
1133 @item size_t blocksize
1134 The block size of the algorithm, in bytes.
1135 @item size_t keylen
1136 The length of the key, in bits.
1137 @item size_t contextsize
1138 The size of the algorithm-specific `context', that should be allocated
1139 for each handle.
1140 @item gcry_cipher_setkey_t setkey
1141 The function responsible for initializing a handle with a provided
1142 key.  See below for a description of this type.
1143 @item gcry_cipher_encrypt_t encrypt
1144 The function responsible for encrypting a single block.  See below for
1145 a description of this type.
1146 @item gcry_cipher_decrypt_t decrypt
1147 The function responsible for decrypting a single block.  See below for
1148 a description of this type.
1149 @item gcry_cipher_stencrypt_t stencrypt
1150 Like `encrypt', for stream ciphers.  See below for a description of
1151 this type.
1152 @item gcry_cipher_stdecrypt_t stdecrypt
1153 Like `decrypt', for stream ciphers.  See below for a description of
1154 this type.
1155 @end table
1156 @end deftp
1157
1158 @deftp {Data type} gcry_cipher_oid_spec_t
1159 This type is used for associating a user-provided algorithm
1160 implementation with certain OIDs.  It contains the following members:
1161 @table @code
1162 @item const char *oid
1163 Textual representation of the OID.
1164 @item int mode
1165 Cipher mode for which this OID is valid.
1166 @end table
1167 @end deftp
1168
1169 @deftp {Data type} gcry_cipher_setkey_t
1170 Type for the `setkey' function, defined as: gcry_err_code_t
1171 (*gcry_cipher_setkey_t) (void *c, const unsigned char *key, unsigned
1172 keylen)
1173 @end deftp
1174
1175 @deftp {Data type} gcry_cipher_encrypt_t
1176 Type for the `encrypt' function, defined as: gcry_err_code_t
1177 (*gcry_cipher_encrypt_t) (void *c, const unsigned char *outbuf, const
1178 unsigned char *inbuf)
1179 @end deftp
1180
1181 @deftp {Data type} gcry_cipher_decrypt_t
1182 Type for the `decrypt' function, defined as: gcry_err_code_t
1183 (*gcry_cipher_decrypt_t) (void *c, const unsigned char *outbuf, const
1184 unsigned char *inbuf)
1185 @end deftp
1186
1187 @deftp {Data type} gcry_cipher_stencrypt_t
1188 Type for the `stencrypt' function, defined as: gcry_err_code_t
1189 (*gcry_cipher_stencrypt_t) (void *c, const unsigned char *outbuf, const
1190 unsigned char *, unsigned int n)
1191 @end deftp
1192
1193 @deftp {Data type} gcry_cipher_stdecrypt_t
1194 Type for the `stdecrypt' function, defined as: gcry_err_code_t
1195 (*gcry_cipher_stdecrypt_t) (void *c, const unsigned char *outbuf, const
1196 unsigned char *, unsigned int n)
1197 @end deftp
1198
1199 @deftypefun gcry_error_t gcry_cipher_register (gcry_cipher_spec_t *@var{cipher}, unsigned int *algorithm_id, gcry_module_t *@var{module})
1200
1201 Register a new cipher module whose specification can be found in
1202 @var{cipher}.  On success, a new algorithm ID is stored in
1203 @var{algorithm_id} and a pointer representing this module is stored
1204 in @var{module}.
1205 @end deftypefun
1206
1207 @deftypefun void gcry_cipher_unregister (gcry_module_t @var{module})
1208 Unregister the cipher identified by @var{module}, which must have been
1209 registered with gcry_cipher_register.
1210 @end deftypefun
1211
1212 @deftypefun gcry_error_t gcry_cipher_list (int *@var{list}, int *@var{list_length})
1213 Get a list consisting of the IDs of the loaded cipher modules.  If
1214 @var{list} is zero, write the number of loaded cipher modules to
1215 @var{list_length} and return.  If @var{list} is non-zero, the first
1216 *@var{list_length} algorithm IDs are stored in @var{list}, which must
1217 be of according size.  In case there are less cipher modules than
1218 *@var{list_length}, *@var{list_length} is updated to the correct
1219 number.
1220 @end deftypefun
1221
1222 @node Available cipher modes
1223 @section Available cipher modes
1224
1225 @table @code
1226 @item GCRY_CIPHER_MODE_NONE
1227 No mode specified, may be set later using other functions.  The value
1228 of this constant is always 0.
1229
1230 @item GCRY_CIPHER_MODE_ECB
1231 Electronic Codebook mode.  
1232
1233 @item GCRY_CIPHER_MODE_CFB
1234 Cipher Feedback mode.
1235
1236 @item  GCRY_CIPHER_MODE_CBC
1237 Cipher Block Chaining mode.
1238
1239 @item GCRY_CIPHER_MODE_STREAM
1240 Stream mode, only to be used with stream cipher algorithms.
1241
1242 @item GCRY_CIPHER_MODE_OFB
1243 Outer Feedback mode.
1244
1245 @item  GCRY_CIPHER_MODE_CTR
1246 Counter mode.
1247
1248 @end table
1249
1250 @node Working with cipher handles
1251 @section Working with cipher handles
1252
1253 To use a cipher algorithm, you must first allocate an according
1254 handle.  This is to be done using the open function:
1255
1256 @deftypefun gcry_error_t gcry_cipher_open (gcry_cipher_hd_t *@var{hd}, int @var{algo}, int @var{mode}, unsigned int @var{flags})
1257
1258 This function creates the context handle required for most of the
1259 other cipher functions and returns a handle to it in `hd'.  In case of
1260 an error, an according error code is returned.
1261
1262 The ID of algorithm to use must be specified via @var{algo}.  See
1263 @xref{Available ciphers}, for a list of supported ciphers and the
1264 according constants.
1265
1266 Besides using the constants directly, the function
1267 @code{gcry_cipher_map_name} may be used to convert the textual name of
1268 an algorithm into the according numeric ID.
1269
1270 The cipher mode to use must be specified via @var{mode}.  See
1271 @xref{Available cipher modes}, for a list of supported cipher modes
1272 and the according constants.  Note, that some modes do not work
1273 together with all algorithms.
1274
1275 The third argument @var{flags} can either be passed as @code{0} or as
1276 the bit-wise OR of the following constants.
1277
1278 @table @code
1279 @item GCRY_CIPHER_SECURE
1280 Make sure that all operations are allocated in secure memory.  This is
1281 useful, when the key material is highly confidential.
1282 @item GCRY_CIPHER_ENABLE_SYNC
1283 This flag enables the CFB sync mode, which is a special feature of
1284 @acronym{Libgcrypt}'s CFB mode implementation to allow for OpenPGP's CFB variant. 
1285 See @code{gcry_cipher_sync}.
1286 @item GCRY_CIPHER_CBC_CTS
1287 Enable cipher text stealing (CTS) for the CBC mode.  Cannot be used
1288 simultaneous as GCRY_CIPHER_CBC_MAC
1289 @item GCRY_CIPHER_CBC_MAC
1290 Compute CBC-MAC keyed checksums.  This is the same as CBC mode, but
1291 only output the last block.  Cannot be used simultaneous as
1292 GCRY_CIPHER_CBC_CTS.
1293 @end table
1294 @end deftypefun 
1295
1296 Use the following function to release an existing handle:
1297
1298 @deftypefun void gcry_cipher_close (gcry_cipher_hd_t @var{h})
1299
1300 This function releases the context created by @code{gcry_cipher_open}.
1301 @end deftypefun
1302
1303 In order to use a handle for performing cryptographic operations, a
1304 `key' has to be set first:
1305
1306 @deftypefun gcry_error_t gcry_cipher_setkey (gcry_cipher_hd_t @var{h}, void *@var{k}, size_t @var{l})
1307
1308 Set the key @var{k} used for encryption or decryption in the context
1309 denoted by the handle @var{h}.  The length @var{l} of the key @var{k}
1310 must match the required length of the algorithm set for this context or
1311 be in the allowed range for algorithms with variable key size.  The
1312 function checks this and returns an error if there is a problem.  A
1313 caller should always check for an error.
1314
1315 Note, this is currently implemented as a macro but may be changed to a
1316 function in the future.
1317 @end deftypefun
1318
1319 Most crypto modes requires an initialization vector (IV), which
1320 usually is a non-secret random string acting as a kind of salt value.
1321 The CTR mode requires a counter, which is also similar to a salt
1322 value.  To set the IV or CTR, use these functions:
1323
1324 @deftypefun gcry_error_t gcry_cipher_setiv (gcry_cipher_hd_t @var{h}, void *@var{k}, size_t @var{l})
1325
1326 Set the initialization vector used for encryption or decryption. The
1327 vector is passed as the buffer @var{K} of length @var{l} and copied to
1328 internal data structures.  The function checks that the IV matches the
1329 requirement of the selected algorithm and mode.  Note, that this is
1330 implemented as a macro.
1331 @end deftypefun
1332
1333 @deftypefun gcry_error_t gcry_cipher_setctr (gcry_cipher_hd_t @var{h}, void *@var{c}, size_t @var{l})
1334
1335 Set the counter vector used for encryption or decryption. The counter
1336 is passed as the buffer @var{c} of length @var{l} and copied to
1337 internal data structures.  The function checks that the counter
1338 matches the requirement of the selected algorithm (i.e., it must be
1339 the same size as the block size).  Note, that this is implemented as a
1340 macro.
1341 @end deftypefun
1342
1343 @deftypefun gcry_error_t gcry_cipher_reset (gcry_cipher_hd_t @var{h})
1344
1345 Set the given handle's context back to the state it had after the last
1346 call to gcry_cipher_setkey and clear the initialization vector.
1347
1348 Note, that gcry_cipher_reset is implemented as a macro.
1349 @end deftypefun
1350
1351 The actual encryption and decryption is done by using one of the
1352 following functions.  They may be used as often as required to process
1353 all the data.
1354
1355 @deftypefun gcry_error_t gcry_cipher_encrypt (gcry_cipher_hd_t @var{h}, unsigned char *{out}, size_t @var{outsize}, const unsigned char *@var{in}, size_t @var{inlen})
1356
1357 @code{gcry_cipher_encrypt} is used to encrypt the data.  This function
1358 can either work in place or with two buffers.  It uses the cipher
1359 context already setup and described by the handle @var{h}.  There are 2
1360 ways to use the function: If @var{in} is passed as @code{NULL} and
1361 @var{inlen} is @code{0}, in-place encryption of the data in @var{out} or
1362 length @var{outsize} takes place.  With @var{in} being not @code{NULL},
1363 @var{inlen} bytes are encrypted to the buffer @var{out} which must have
1364 at least a size of @var{inlen}.  @var{outlen} must be set to the
1365 allocated size of @var{out}, so that the function can check that there
1366 is sufficient space. Note, that overlapping buffers are not allowed.
1367
1368 Depending on the selected algorithms and encryption mode, the length of
1369 the buffers must be a multiple of the block size.
1370
1371 The function returns @code{0} on success or an error code.
1372 @end deftypefun
1373
1374
1375 @deftypefun gcry_error_t gcry_cipher_decrypt (gcry_cipher_hd_t @var{h}, unsigned char *{out}, size_t @var{outsize}, const unsigned char *@var{in}, size_t @var{inlen})
1376
1377 @code{gcry_cipher_decrypt} is used to decrypt the data.  This function
1378 can either work in place or with two buffers.  It uses the cipher
1379 context already setup and described by the handle @var{h}.  There are 2
1380 ways to use the function: If @var{in} is passed as @code{NULL} and
1381 @var{inlen} is @code{0}, in-place decryption of the data in @var{out} or
1382 length @var{outsize} takes place.  With @var{in} being not @code{NULL},
1383 @var{inlen} bytes are decrypted to the buffer @var{out} which must have
1384 at least a size of @var{inlen}.  @var{outlen} must be set to the
1385 allocated size of @var{out}, so that the function can check that there
1386 is sufficient space. Note, that overlapping buffers are not allowed.
1387
1388 Depending on the selected algorithms and encryption mode, the length of
1389 the buffers must be a multiple of the block size.
1390
1391 The function returns @code{0} on success or an error code.
1392 @end deftypefun
1393
1394
1395 OpenPGP (as defined in RFC-2440) requires a special sync operation in
1396 some places, the following function is used for this:
1397
1398 @deftypefun gcry_error_t gcry_cipher_sync (gcry_cipher_hd_t @var{h})
1399
1400 Perform the OpenPGP sync operation on context @var{h}. Note, that this
1401 is a no-op unless the context was created with the flag
1402 @code{GCRY_CIPHER_ENABLE_SYNC}
1403 @end deftypefun
1404
1405 Some of the described functions are implemented as macros utilizing a
1406 catch-all control function.  This control function is rarely used
1407 directly but there is nothing which would inhibit it:
1408
1409 @deftypefun gcry_error_t gcry_cipher_ctl (gcry_cipher_hd_t @var{h}, int @var{cmd}, void *@var{buffer}, size_t @var{buflen})
1410
1411 @code{gcry_cipher_ctl} controls various aspects of the cipher module and
1412 specific cipher contexts.  Usually some more specialized functions or
1413 macros are used for this purpose.  The semantics of the function and its
1414 parameters depends on the the command @var{cmd} and the passed context
1415 handle @var{h}.  Please see the comments in the source code
1416 (@code{src/global.c}) for details.
1417 @end deftypefun
1418
1419 @deftypefun gcry_error_t gcry_cipher_info (gcry_cipher_hd_t @var{h}, int @var{what}, void *@var{buffer}, size_t *@var{nbytes})
1420
1421 @code{gcry_cipher_info} is used to retrieve various
1422 information about a cipher context or the cipher module in general.
1423
1424 Currently no information is available.
1425 @end deftypefun
1426
1427 @node General cipher functions
1428 @section General cipher functions
1429
1430 To work with the algorithms, several functions are available to map
1431 algorithm names to the internal identifiers, as well as ways to
1432 retrieve information about an algorithm or the current cipher context.
1433
1434 @deftypefun gcry_error_t gcry_cipher_algo_info (int @var{algo}, int @var{what}, void *@var{buffer}, size_t *@var{nbytes})
1435
1436 This function is used to retrieve information on a specific algorithm.
1437 You pass the cipher algorithm ID as @var{algo} and the type of
1438 information requested as @var{what}. The result is either returned as
1439 the return code of the function or copied to the provided @var{buffer}
1440 whose allocated length must be available in an integer variable with the
1441 address passed in @var{nbytes}.  This variable will also receive the
1442 actual used length of the buffer. 
1443
1444 Here is a list of supported codes for @var{what}:
1445
1446 @c begin constants for gcry_cipher_algo_info
1447 @table @code
1448 @item GCRYCTL_GET_KEYLEN:
1449 Return the length of the key. If the algorithm supports multiple key
1450 lengths, the maximum supported value is returned.  The length is
1451 returned as number of octets (bytes) and not as number of bits in
1452 @var{nbytes}; @var{buffer} must be zero.
1453
1454 @item GCRYCTL_GET_BLKLEN:
1455 Return the block length of the algorithm.  The length is returned as a
1456 number of octets in @var{nbytes}; @var{buffer} must be zero.
1457
1458 @item GCRYCTL_TEST_ALGO:
1459 Returns @code{0} when the specified algorithm is available for use.
1460 @var{buffer} and @var{nbytes} must be zero.
1461  
1462 @end table  
1463 @c end constants for gcry_cipher_algo_info
1464
1465 @end deftypefun
1466 @c end gcry_cipher_algo_info
1467
1468 @deftypefun const char *gcry_cipher_algo_name (int @var{algo})
1469
1470 @code{gcry_cipher_algo_name} returns a string with the name of the
1471 cipher algorithm @var{algo}.  If the algorithm is not known or another
1472 error occurred, an empty string is returned.  This function will never
1473 return @code{NULL}.
1474 @end deftypefun
1475
1476 @deftypefun int gcry_cipher_map_name (const char *@var{name})
1477
1478 @code{gcry_cipher_map_name} returns the algorithm identifier for the
1479 cipher algorithm described by the string @var{name}.  If this algorithm
1480 is not available @code{0} is returned.
1481 @end deftypefun
1482
1483 @deftypefun int gcry_cipher_mode_from_oid (const char *@var{string})
1484
1485 Return the cipher mode associated with an @acronym{ASN.1} object
1486 identifier.  The object identifier is expected to be in the
1487 @acronym{IETF}-style dotted decimal notation.  The function returns
1488 @code{0} for an unknown object identifier or when no mode is associated
1489 with it.
1490 @end deftypefun
1491
1492
1493 @c **********************************************************
1494 @c *******************  Hash Functions  *********************
1495 @c **********************************************************
1496 @node Hashing
1497 @chapter Hashing
1498
1499 @acronym{Libgcrypt} provides an easy and consistent to use interface
1500 for hashing.  Hashing is buffered and several hash algorithms can be
1501 updated at once.  It is possible to calculate a MAC using the same
1502 routines.  The programming model follows an open/process/close
1503 paradigm and is in that similar to other building blocks provided by
1504 @acronym{Libgcrypt}.
1505
1506 For convenience reasons, a few cyclic redundancy check value operations
1507 are also supported.
1508
1509 @menu
1510 * Available hash algorithms::   List of hash algorithms supported by the library.
1511 * Hash algorithm modules::      How to work with hash algorithm modules.
1512 * Working with hash algorithms::  List of functions related to hashing.
1513 @end menu
1514
1515 @node Available hash algorithms
1516 @section Available hash algorithms
1517
1518 @c begin table of hash algorithms
1519 @table @code
1520 @item GCRY_MD_NONE
1521 This is not a real algorithm but used by some functions as an error
1522 return value.  This constant is guaranteed to have the value @code{0}.
1523
1524 @item GCRY_MD_SHA1
1525 This is the SHA-1 algorithm which yields a message digest of 20 bytes.
1526
1527 @item GCRY_MD_RMD160
1528 This is the 160 bit version of the RIPE message digest (RIPE-MD-160).
1529 Like SHA-1 it also yields a digest of 20 bytes.
1530
1531 @item GCRY_MD_MD5
1532 This is the well known MD5 algorithm, which yields a message digest of
1533 16 bytes. 
1534
1535 @item GCRY_MD_MD4
1536 This is the MD4 algorithm, which yields a message digest of 16 bytes.
1537
1538 @item GCRY_MD_MD2
1539 This is an reserved identifier for MD-2; there is no implementation yet.
1540
1541 @item GCRY_MD_TIGER
1542 This is the TIGER/192 algorithm which yields a message digest of 24 bytes.
1543
1544 @item GCRY_MD_HAVAL
1545 This is an reserved for the HAVAL algorithm with 5 passes and 160
1546 bit. It yields a message digest of 20 bytes.  Note that there is no
1547 implementation yet available.
1548
1549 @item GCRY_MD_SHA256
1550 This is the SHA-256 algorithm which yields a message digest of 32 bytes.
1551 See FIPS 180-2 for the specification.
1552
1553 @item GCRY_MD_SHA384
1554 This is reserved for SHA-2 with 384 bits. It yields a message digest of
1555 48 bytes.  Note that there is no implementation yet available.
1556
1557 @item GCRY_MD_SHA512
1558 This is reserved for SHA-2 with 512 bits. It yields a message digest of
1559 64 bytes.  Note that there is no implementation yet available.
1560
1561 @item GCRY_MD_CRC32
1562 This is the ISO 3309 and ITU-T V.42 cyclic redundancy check.  It
1563 yields an output of 4 bytes.
1564
1565 @item GCRY_MD_CRC32_RFC1510
1566 This is the above cyclic redundancy check function, as modified by RFC
1567 1510.  It yields an output of 4 bytes.
1568
1569 @item GCRY_MD_CRC24_RFC2440
1570 This is the OpenPGP cyclic redundancy check function.  It yields an
1571 output of 3 bytes.
1572
1573 @end table
1574 @c end table of hash algorithms
1575
1576 @node Hash algorithm modules
1577 @section Hash algorithm modules
1578
1579 @acronym{Libgcrypt} makes it possible to load additional `message
1580 digest modules'; these cipher can be used just like the message digest
1581 algorithms that are built into the library directly.  For an
1582 introduction into extension modules, see @xref{Modules}.
1583
1584 @deftp {Data type} gcry_md_spec_t
1585 This is the `module specification structure' needed for registering
1586 message digest modules, which has to be filled in by the user before
1587 it can be used to register a module.  It contains the following
1588 members:
1589
1590 @table @code
1591 @item const char *name
1592 The primary name of this algorithm.
1593 @item unsigned char *asnoid
1594 Array of bytes that form the ASN OID.
1595 @item int asnlen
1596 Length of bytes in `asnoid'.
1597 @item gcry_md_oid_spec_t *oids
1598 A list of OIDs that are to be associated with the algorithm.  The
1599 list's last element must have it's `oid' member set to NULL.  See
1600 below for an explanation of this type.  See below for an explanation
1601 of this type.
1602 @item int mdlen
1603 Length of the message digest algorithm.  See below for an explanation
1604 of this type.
1605 @item gcry_md_init_t init
1606 The function responsible for initializing a handle.  See below for an
1607 explanation of this type.
1608 @item gcry_md_write_t write
1609 The function responsible for writing data into a message digest
1610 context.  See below for an explanation of this type.
1611 @item gcry_md_final_t final
1612 The function responsible for `finalizing' a message digest context.
1613 See below for an explanation of this type.
1614 @item gcry_md_read_t read
1615 The function responsible for reading out a message digest result.  See
1616 below for an explanation of this type.
1617 @item size_t contextsize
1618 The size of the algorithm-specific `context', that should be
1619 allocated for each handle.
1620 @end table
1621 @end deftp
1622
1623 @deftp {Data type} gcry_md_oid_spec_t
1624 This type is used for associating a user-provided algorithm
1625 implementation with certain OIDs.  It contains the following members:
1626
1627 @table @code
1628 @item const char *oidstring
1629 Textual representation of the OID.
1630 @end table
1631 @end deftp
1632
1633 @deftp {Data type} gcry_md_init_t
1634 Type for the `init' function, defined as: void (*gcry_md_init_t) (void
1635 *c)
1636 @end deftp
1637
1638 @deftp {Data type} gcry_md_write_t
1639 Type for the `write' function, defined as: void (*gcry_md_write_t)
1640 (void *c, unsigned char *buf, size_t nbytes)
1641 @end deftp
1642
1643 @deftp {Data type} gcry_md_final_t
1644 Type for the `final' function, defined as: void (*gcry_md_final_t)
1645 (void *c)
1646 @end deftp
1647
1648 @deftp {Data type} gcry_md_read_t
1649 Type for the `read' function, defined as: unsigned char
1650 *(*gcry_md_read_t) (void *c)
1651 @end deftp
1652
1653 @deftypefun gcry_error_t gcry_md_register (gcry_md_spec_t *@var{digest}, unsigned int *algorithm_id, gcry_module_t *@var{module})
1654
1655 Register a new digest module whose specification can be found in
1656 @var{digest}.  On success, a new algorithm ID is stored in
1657 @var{algorithm_id} and a pointer representing this module is stored
1658 in @var{module}.
1659 @end deftypefun
1660
1661 @deftypefun void gcry_md_unregister (gcry_module_t @var{module})
1662 Unregister the digest identified by @var{module}, which must have been
1663 registered with gcry_md_register.
1664 @end deftypefun
1665
1666 @deftypefun gcry_error_t gcry_md_list (int *@var{list}, int *@var{list_length})
1667 Get a list consisting of the IDs of the loaded message digest modules.
1668 If @var{list} is zero, write the number of loaded message digest
1669 modules to @var{list_length} and return.  If @var{list} is non-zero,
1670 the first *@var{list_length} algorithm IDs are stored in @var{list},
1671 which must be of according size.  In case there are less message
1672 digests modules than *@var{list_length}, *@var{list_length} is updated
1673 to the correct number.
1674 @end deftypefun
1675
1676 @node Working with hash algorithms
1677 @section Working with hash algorithms
1678
1679 To use most of these function it is necessary to create a context;
1680 this is done using:
1681
1682 @deftypefun gcry_error_t gcry_md_open (gcry_md_hd_t *@var{hd}, int @var{algo}, unsigned int @var{flags})
1683
1684 Create a message digest object for algorithm @var{algo}.  @var{flags}
1685 may be given as an bitwise OR of constants described below.  @var{algo}
1686 may be given as @code{0} if the algorithms to use are later set using
1687 @code{gcry_md_enable}. @var{hd} is guaranteed to either receive a valid
1688 handle or NULL.
1689
1690 For a list of supported algorithms, see @xref{Available hash
1691 algorithms}.
1692
1693 The flags allowed for @var{mode} are:
1694
1695 @c begin table of hash flags
1696 @table @code
1697 @item GCRY_MD_FLAG_SECURE
1698 Allocate all buffers and the resulting digest in "secure memory".  Use
1699 this is the hashed data is highly confidential.
1700
1701 @item GCRY_MD_FLAG_HMAC
1702 Turn the algorithm into a HMAC message authentication algorithm.  This
1703 does only work if just one algorithm is enabled for the handle and
1704 SHA-384 and SHA512 is not used.  Note that the function
1705 @code{gcry_md_setkey} must be used set the MAC key.  If you want CBC
1706 message authentication codes based on a cipher, see @xref{Working with
1707 cipher handles}.
1708
1709 @end table
1710 @c begin table of hash flags
1711
1712 You may use the function @code{gcry_md_is_enabled} to later check
1713 whether an algorithm has been enabled.
1714
1715 @end deftypefun
1716 @c end function gcry_md_open
1717
1718 If you want to calculate several hash algorithms at the same time, you
1719 have to use the following function right after the @code{gcry_md_open}:
1720
1721 @deftypefun gcry_error_t gcry_md_enable (gcry_md_hd_t @var{h}, int @var{algo})
1722
1723 Add the message digest algorithm @var{algo} to the digest object
1724 described by handle @var{h}.  Duplicated enabling of algorithms is
1725 detected and ignored.
1726 @end deftypefun
1727
1728 If the flag @code{GCRY_MD_FLAG_HMAC} was used, the key for the MAC must
1729 be set using the function:
1730
1731 @deftypefun gcry_error_t gcry_md_setkey (gcry_md_hd_t @var{h}, const void *@var{key}, size_t @var{keylen})
1732
1733 For use with the HMAC feature, set the MAC key to the value of @var{key}
1734 of length @var{keylen}.
1735 @end deftypefun
1736
1737
1738 After you are done with the hash calculation, you should release the
1739 resources by using:
1740
1741 @deftypefun void gcry_md_close (gcry_md_hd_t @var{h})
1742
1743 Release all resources of hash context @var{h}.  @var{h} should not be
1744 used after a call to this function.  A @code{NULL} passed as @var{h} is
1745 ignored.
1746
1747 @end deftypefun
1748
1749 Often you have to do several hash operations using the same algorithm.
1750 To avoid the overhead of creating and releasing context, a reset function
1751 is provided:
1752
1753 @deftypefun void gcry_md_reset (gcry_md_hd_t @var{h})
1754
1755 Reset the current context to its initial state.  This is effectively
1756 identical to a close followed by an open and enabling all currently
1757 active algorithms.
1758 @end deftypefun
1759
1760
1761 Often it is necessary to start hashing some data and than continue to
1762 hash different data.  To avoid hashing the same data several times (which
1763 might not even be possible if the data is received from a pipe), a
1764 snapshot of the current hash context can be taken and turned into a new
1765 context:
1766
1767 @deftypefun gcry_error_t gcry_md_copy (gcry_md_hd_t *@var{handle_dst}, gcry_md_hd_t @var{handle_src})
1768
1769 Create a new digest object as an exact copy of the object described by
1770 handle @var{handle_src} and store it in @var{handle_dst}.  The context
1771 is not reset and you can continue to hash data using this context and
1772 independently using the original context.
1773 @end deftypefun
1774
1775
1776 Now that we have prepared everything to calculate hashes, its time to
1777 see how it is actually done.  There are 2  ways for this, one to
1778 update the hash with a block of memory and one macro to update the hash
1779 by just one character.  Both may be used intermixed.
1780
1781 @deftypefun void gcry_md_write (gcry_md_hd_t @var{h}, const void *@var{buffer}, size_t @var{length})
1782
1783 Pass @var{length} bytes of the data in @var{buffer} to the digest object
1784 with handle @var{h} to update the digest values. This
1785 function should be used for large blocks of data.
1786 @end deftypefun
1787
1788 @deftypefun void gcry_md_putc (gcry_md_hd_t @var{h}, int @var{c})
1789
1790 Pass the byte in @var{c} to the digest object with handle @var{h} to
1791 update the digest value.  This is an efficient function, implemented as
1792 a macro to buffer the data before an actual update. 
1793 @end deftypefun
1794
1795 The semantics of the hash functions don't allow to read out intermediate
1796 message digests because the calculation must be finalized fist.  This
1797 finalization may for example include the number of bytes hashed in the
1798 message digest.  
1799
1800 @deftypefun void gcry_md_final (gcry_md_hd_t @var{h})
1801
1802 Finalize the message digest calculation.  This is not really needed
1803 because @code{gcry_md_read} does this implicitly.  After this has been
1804 done no further updates (by means of @code{gcry_md_write} or
1805 @code{gcry_md_putc} are allowed.  Only the first call to this function
1806 has an effect. It is implemented as a macro.
1807 @end deftypefun
1808
1809 The way to read out the calculated message digest is by using the
1810 function:
1811
1812 @deftypefun unsigned char *gcry_md_read (gcry_md_hd_t @var{h}, int @var{algo})
1813
1814 @code{gcry_md_read} returns the message digest after finalizing the
1815 calculation.  This function may be used as often as required but it will
1816 always return the same value for one handle.  The returned message digest
1817 is allocated within the message context and therefore valid until the
1818 handle is released or reseted (using @code{gcry_md_close} or
1819 @code{gcry_md_reset}.  @var{algo} may be given as 0 to return the only
1820 enabled message digest or it may specify one of the enabled algorithms.
1821 The function does return @code{NULL} if the requested algorithm has not
1822 been enabled.
1823 @end deftypefun
1824
1825 Because it is often necessary to get the message digest of one block of
1826 memory, a fast convenience function is available for this task: 
1827
1828 @deftypefun void gcry_md_hash_buffer (int @var{algo}, void *@var{digest}, const cvoid *@var{buffer}, size_t @var{length});
1829
1830 @code{gcry_md_hash_buffer} is a shortcut function to calculate a message
1831 digest of a buffer.  This function does not require a context and
1832 immediately returns the message digest of the @var{length} bytes at
1833 @var{buffer}.  @var{digest} must be allocated by the caller, large
1834 enough to hold the message digest yielded by the the specified algorithm
1835 @var{algo}.  This required size may be obtained by using the function
1836 @code{gcry_md_get_algo_dlen}.
1837
1838 Note, that this function will abort the process if an unavailable
1839 algorithm is used.
1840 @end deftypefun
1841
1842 @c ***********************************
1843 @c ***** MD info functions ***********
1844 @c ***********************************
1845
1846 Hash algorithms are identified by internal algorithm numbers (see
1847 @code{gcry_md_open} for a list.  However, in most applications they are
1848 used by names, so 2 functions are available to map between string
1849 representations and hash algorithm identifiers.
1850
1851 @deftypefun const char *gcry_md_algo_name (int @var{algo})
1852
1853 Map the digest algorithm id @var{algo} to a string representation of the
1854 algorithm name.  For unknown algorithms this functions returns an
1855 empty string.  This function should not be used to test for the
1856 availability of an algorithm.
1857 @end deftypefun
1858
1859 @deftypefun int gcry_md_map_name (const char *@var{name})
1860
1861 Map the algorithm with @var{name} to a digest algorithm identifier.
1862 Returns 0 if the algorithm name is not known.  Names representing
1863 @acronym{ASN.1} object identifiers are recognized if the @acronym{IETF}
1864 dotted format is used and the OID is prefixed with either "@code{oid.}"
1865 or "@code{OID.}".  For a list of supported OIDs, see the source code at
1866 @file{cipher/md.c}. This function should not be used to test for the
1867 availability of an algorithm.
1868 @end deftypefun
1869
1870 @deftypefun gcry_error_t gcry_md_get_asnoid (int @var{algo}, void *@var{buffer}, size_t *@var{length})
1871
1872 Return an DER encoded ASN.1 OID for the algorithm @var{algo} in the
1873 user allocated @var{buffer}. @var{length} must point to variable with
1874 the available size of @var{buffer} and receives after return the
1875 actual size of the returned OID.  The returned error code may be
1876 @code{GPG_ERR_TOO_SHORT} if the provided buffer is to short to receive
1877 the OID; it is possible to call the function with @code{NULL} for
1878 @var{buffer} to have it only return the required size.  The function
1879 returns 0 on success.
1880
1881 @end deftypefun
1882
1883
1884 To test whether an algorithm is actually available for use, the
1885 following macro should be used:
1886
1887 @deftypefun gcry_error_t gcry_md_test_algo (int @var{algo}) 
1888
1889 The macro returns 0 if the algorithm @var{algo} is available for use.
1890 @end deftypefun
1891
1892 If the length of a message digest is not known, it can be retrieved
1893 using the following function:
1894
1895 @deftypefun unsigned int gcry_md_get_algo_dlen (int @var{algo})
1896
1897 Retrieve the length in bytes of the digest yielded by algorithm
1898 @var{algo}.  This is often used prior to @code{gcry_md_read} to allocate
1899 sufficient memory for the digest.
1900 @end deftypefun
1901
1902
1903 In some situations it might be hard to remember the algorithm used for
1904 the ongoing hashing. The following function might be used to get that
1905 information:
1906
1907 @deftypefun int gcry_md_get_algo (gcry_md_hd_t @var{h})
1908
1909 Retrieve the algorithm used with the handle @var{h}. Note, that this
1910 does not work reliable if more than one algorithm is enabled in @var{h}.
1911 @end deftypefun
1912
1913 The following macro might also be useful:
1914
1915 @deftypefun int gcry_md_is_secure (gcry_md_hd_t @var{h})
1916
1917 This function returns true when the digest object @var{h} is allocated
1918 in "secure memory"; i.e. @var{h} was created with the
1919 @code{GCRY_MD_FLAG_SECURE}.
1920 @end deftypefun
1921
1922 @deftypefun int gcry_md_is_enabled (gcry_md_hd_t @var{h}, int @var{algo})
1923
1924 This function returns true when the algorithm @var{algo} has been
1925 enabled for the digest object @var{h}.
1926 @end deftypefun
1927
1928
1929
1930 Tracking bugs related to hashing is often a cumbersome task which
1931 requires to add a lot of printf statements into the code.  @acronym{Libgcrypt}
1932 provides an easy way to avoid this.  The actual data hashed can be
1933 written to files on request.  The following 2 macros should be used to
1934 implement such a debugging facility:
1935
1936 @deftypefun void gcry_md_start_debug (gcry_md_hd_t @var{h}, const char *@var{suffix})
1937
1938 Enable debugging for the digest object with handle @var{h}.  This
1939 creates create files named @file{dbgmd-<n>.<string>} while doing the
1940 actual hashing.  @var{suffix} is the string part in the filename.  The
1941 number is a counter incremented for each new hashing.  The data in the
1942 file is the raw data as passed to @code{gcry_md_write} or
1943 @code{gcry_md_putc}.
1944 @end deftypefun
1945
1946
1947 @deftypefun void gcry_md_stop_debug (gcry_md_hd_t @var{h}, int @var{reserved})
1948
1949 Stop debugging on handle @var{h}.  @var{reserved} should be specified as
1950 0.  This function is usually not required because @code{gcry_md_close}
1951 does implicitly stop debugging.
1952 @end deftypefun
1953
1954
1955 @c **********************************************************
1956 @c *******************  Public Key  *************************
1957 @c **********************************************************
1958 @node Public Key cryptography (I)
1959 @chapter Public Key cryptography (I)
1960
1961 Public key cryptography, also known as asymmetric cryptography, is an
1962 easy way for key management and to provide digital signatures.
1963 @acronym{Libgcrypt} provides two completely different interfaces to
1964 public key cryptography, this chapter explains the one based on
1965 S-expressions.
1966
1967 @menu
1968 * Available algorithms::        Algorithms supported by the library.
1969 * Used S-expressions::          Introduction into the used S-expression.
1970 * Public key modules::          How to work with public key modules.
1971 * Cryptographic Functions::     Functions for performing the cryptographic actions.
1972 * General public-key related Functions::  General functions, not implementing any cryptography.
1973 @end menu
1974
1975 @node Available algorithms
1976 @section Available algorithms
1977
1978 @acronym{Libgcrypt} supports the RSA (Rivest-Shamir-Adleman) algorithms as well
1979 as DSA (Digital Signature Algorithm) and ElGamal.  The versatile
1980 interface allows to add more algorithms in the future.
1981
1982 @node Used S-expressions
1983 @section Used S-expressions
1984
1985 @acronym{Libgcrypt}'s API for asymmetric cryptography is based on data
1986 structures called S-expressions (see XXXX) and does not work with
1987 contexts as most of the other building blocks of @acronym{Libgcrypt}
1988 do.
1989
1990 The following information are stored in S-expressions:
1991
1992 @table @asis
1993 @item keys
1994
1995 @item plain text data
1996
1997 @item encrypted data
1998
1999 @item signatures
2000
2001 @end table
2002
2003 @noindent
2004 To describe how @acronym{Libgcrypt} expect keys, we use some examples. Note that
2005 words in
2006 @ifnottex
2007 uppercase
2008 @end ifnottex
2009 @iftex
2010 italics
2011 @end iftex
2012 indicate parameters whereas lowercase words are literals.
2013
2014 @example
2015 (private-key
2016   (dsa
2017     (p @var{p-mpi})
2018     (q @var{q-mpi})
2019     (g @var{g-mpi})
2020     (y @var{y-mpi})
2021     (x @var{x-mpi})))
2022 @end example
2023
2024 @noindent
2025 This specifies a DSA private key with the following parameters:
2026
2027 @table @var
2028 @item p-mpi
2029 DSA prime @math{p}.
2030 @item q-mpi
2031 DSA group order @math{q} (which is a prime divisor of @math{p-1}).
2032 @item g-mpi
2033 DSA group generator @math{g}.
2034 @item y-mpi
2035 DSA public key value @math{y = g^x \bmod p}.
2036 @item x-mpi
2037 DSA secret exponent x.
2038 @end table
2039
2040 All the MPI values are  expected to be in @code{GCRYMPI_FMT_USG} format.
2041 The public key is similar with "private-key" replaced by "public-key"
2042 and no @var{x-mpi}.
2043
2044 An easy way to create such an S-expressions is by using
2045 @code{gcry_sexp_build} which allows to pass a string with printf-like
2046 escapes to insert MPI values.
2047
2048 @noindent
2049 Here is an example for an RSA key:
2050
2051 @example
2052 (private-key
2053   (rsa
2054     (n @var{n-mpi})
2055     (e @var{e-mpi})
2056     (d @var{d-mpi})
2057     (p @var{p-mpi})
2058     (q @var{q-mpi})
2059     (u @var{u-mpi})
2060 @end example
2061
2062 @noindent
2063 with
2064
2065 @table @var
2066 @item n-mpi
2067 RSA public modulus @math{n}.
2068 @item e-mpi
2069 RSA public exponent @math{e}.
2070 @item d-mpi
2071 RSA secret exponent @math{d = e^{-1} \bmod (p-1)(q-1)}.
2072 @item p-mpi
2073 RSA secret prime @math{p}.
2074 @item q-mpi
2075 RSA secret prime @math{q} with @math{q > p}.
2076 @item u-mpi
2077 multiplicative inverse @math{u = p^{-1} \bmod q}.
2078 @end table
2079
2080 @node Public key modules
2081 @section Public key modules
2082
2083 @acronym{Libgcrypt} makes it possible to load additional `public key
2084 modules'; these public key algorithms can be used just like the
2085 algorithms that are built into the library directly.  For an
2086 introduction into extension modules, see @xref{Modules}.
2087
2088 @deftp {Data type} gcry_pk_spec_t
2089 This is the `module specification structure' needed for registering
2090 public key modules, which has to be filled in by the user before it
2091 can be used to register a module.  It contains the following members:
2092
2093 @table @code
2094 @item const char *name
2095 The primary name of this algorithm.
2096 @item char **aliases
2097 A list of strings that are `aliases' for the algorithm.  The list
2098 must be terminated with a NULL element.
2099 @item const char *elements_pkey
2100 String containing the one-letter names of the MPI values contained in
2101 a public key.
2102 @item const char *element_skey
2103 String containing the one-letter names of the MPI values contained in
2104 a secret key.
2105 @item const char *elements_enc
2106 String containing the one-letter names of the MPI values that are the
2107 result of an encryption operation using this algorithm.
2108 @item const char *elements_sig
2109 String containing the one-letter names of the MPI values that are the
2110 result of a sign operation using this algorithm.
2111 @item const char *elements_grip
2112 String containing the one-letter names of the MPI values that are to
2113 be included in the `key grip'.
2114 @item int use
2115 The bitwise-OR of the following flags, depending on the abilities of
2116 the algorithm:
2117 @table @code
2118 @item GCRY_PK_USAGE_SIGN
2119 The algorithm supports signing and verifying of data.
2120 @item GCRY_PK_USAGE_ENCR
2121 The algorithm supports the encryption and decryption of data.
2122 @end table
2123 @item gcry_pk_generate_t generate
2124 The function responsible for generating a new key pair.  See below for
2125 a description of this type.
2126 @item gcry_pk_check_secret_key_t check_secret_key
2127 The function responsible for checking the sanity of a provided secret
2128 key.  See below for a description of this type.
2129 @item gcry_pk_encrypt_t encrypt
2130 The function responsible for encrypting data.  See below for a
2131 description of this type.
2132 @item gcry_pk_decrypt_t decrypt
2133 The function responsible for decrypting data.  See below for a
2134 description of this type.
2135 @item gcry_pk_sign_t sign
2136 The function responsible for signing data.  See below for a description
2137 of this type.
2138 @item gcry_pk_verify_t verify
2139 The function responsible for verifying that the provided signature
2140 matches the provided data.  See below for a description of this type.
2141 @item gcry_pk_get_nbits_t get_nbits
2142 The function responsible for returning the number of bits of a provided
2143 key.  See below for a description of this type.
2144 @end table
2145 @end deftp
2146
2147 @deftp {Data type} gcry_pk_generate_t
2148 Type for the `generate' function, defined as: gcry_err_code_t
2149 (*gcry_pk_generate_t) (int algo, unsigned int nbits, unsigned long
2150 use_e, gcry_mpi_t *skey, gcry_mpi_t **retfactors)
2151 @end deftp
2152
2153 @deftp {Data type} gcry_pk_check_secret_key_t
2154 Type for the `check_secret_key' function, defined as: gcry_err_code_t
2155 (*gcry_pk_check_secret_key_t) (int algo, gcry_mpi_t *skey)
2156 @end deftp
2157
2158 @deftp {Data type} gcry_pk_encrypt_t
2159 Type for the `encrypt' function, defined as: gcry_err_code_t
2160 (*gcry_pk_encrypt_t) (int algo, gcry_mpi_t *resarr, gcry_mpi_t data,
2161 gcry_mpi_t *pkey, int flags)
2162 @end deftp
2163
2164 @deftp {Data type} gcry_pk_decrypt_t
2165 Type for the `decrypt' function, defined as: gcry_err_code_t
2166 (*gcry_pk_decrypt_t) (int algo, gcry_mpi_t *result, gcry_mpi_t *data,
2167 gcry_mpi_t *skey, int flags)
2168 @end deftp
2169
2170 @deftp {Data type} gcry_pk_sign_t
2171 Type for the `sign' function, defined as: gcry_err_code_t
2172 (*gcry_pk_sign_t) (int algo, gcry_mpi_t *resarr, gcry_mpi_t data,
2173 gcry_mpi_t *skey)
2174 @end deftp
2175
2176 @deftp {Data type} gcry_pk_verify_t
2177 Type for the `verify' function, defined as: gcry_err_code_t
2178 (*gcry_pk_verify_t) (int algo, gcry_mpi_t hash, gcry_mpi_t *data,
2179 gcry_mpi_t *pkey, int (*cmp) (void *, gcry_mpi_t), void *opaquev)
2180 @end deftp
2181
2182 @deftp {Data type} gcry_pk_get_nbits_t
2183 Type for the `get_nbits' function, defined as: unsigned
2184 (*gcry_pk_get_nbits_t) (int algo, gcry_mpi_t *pkey)
2185 @end deftp
2186
2187 @deftypefun gcry_error_t gcry_pk_register (gcry_pk_spec_t *@var{pubkey}, unsigned int *algorithm_id, gcry_module_t *@var{module})
2188
2189 Register a new public key module whose specification can be found in
2190 @var{pubkey}.  On success, a new algorithm ID is stored in
2191 @var{algorithm_id} and a pointer representing this module is stored
2192 in @var{module}.
2193 @end deftypefun
2194
2195 @deftypefun void gcry_pk_unregister (gcry_module_t @var{module})
2196 Unregister the public key module identified by @var{module}, which
2197 must have been registered with gcry_pk_register.
2198 @end deftypefun
2199
2200 @deftypefun gcry_error_t gcry_pk_list (int *@var{list}, int *@var{list_length})
2201 Get a list consisting of the IDs of the loaded pubkey modules.  If
2202 @var{list} is zero, write the number of loaded pubkey modules to
2203 @var{list_length} and return.  If @var{list} is non-zero, the first
2204 *@var{list_length} algorithm IDs are stored in @var{list}, which must
2205 be of according size.  In case there are less pubkey modules than
2206 *@var{list_length}, *@var{list_length} is updated to the correct
2207 number.
2208 @end deftypefun
2209
2210 @node Cryptographic Functions
2211 @section Cryptographic Functions
2212
2213 @noindent
2214 Note, that we will in future allow to use keys without p,q and u
2215 specified and may also support other parameters for performance
2216 reasons. 
2217
2218 @noindent
2219
2220 Some functions operating on S-expressions support `flags', that
2221 influence the operation.  These flags have to be listed in a
2222 sub-S-expression named `flags'; the following flags are known:
2223
2224 @table @var
2225 @item pkcs1
2226 Use PKCS#1 block type 2 padding.
2227 @item no-blinding
2228 Do not use a technique called `blinding', which is used by default in
2229 order to prevent leaking of secret information.  Blinding is only
2230 implemented by RSA, but it might be implemented by other algorithms in
2231 the future as well, when necessary.
2232 @end table
2233
2234 @noindent
2235 Now that we know the key basics, we can carry on and explain how to
2236 encrypt and decrypt data.  In almost all cases the data is a random
2237 session key which is in turn used for the actual encryption of the real
2238 data.  There are 2 functions to do this:
2239
2240 @deftypefun gcry_error_t gcry_pk_encrypt (@w{gcry_sexp_t *@var{r_ciph},} @w{gcry_sexp_t @var{data},} @w{gcry_sexp_t @var{pkey}})
2241
2242 Obviously a public key must be provided for encryption.  It is
2243 expected as an appropriate S-expression (see above) in @var{pkey}.
2244 The data to be encrypted can either be in the simple old format, which
2245 is a very simple S-expression consisting only of one MPI, or it may be
2246 a more complex S-expression which also allows to specify flags for
2247 operation, like e.g. padding rules.
2248
2249 @noindent
2250 If you don't want to let @acronym{Libgcrypt} handle the padding, you must pass an
2251 appropriate MPI using this expression for @var{data}:
2252
2253 @example 
2254 (data
2255   (flags raw)
2256   (value @var{mpi}))
2257 @end example
2258
2259 @noindent
2260 This has the same semantics as the old style MPI only way.  @var{MPI} is
2261 the actual data, already padded appropriate for your protocol.  Most
2262 systems however use PKCS#1 padding and so you can use this S-expression
2263 for @var{data}:
2264
2265 @example 
2266 (data
2267   (flags pkcs1)
2268   (value @var{block}))
2269 @end example
2270
2271 @noindent
2272 Here, the "flags" list has the "pkcs1" flag which let the function know
2273 that it should provide PKCS#1 block type 2 padding.  The actual data to
2274 be encrypted is passed as a string of octets in @var{block}.  The
2275 function checks that this data actually can be used with the given key,
2276 does the padding and encrypts it.
2277
2278 If the function could successfully perform the encryption, the return
2279 value will be 0 and a a new S-expression with the encrypted result is
2280 allocated and assign to the variable at the address of @var{r_ciph}.
2281 The caller is responsible to release this value using
2282 @code{gcry_sexp_release}.  In case of an error, an error code is
2283 returned and @var{r_ciph} will be set to @code{NULL}.
2284
2285 @noindent
2286 The returned S-expression has this format when used with RSA:
2287
2288 @example
2289 (enc-val
2290   (rsa
2291     (a @var{a-mpi})))
2292 @end example
2293
2294 @noindent
2295 Where @var{a-mpi} is an MPI with the result of the RSA operation.  When
2296 using the ElGamal algorithm, the return value will have this format:
2297
2298 @example
2299 (enc-val
2300   (elg
2301     (a @var{a-mpi})
2302     (b @var{b-mpi})))
2303 @end example
2304
2305 @noindent
2306 Where @var{a-mpi} and @var{b-mpi} are MPIs with the result of the
2307 ElGamal encryption operation.
2308 @end deftypefun
2309 @c end gcry_pk_encrypt
2310
2311 @deftypefun gcry_error_t gcry_pk_decrypt (@w{gcry_sexp_t *@var{r_plain},} @w{gcry_sexp_t @var{data},} @w{gcry_sexp_t @var{skey}})
2312
2313 Obviously a private key must be provided for decryption.  It is expected
2314 as an appropriate S-expression (see above) in @var{skey}.  The data to
2315 be decrypted must match the format of the result as returned by
2316 @code{gcry_pk_encrypt}, but should be enlarged with a @code{flags}
2317 element:
2318
2319 @example
2320 (enc-val
2321   (flags)
2322   (elg
2323     (a @var{a-mpi})
2324     (b @var{b-mpi})))
2325 @end example
2326
2327 @noindent
2328 Note, that this function currently does not know of any padding
2329 methods and the caller must do any un-padding on his own.
2330
2331 @noindent
2332 The function returns 0 on success or an error code.  The variable at the
2333 address of @var{r_plain} will be set to NULL on error or receive the
2334 decrypted value on success.  The format of @var{r_plain} is a
2335 simple S-expression part (i.e. not a valid one) with just one MPI if
2336 there was no @code{flags} element in @var{data}; if at least an empty
2337 @code{flags} is passed in @var{data}, the format is:
2338
2339 @example
2340 (value @var{plaintext})
2341 @end example
2342 @end deftypefun
2343 @c end gcry_pk_decrypt
2344
2345
2346 Another operation commonly performed using public key cryptography is
2347 signing data.  In some sense this is even more important than
2348 encryption because digital signatures are an important instrument for
2349 key management.  @acronym{Libgcrypt} supports digital signatures using
2350 2 functions, similar to the encryption functions:
2351
2352 @deftypefun gcry_error_t gcry_pk_sign (@w{gcry_sexp_t *@var{r_sig},} @w{gcry_sexp_t @var{data},} @w{gcry_sexp_t @var{skey}})
2353
2354 This function creates a digital signature for @var{data} using the
2355 private key @var{skey} and place it into the variable at the address of
2356 @var{r_sig}.  @var{data} may either be the simple old style S-expression
2357 with just one MPI or a modern and more versatile S-expression which
2358 allows to let @acronym{Libgcrypt} handle padding:
2359
2360 @example 
2361  (data
2362   (flags pkcs1)
2363   (hash @var{hash-algo} @var{block}))
2364 @end example
2365
2366 @noindent
2367 This example requests to sign the data in @var{block} after applying
2368 PKCS#1 block type 1 style padding.  @var{hash-algo} is a string with the
2369 hash algorithm to be encoded into the signature, this may be any hash
2370 algorithm name as supported by @acronym{Libgcrypt}.  Most likely, this will be
2371 "sha1", "rmd160" or "md5".  It is obvious that the length of @var{block}
2372 must match the size of that message digests; the function checks that
2373 this and other constraints are valid.
2374
2375 @noindent
2376 If PKCS#1 padding is not required (because the caller does already
2377 provide a padded value), either the old format or better the following
2378 format should be used:
2379
2380 @example
2381 (data
2382   (flags raw)
2383   (value @var{mpi}))
2384 @end example
2385
2386 @noindent
2387 Here, the data to be signed is directly given as an @var{MPI}.
2388
2389 @noindent
2390 The signature is returned as a newly allocated S-expression in
2391 @var{r_sig} using this format for RSA:
2392
2393 @example
2394 (sig-val
2395   (rsa
2396     (s @var{s-mpi})))
2397 @end example
2398
2399 Where @var{s-mpi} is the result of the RSA sign operation.  For DSA the
2400 S-expression returned is:
2401
2402 @example
2403 (sig-val
2404   (dsa
2405     (r @var{r-mpi})
2406     (s @var{s-mpi})))
2407 @end example
2408
2409 Where @var{r-mpi} and @var{s-mpi} are the result of the DSA sign
2410 operation.  For ElGamal signing (which is slow, yields large numbers
2411 and probably is not as secure as the other algorithms), the same format is
2412 used with "elg" replacing "dsa".
2413 @end deftypefun
2414 @c end gcry_pk_sign
2415
2416 @noindent
2417 The operation most commonly used is definitely the verification of a
2418 signature.  @acronym{Libgcrypt} provides this function:
2419
2420 @deftypefun gcry_error_t gcry_pk_verify (@w{gcry_sexp_t @var{sig}}, @w{gcry_sexp_t @var{data}}, @w{gcry_sexp_t @var{pkey}})
2421
2422 This is used to check whether the signature @var{sig} matches the
2423 @var{data}.  The public key @var{pkey} must be provided to perform this
2424 verification.  This function is similar in its parameters to
2425 @code{gcry_pk_sign} with the exceptions that the public key is used
2426 instead of the private key and that no signature is created but a
2427 signature, in a format as created by @code{gcry_pk_sign}, is passed to
2428 the function in @var{sig}.
2429
2430 @noindent
2431 The result is 0 for success (i.e. the data matches the signature), or an
2432 error code where the most relevant code is @code{GCRYERR_BAD_SIGNATURE}
2433 to indicate that the signature does not match the provided data.
2434
2435 @end deftypefun
2436 @c end gcry_pk_verify
2437
2438 @node General public-key related Functions
2439 @section General public-key related Functions
2440
2441 @noindent
2442 A couple of utility functions are available to retrieve the length of
2443 the key, map algorithm identifiers and perform sanity checks:
2444
2445 @deftypefun {const char *} gcry_pk_algo_name (int @var{algo})
2446
2447 Map the public key algorithm id @var{algo} to a string representation of
2448 the algorithm name.  For unknown algorithms this functions returns an
2449 empty string.
2450 @end deftypefun
2451
2452 @deftypefun int gcry_pk_map_name (const char *@var{name})
2453
2454 Map the algorithm @var{name} to a public key algorithm Id.  Returns 0 if
2455 the algorithm name is not known.
2456 @end deftypefun
2457
2458 @deftypefun int gcry_pk_test_algo (int @var{algo})
2459
2460 Return 0 if the public key algorithm @var{algo} is available for use.
2461 Note, that this is implemented as a macro.
2462 @end deftypefun
2463
2464
2465 @deftypefun {unsigned int} gcry_pk_get_nbits (gcry_sexp_t @var{key})
2466
2467 Return what is commonly referred as the key length for the given
2468 public or private in @var{key}.
2469 @end deftypefun
2470
2471 @deftypefun {unsigned char *} gcry_pk_get_keygrip (@w{gcry_sexp_t @var{key}}, @w{unsigned char *@var{array}})
2472
2473 Return the so called "keygrip" which is the SHA-1 hash of the public key
2474 parameters expressed in a way depended on the algorithm.  @var{array}
2475 must either provide space for 20 bytes or @code{NULL;}. In the latter
2476 case a newly allocated array of that size is returned.  On success a
2477 pointer to the newly allocated space or to @var{array} is returned.
2478 @code{NULL} is returned to indicate an error which is most likely an unknown
2479 algorithm or one where a "keygrip" has not yet been defined.
2480 The function accepts public or secret keys in @var{key}.
2481 @end deftypefun
2482
2483 @deftypefun gcry_error_t gcry_pk_testkey (gcry_sexp_t @var{key})
2484
2485 Return zero if the private key @var{key} is `sane', an error code otherwise.
2486 Note, that it is not possible to chek the `saneness' of a public key.
2487
2488 @end deftypefun
2489
2490
2491 @deftypefun int gcry_pk_algo_info (@w{int @var{algo}}, @w{int @var{what}}, @w{void *@var{buffer}}, @w{size_t *@var{nbytes}})
2492
2493 Depending on the value of @var{what} return various information about
2494 the public key algorithm with the id @var{algo}.  Note, that the
2495 function returns @code{-1} on error and the actual error code must be
2496 retrieved using the function @code{gcry_errno}.  The currently defined
2497 values for @var{what} are:
2498
2499 @table @code
2500 @item GCRYCTL_TEST_ALGO:
2501 Return 0 when the specified algorithm is available for use.
2502 @var{buffer} must be @code{NULL}, @var{nbytes} may be passed as
2503 @code{NULL} or point to a variable with the required usage of the
2504 algorithm. This may be 0 for "don't care" or the bit-wise OR of these
2505 flags:
2506
2507 @table @code
2508 @item GCRY_PK_USAGE_SIGN 
2509 Algorithm is usable for signing.
2510 @item GCRY_PK_USAGE_ENCR 
2511 Algorithm is usable for encryption.
2512 @end table
2513
2514 @item GCRYCTL_GET_ALGO_USAGE:
2515 Return the usage flags for the given algorithm.  An invalid algorithm
2516 return 0.  Disabled algorithms are ignored here because we
2517 want to know whether the algorithm is at all capable of a certain usage.
2518
2519 @item GCRYCTL_GET_ALGO_NPKEY
2520 Return the number of elements the public key for algorithm @var{algo}
2521 consist of.  Return 0 for an unknown algorithm.
2522
2523 @item GCRYCTL_GET_ALGO_NSKEY
2524 Return the number of elements the private key for algorithm @var{algo}
2525 consist of.  Note that this value is always larger than that of the
2526 public key.  Return 0 for an unknown algorithm.
2527
2528 @item GCRYCTL_GET_ALGO_NSIGN
2529 Return the number of elements a signature created with the algorithm
2530 @var{algo} consists of.  Return 0 for an unknown algorithm or for an
2531 algorithm not capable of creating signatures.
2532
2533 @item GCRYCTL_GET_ALGO_NENC
2534 Return the number of elements a encrypted message created with the algorithm
2535 @var{algo} consists of.  Return 0 for an unknown algorithm or for an
2536 algorithm not capable of encryption.
2537 @end table
2538
2539 @noindent
2540 Please note that parameters not required should be passed as @code{NULL}.
2541 @end deftypefun
2542 @c end gcry_pk_algo_info
2543
2544
2545 @deftypefun gcry_error_t gcry_pk_ctl (@w{int @var{cmd}}, @w{void *@var{buffer}}, @w{size_t @var{buflen}})
2546
2547 This is a general purpose function to perform certain control
2548 operations.  @var{cmd} controls what is to be done. The return value is
2549 0 for success or an error code.  Currently supported values for
2550 @var{cmd} are:
2551
2552 @table @code
2553 @item GCRYCTL_DISABLE_ALGO
2554 Disable the algorithm given as an algorithm id in @var{buffer}.
2555 @var{buffer} must point to an @code{int} variable with the algorithm id
2556 and @var{buflen} must have the value @code{sizeof (int)}.
2557
2558 @end table
2559 @end deftypefun
2560 @c end gcry_pk_ctl
2561
2562 @noindent
2563 @acronym{Libgcrypt} also provides a function for generating public key
2564 pairs:
2565
2566 @deftypefun gcry_error_t gcry_pk_genkey (@w{gcry_sexp_t *@var{r_key}}, @w{gcry_sexp_t @var{parms}})
2567
2568 This function create a new public key pair using information given in
2569 the S-expression @var{parms} and stores the private and the public key
2570 in one new S-expression at the address given by @var{r_key}.  In case of
2571 an error, @var{r_key} is set to @code{NULL}.  The return code is 0 for
2572 success or an error code otherwise.
2573
2574 @noindent
2575 Here is an example for @var{parms} for creating a 1024 bit RSA key:
2576
2577 @example
2578 (genkey
2579   (rsa
2580     (nbits 4:1024)))
2581 @end example
2582
2583 @noindent
2584 To create an ElGamal key, substitute "elg" for "rsa" and to create a DSA
2585 key use "dsa".  Valid ranges for the key length depend on the
2586 algorithms; all commonly used key lengths are supported.  Currently
2587 supported parameters are:
2588
2589 @table @code
2590 @item nbits
2591 This is always required to specify the length of the key.  The argument
2592 is a string with a number in C-notation.
2593
2594 @item rsa-use-e
2595 This is only used with RSA to give a hint for the public exponent. The
2596 value will be used as a base to test for a usable exponent. Some values
2597 are special:
2598
2599 @table @samp
2600 @item 0
2601 Use a secure and fast value.  This is currently the number 41.
2602 @item 1
2603 Use a secure value as required by some specification.  This is currently
2604 the number 65537.
2605 @item 2
2606 Reserved
2607 @end table
2608
2609 @noindent
2610 If this parameter is not used, @acronym{Libgcrypt} uses for historic reasons
2611 65537.
2612
2613 @end table
2614 @c end table of parameters
2615
2616 @noindent
2617 The key pair is returned in a format depending on the algorithm.  Both
2618 private and public keys are returned in one container and may be
2619 accompanied by some miscellaneous information.
2620
2621 @noindent
2622 As an example, here is what the ElGamal key generation returns:
2623
2624 @example
2625 (key-data
2626   (public-key
2627     (elg
2628       (p @var{p-mpi})
2629       (g @var{g-mpi})
2630       (y @var{y-mpi})))
2631   (private-key
2632     (elg
2633       (p @var{p-mpi})
2634       (g @var{g-mpi})
2635       (y @var{y-mpi})
2636       (x @var{x-mpi})))
2637   (misc-key-info
2638     (pm1-factors @var{n1 n2 ... nn})))
2639 @end example
2640
2641 @noindent
2642 As you can see, some of the information is duplicated, but this provides
2643 an easy way to extract either the public or the private key.  Note that
2644 the order of the elements is not defined, e.g. the private key may be
2645 stored before the public key. @var{n1 n2 ... nn} is a list of prime
2646 numbers used to composite @var{p-mpi}; this is in general not a very
2647 useful information.
2648 @end deftypefun
2649 @c end gcry_pk_genkey
2650
2651 @node Public Key cryptography (II)
2652 @chapter Public Key cryptography (II)
2653
2654 This chapter documents the alternative interface to asymmetric
2655 cryptography (ac) that is not based on S-expressions, but on native C
2656 data structures.  As opposed to the pk interface described in the
2657 former chapter, this one follows an open/use/close paradigm like other
2658 building blocks of the library.
2659
2660 @menu
2661 * Available asymmetric algorithms::  List of algorithms supported by the library.
2662 * Working with sets of data::   How to work with sets of data.
2663 * Working with handles::        How to use handles.
2664 * Working with keys::           How to work with keys.
2665 * Using cryptographic functions::  How to perform cryptographic operations.
2666 * Handle-independent functions::  General functions independent of handles.
2667 @end menu
2668
2669 @node Available asymmetric algorithms
2670 @section Available asymmetric algorithms
2671
2672 @acronym{Libgcrypt} supports the RSA (Rivest-Shamir-Adleman)
2673 algorithms as well as DSA (Digital Signature Algorithm) and ElGamal.
2674 The versatile interface allows to add more algorithms in the future.
2675
2676 @deftp {Data type} gcry_ac_id_t
2677
2678 The following constants are defined for this type:
2679
2680 @table @code
2681 @item GCRY_AC_RSA
2682 Riven-Shamir-Adleman
2683 @item GCRY_AC_DSA
2684 Digital Signature Algorithm
2685 @item GCRY_AC_ELG
2686 ElGamal
2687 @item GCRY_AC_ELG_E
2688 ElGamal, encryption only.
2689 @end table
2690 @end deftp
2691
2692 @node Working with sets of data
2693 @section Working with sets of data
2694
2695 In the context of this interface the term `data set' refers to a list
2696 of `named MPI values' that is used by functions performing
2697 cryptographic operations.
2698
2699 Such data sets are used for representing keys, since keys simply
2700 consist of a variable amount of numbers.  Furthermore some functions
2701 return data sets to the caller that are to be provided to other
2702 functions.
2703
2704 This section documents the data types, symbols and functions that are
2705 relevant for working with such data sets.
2706
2707 @deftp {Data type} gcry_ac_data_t
2708 A data set, that is simply a list of named MPI values.
2709 @end deftp
2710
2711 The following flags are supported:
2712
2713 @table @code
2714 @item GCRY_AC_FLAG_DEALLOC
2715 Used for storing data in a data set.  If given, the data will be
2716 released by the library.
2717
2718 @item GCRY_AC_FLAG_COPY
2719 Used for storing/retrieving data in/from a data set.  If given, the
2720 library will create copies of the provided/contained data, which will
2721 then be given to the user/associated with the data set.
2722 @end table
2723
2724 @deftypefun gcry_error_t gcry_ac_data_new (gcry_ac_data_t *@var{data})
2725 Creates a new, empty data set and stores it in @var{data}.
2726 @end deftypefun
2727
2728 @deftypefun void gcry_ac_data_destroy (gcry_ac_data_t @var{data})
2729 Destroys the data set @var{data}.
2730 @end deftypefun
2731
2732 @deftypefun gcry_error_t gcry_ac_data_set (gcry_ac_data_t @var{data}, unsigned int @var{flags}, char *@var{name}, gcry_mpi_t @var{mpi})
2733 Add the value @var{mpi} to @var{data} with the label @var{name}.  If
2734 @var{flags} contains GCRY_AC_FLAG_DATA_COPY, the data set will contain
2735 copies of @var{name} and @var{mpi}.  If @var{flags} contains
2736 GCRY_AC_FLAG_DATA_DEALLOC or GCRY_AC_FLAG_DATA_COPY, the values
2737 contained in the data set will be deallocated when they are to be
2738 removed from the data set.
2739 @end deftypefun
2740
2741 @deftypefun gcry_error_t gcry_ac_data_copy (gcry_ac_data_t *@var{data_cp}, gcry_ac_data_t @var{data})
2742 Create a copy of the data set @var{data} and store it in @var{data_cp}.
2743 @end deftypefun
2744
2745 @deftypefun unsigned int gcry_ac_data_length (gcry_ac_data_t @var{data})
2746 Returns the number of named MPI values inside of the data set
2747 @var{data}.
2748 @end deftypefun
2749
2750 @deftypefun gcry_error_t gcry_ac_data_get_name (gcry_ac_data_t @var{data}, unsigned int @var{flags}, char *@var{name}, gcry_mpi_t *@var{mpi})
2751 Store the value labelled with @var{name} found in @var{data} in
2752 @var{mpi}.  If @var{flags} contains GCRY_AC_FLAG_COPY, store a copy of
2753 the @var{mpi} value contained in the data set.  @var{mpi} may be NULL.
2754 @end deftypefun
2755
2756 @deftypefun gcry_error_t gcry_ac_data_get_index (gcry_ac_data_t @var{data}, unsigned int flags, unsigned int @var{index}, const char **@var{name}, gcry_mpi_t *@var{mpi})
2757 Stores in @var{name} and @var{mpi} the named @var{mpi} value contained
2758 in the data set @var{data} with the index @var{idx}.  If @var{flags}
2759 contains GCRY_AC_FLAG_COPY, store copies of the values contained in
2760 the data set. @var{name} or @var{mpi} may be NULL.
2761 @end deftypefun
2762
2763 @deftypefun void gcry_ac_data_clear (gcry_ac_data_t @var{data})
2764 Destroys any values contained in the data set @var{data}.
2765 @end deftypefun
2766
2767 @node Working with handles
2768 @section Working with handles
2769
2770 In order to use an algorithm, an according handle must be created.
2771 This is done using the following function:
2772
2773 @deftypefun gcry_error_t gcry_ac_open (gcry_ac_handle_t *@var{handle}, int @var{algorithm}, int @var{flags})
2774
2775 Creates a new handle for the algorithm @var{algorithm} and stores it
2776 in @var{handle}.  @var{flags} is not used yet.
2777
2778 @var{algorithm} must be a valid algorithm ID, see @xref{Available
2779 algorithms}, for a list of supported algorithms and the according
2780 constants.  Besides using the listed constants directly, the functions
2781 @code{gcry_ac_name_to_id} may be used to convert the textual name of
2782 an algorithm into the according numeric ID.
2783 @end deftypefun
2784
2785 @deftypefun void gcry_ac_close (gcry_ac_handle_t @var{handle})
2786 Destroys the handle @var{handle}.
2787 @end deftypefun
2788
2789 @node Working with keys
2790 @section Working with keys
2791
2792 @deftp {Data type} gcry_ac_key_type_t
2793 Defined constants:
2794
2795 @table @code
2796 @item GCRY_AC_KEY_TYPE_SECRET
2797 Specifies a secret key.
2798 @item GCRY_AC_KEY_TYPE_PUBLIC
2799 Specifies a public key.
2800 @end table
2801 @end deftp
2802
2803 @deftp {Data type} gcry_ac_key_t
2804 This type represents a single `key', either a secret one or a public
2805 one.
2806 @end deftp
2807
2808 @deftp {Data type} gcry_ac_key_pair_t
2809 This type represents a `key pair' containing a secret and a public key.
2810 @end deftp
2811
2812 Key data structures can be created in two different ways; a new key
2813 pair can be generated, resulting in ready-to-use key.  Alternatively a
2814 key can be initialized from a given data set.
2815
2816 @deftypefun gcry_error_t gcry_ac_key_init (gcry_ac_key_t *@var{key}, gcry_ac_handle_t @var{handle}, gcry_ac_key_type_t @var{type}, gcry_ac_data_t @var{data})
2817 Creates a new key of type @var{type}, consisting of the MPI values
2818 contained in the data set @var{data} and stores it in @var{key}.
2819 @end deftypefun
2820
2821 @deftypefun gcry_error_t gcry_ac_key_pair_generate (gcry_ac_handle_t @var{handle}, unsigned int @var{nbits}, void *@var{key_spec}, gcry_ac_key_pair_t *@var{key_pair}, gcry_mpi_t **@var{misc_data})
2822
2823 Generates a new key pair via the handle @var{handle} of @var{NBITS}
2824 bits and stores it in @var{key_pair}.
2825
2826 In case non-standard settings are wanted, a pointer to a structure of
2827 type @code{gcry_ac_key_spec_<algorithm>_t}, matching the selected
2828 algorithm, can be given as @var{key_spec}.  @var{misc_data} is not
2829 used yet.  Such a structure does only exist for RSA.  A descriptions
2830 of the members of the supported structures follows.
2831
2832 @table @code
2833 @item gcry_ac_key_spec_rsa_t
2834 @table @code
2835 @item gcry_mpi_t e
2836 Generate the key pair using a special @code{e}.  The value of @code{e}
2837 has the following meanings:
2838 @table @code
2839 @item = 0
2840 Let @acronym{Libgcrypt} device what exponent should be used.
2841 @item = 1
2842 Request the use of a ``secure'' exponent; this is required by some
2843 specification to be 65537.
2844 @item > 2
2845 Try starting at this value until a working exponent is found.  Note,
2846 that the current implementation leaks some information about the
2847 private key because the incrementation used is not randomized.  Thus,
2848 this function will be changed in the future to return a random
2849 exponent of the given size.
2850 @end table
2851 @end table
2852 @end table
2853
2854 Example code:
2855 @example
2856 @{
2857   gcry_ac_key_pair_t key_pair;
2858   gcry_ac_key_spec_rsa  rsa_spec;
2859
2860   rsa_spec.e = gcry_mpi_new (0);
2861   gcry_mpi_set_ui (rsa_spec.e, 1)
2862
2863   err = gcry_ac_open  (&handle, GCRY_AC_RSA, 0);
2864   assert (! err);
2865
2866   err = gcry_ac_key_pair_generate (handle, &key_pair, 1024, (void *) &rsa_spec);
2867   assert (! err);
2868 @}
2869 @end example
2870 @end deftypefun
2871
2872
2873 @deftypefun gcry_ac_key_t gcry_ac_key_pair_extract (gcry_ac_key_pair_t @var{key_pair}, gcry_ac_key_type_t @var{which})
2874 Returns the key of type @var{which} out of the key pair
2875 @var{key_pair}.
2876 @end deftypefun
2877
2878 @deftypefun void gcry_ac_key_destroy (gcry_ac_key_t @var{key})
2879 Destroys the key @var{key}.
2880 @end deftypefun
2881
2882 @deftypefun void gcry_ac_key_pair_destroy (gcry_ac_key_pair_t @var{key_pair})
2883 Destroys the key pair @var{key_pair}.
2884 @end deftypefun
2885
2886 @deftypefun gcry_ac_data_t gcry_ac_key_data_get (gcry_ac_key_t @var{key})
2887 Returns the data set contained in the key @var{key}.
2888 @end deftypefun
2889
2890 @deftypefun gcry_error_t gcry_ac_key_test (gcry_ac_handle_t @var{handle}, gcry_ac_key_t @var{key})
2891 Verifies that the private key @var{key} is sane via @var{handle}.
2892 @end deftypefun
2893
2894 @deftypefun gcry_error_t gcry_ac_key_get_nbits (gcry_ac_handle_t @var{handle}, gcry_ac_key_t @var{key}, unsigned int *@var{nbits})
2895 Stores the number of bits of the key @var{key} in @var{nbits} via @var{handle}.
2896 @end deftypefun
2897
2898 @deftypefun gcry_error_t gcry_ac_key_get_grip (gcry_ac_handle_t @var{handle}, gcry_ac_key_t @var{key}, unsigned char *@var{key_grip})
2899 Writes the 20 byte long key grip of the key @var{key} to
2900 @var{key_grip} via @var{handle}.
2901 @end deftypefun
2902
2903 @node Using cryptographic functions
2904 @section Using cryptographic functions
2905
2906 The following flags might be relevant:
2907
2908 @table @code
2909 @item GCRY_AC_FLAG_NO_BLINDING
2910 Disable any blinding, which might be supported by the chosen
2911 algorithm; blinding is the default.
2912 @end table
2913
2914 There exist two kinds of cryptographic functions available through the
2915 ac interface: primitives, and high-level functions.
2916
2917 Primitives deal with MPIs (data sets) directly; what they provide is
2918 direct access to the cryptographic operations provided by an algorithm
2919 implementation.
2920
2921 High-level functions deal with octet strings, according to a specified
2922 ``scheme''.  Schemes make use of ``encoding methods'', which are
2923 responsible for converting the provided octet strings into MPIs, which
2924 are then forwared to the cryptographic primitives.  Since schemes are
2925 to be used for a special purpose in order to achieve a particular
2926 security goal, there exist ``encryption schemes'' and ``signature
2927 schemes''.  Encoding methods can be used seperately or implicitely
2928 through schemes.
2929
2930 What follows is a description of the cryptographic primitives.
2931
2932 @deftypefun gcry_error_t gcry_ac_data_encrypt (gcry_ac_handle_t @var{handle}, unsigned int @var{flags}, gcry_ac_key_t @var{key}, gcry_mpi_t @var{data_plain}, gcry_ac_data_t **@var{data_encrypted})
2933 Encrypts the plain text MPI value @var{data_plain} with the key public
2934 @var{key} under the control of the flags @var{flags} and stores the
2935 resulting data set into @var{data_encrypted}.
2936 @end deftypefun
2937
2938 @deftypefun gcry_error_t gcry_ac_data_decrypt (gcry_ac_handle_t @var{handle}, unsigned int @var{flags}, gcry_ac_key_t @var{key}, gcry_mpi_t *@var{data_plain}, gcry_ac_data_t @var{data_encrypted})
2939 Decrypts the encrypted data contained in the data set
2940 @var{data_encrypted} with the secret key KEY under the control of the
2941 flags @var{flags} and stores the resulting plain text MPI value in
2942 @var{DATA_PLAIN}.
2943 @end deftypefun
2944
2945 @deftypefun gcry_error_t gcry_ac_data_sign (gcry_ac_handle_t @var{handle}, gcry_ac_key_t @var{key}, gcry_mpi_t @var{data}, gcry_ac_data_t *@var{data_signature})
2946 Signs the data contained in @var{data} with the secret key @var{key}
2947 and stores the resulting signature in the data set
2948 @var{data_signature}.
2949 @end deftypefun
2950
2951 @deftypefun gcry_error_t gcry_ac_data_verify (gcry_ac_handle_t @var{handle}, gcry_ac_key_t @var{key}, gcry_mpi_t @var{data}, gcry_ac_data_t @var{data_signature})
2952 Verifies that the signature contained in the data set
2953 @var{data_signature} is indeed the result of signing the data
2954 contained in @var{data} with the secret key belonging to the public
2955 key @var{key}.
2956 @end deftypefun
2957
2958 What follows is a description of the high-level functions.
2959
2960 The type ``gcry_ac_em_t'' is used for specifying encoding methods; the
2961 following methods are supported:
2962
2963 @table @code
2964 @item GCRY_AC_EME_PKCS_V1_5
2965 PKCS-V1_5 Encoding Method for Encryption.  Options must be provided
2966 through a pointer to a correctly initialized object of type
2967 gcry_ac_eme_pkcs_v1_5_t.
2968
2969 @item GCRY_AC_EMSA_PKCS_V1_5
2970 PKCS-V1_5 Encoding Method for Signatures with Appendix.  Options must
2971 be provided through a pointer to a correctly initialized object of
2972 type gcry_ac_emsa_pkcs_v1_5_t.
2973 @end table
2974
2975 Option structure types:
2976
2977 @table @code
2978 @item gcry_ac_eme_pkcs_v1_5_t
2979 @table @code
2980 @item gcry_ac_key_t key
2981 @item gcry_ac_handle_t handle
2982 @end table
2983 @item gcry_ac_emsa_pkcs_v1_5_t
2984 @table @code
2985 @item gcry_md_algo_t md
2986 @item size_t em_n
2987 @end table
2988 @end table
2989
2990 Encoding methods can be used directly through the following functions:
2991
2992 @deftypefun gcry_error_t gcry_ac_data_encode (gcry_ac_em_t @var{method}, unsigned int @var{flags}, void *@var{options}, unsigned char *@var{m}, size_t @var{m_n}, unsigned char **@var{em}, size_t *@var{em_n})
2993 Encodes the message contained in @var{m} of size @var{m_n} according
2994 to @var{method}, @var{flags} and @var{options}.  The newly created
2995 encoded message is stored in @var{em} and @var{em_n}.
2996 @end deftypefun
2997
2998 @deftypefun gcry_error_t gcry_ac_data_decode (gcry_ac_em_t @var{method}, unsigned int @var{flags}, void *@var{options}, unsigned char *@var{em}, size_t @var{em_n}, unsigned char **@var{m}, size_t *@var{m_n})
2999 Decodes the message contained in @var{em} of size @var{em_n} according
3000 to @var{method}, @var{flags} and @var{options}.  The newly created
3001 decoded message is stored in @var{m} and @var{m_n}.
3002 @end deftypefun
3003
3004 The type ``gcry_ac_scheme_t'' is used for specifying schemes; the
3005 following schemes are supported:
3006
3007 @table @code
3008 @item GCRY_AC_ES_PKCS_V1_5
3009 PKCS-V1_5 Encryption Scheme.  No options can be provided.
3010 @item GCRY_AC_SSA_PKCS_V1_5
3011 PKCS-V1_5 Signature Scheme (with Appendix).  Options can be provided
3012 through a pointer to a correctly initialized object of type
3013 gcry_ac_ssa_pkcs_v1_5_t.
3014 @end table
3015
3016 Option structure types:
3017
3018 @table @code
3019 @item gcry_ac_ssa_pkcs_v1_5_t
3020 @table @code
3021 @item gcry_md_algo_t md
3022 @end table
3023 @end table
3024
3025 The functions implementing schemes:
3026
3027 @deftypefun gcry_error_t gcry_ac_data_encrypt_scheme (gcry_ac_handle_t @var{handle}, gcry_ac_scheme_t @var{scheme}, unsigned int @var{flags}, void *@var{opts}, gcry_ac_key_t @var{key_public}, unsigned char *@var{m}, size_t @var{m_n}, unsigned char **@var{c}, size_t *@var{c_n})
3028 Encrypts the plain text contained in @var{m} of size @var{m_n} through
3029 @var{handle} and @var{key_public} according to @var{scheme},
3030 @var{flags} and @var{opts}.  The encrypted message is stored in
3031 @var{c} and @var{c_n}.
3032 @end deftypefun
3033
3034 @deftypefun gcry_error_t gcry_ac_data_decrypt_scheme (gcry_ac_handle_t @var{handle}, gcry_ac_scheme_t @var{scheme}, unsigned int @var{flags}, void *@var{opts}, gcry_ac_key_t @var{key_secret}, unsigned char *@var{c}, size_t @var{c_n}, unsigned char **@var{m}, size_t *@var{m_n})
3035 Decrypts the cipher text contained in @var{c} of size @var{c_n}
3036 through @var{handle} and @var{key_secret} according to @var{scheme},
3037 @var{flags} and @var{opts}.  The decrypted message is stored in
3038 @var{m} and @var{m_n}.
3039 @end deftypefun
3040
3041 @deftypefun gcry_error_t gcry_ac_data_sign_scheme (gcry_ac_handle_t @var{handle}, gcry_ac_scheme_t @var{scheme}, unsigned int @var{flags}, void *@var{opts}, gcry_ac_key_t @var{key_secret}, unsigned char *@var{m}, size_t @var{m_n}, unsigned char **@var{s}, size_t *@var{s_n})
3042 Signs the message contained in @var{m} of size @var{m_n} through
3043 @var{handle} and @var{key_secret} according to @var{scheme},
3044 @var{flags} and @var{opts}.  The signature is stored in @var{s} and
3045 @var{s_n}.
3046 @end deftypefun
3047
3048 @deftypefun gcry_error_t gcry_ac_data_verify_scheme (gcry_ac_handle_t @var{handle}, gcry_ac_scheme_t @var{scheme}, unsigned int @var{flags}, void *@var{opts}, gcry_ac_key_t @var{key_public}, unsigned char *@var{m}, size_t @var{m_n}, unsigned char *@var{s}, size_t @var{s_n})
3049 Verifies that the signature contained in @var{s} and @var{s_n} is
3050 indeed the result of signing the message contained in @var{m} of size
3051 @var{m_n} through @var{handle} and the secret key belonging to
3052 @var{key_public} according to @var{scheme}, @var{flags} and
3053 @var{opts}.
3054 @end deftypefun
3055
3056 @node Handle-independent functions
3057 @section Handle-independent functions
3058
3059 @deftypefun gcry_error_t gcry_ac_id_to_name (gcry_ac_id_t @var{algorithm}, const char **@var{name})
3060 Stores the textual representation of the algorithm whose id is given
3061 in @var{algorithm} in @var{name}.
3062 @end deftypefun
3063
3064 @deftypefun gcry_error_t gcry_ac_name_to_id (const char *@var{name}, gcry_ac_id_t *@var{algorithm})
3065 Stores the numeric ID of the algorithm whose textual representation is
3066 contained in @var{name} in @var{algorithm}.
3067 @end deftypefun
3068
3069 @c **********************************************************
3070 @c *******************  Random  *****************************
3071 @c **********************************************************
3072 @node Random Numbers
3073 @chapter Random Numbers
3074
3075 @menu
3076 * Quality of random numbers::   @acronym{Libgcrypt} uses different quality levels.
3077 * Retrieving random numbers::   How to retrieve random numbers.
3078 @end menu
3079
3080 @node Quality of random numbers
3081 @section Quality of random numbers
3082
3083 @acronym{Libgcypt} offers random numbers of different quality levels:
3084
3085 @deftp {Data type} enum gcry_random_level
3086 The constants for the random quality levels are of this type.
3087 @end deftp
3088
3089 @table @code
3090 @item GCRY_WEAK_RANDOM
3091 This should not anymore be used.  It has recently been changed to an
3092 alias of GCRY_STRONG_RANDOM.  Use @code{gcry_create_nonce} instead.
3093 @item GCRY_STRONG_RANDOM
3094 Use this level for e.g. session keys and similar purposes.
3095 @item GCRY_VERY_STRONG_RANDOM
3096 Use this level for e.g. key material.
3097 @end table
3098
3099 @node Retrieving random numbers
3100 @section Retrieving random numbers
3101
3102 @deftypefun void gcry_randomize (unsigned char *@var{buffer}, size_t @var{length}, enum gcry_random_level @var{level})
3103
3104 Fill @var{buffer} with @var{length} random bytes using a random quality
3105 as defined by @var{level}.
3106 @end deftypefun
3107
3108 @deftypefun void * gcry_random_bytes (size_t @var{nbytes}, enum gcry_random_level @var{level})
3109
3110 Allocate a memory block consisting of @var{nbytes} fresh random bytes
3111 using a random quality as defined by @var{level}.
3112 @end deftypefun
3113
3114 @deftypefun void * gcry_random_bytes_secure (size_t @var{nbytes}, enum gcry_random_level @var{level})
3115
3116 Allocate a memory block consisting of @var{nbytes} fresh random bytes
3117 using a random quality as defined by @var{level}.  This function
3118 differs from @code{gcry_random_bytes} in that the returned buffer is
3119 allocated in a ``secure'' area of the memory.
3120 @end deftypefun
3121
3122 @deftypefun void gcry_create_nonce (unsigned char *@var{buffer}, size_t @var{length})
3123
3124 Fill @var{buffer} with @var{length} unpredictable bytes.  This is
3125 commonly called a nonce and may also be used for initialization
3126 vectors and padding.  This is an extra function nearly independent of
3127 the other random function for 3 reasons: It better protects the
3128 regular random generator's internal state, provides better performance
3129 and does not drain the precious entropy pool.
3130
3131 @end deftypefun
3132
3133
3134
3135 @c **********************************************************
3136 @c *******************  S-Expressions ***********************
3137 @c **********************************************************
3138 @node S-expressions
3139 @chapter S-expressions
3140
3141 S-expressions are used by the public key functions to pass complex data
3142 structures around.  These LISP like objects are used by some
3143 cryptographic protocols (cf. RFC-2692) and @acronym{Libgcrypt} provides functions
3144 to parse and construct them.  For detailed information, see
3145 @cite{Ron Rivest, code and description of S-expressions,
3146 @uref{http://theory.lcs.mit.edu/~rivest/sexp.html}}.
3147
3148 @menu
3149 * Data types for S-expressions::  Data types related with S-expressions.
3150 * Working with S-expressions::  How to work with S-expressions.
3151 @end menu
3152
3153 @node Data types for S-expressions
3154 @section Data types for S-expressions
3155
3156 @deftp {Data type} gcry_sexp_t
3157 The @code{gcry_sexp_t} type describes an object with the @acronym{Libgcrypt} internal
3158 representation of an S-expression.
3159 @end deftp
3160
3161 @node Working with S-expressions
3162 @section Working with S-expressions
3163
3164 @noindent
3165 There are several functions to create an @acronym{Libgcrypt} S-expression object
3166 from its external representation or from a string template.  There is
3167 also a function to convert the internal representation back into one of
3168 the external formats:
3169
3170
3171 @deftypefun gcry_error_t gcry_sexp_new (@w{gcry_sexp_t *@var{r_sexp}}, @w{const void *@var{buffer}}, @w{size_t @var{length}}, @w{int @var{autodetect}})
3172
3173 This is the generic function to create an new S-expression object from
3174 its external representation in @var{buffer} of @var{length} bytes.  On
3175 success the result is stored at the address given by @var{r_sexp}. 
3176 With @var{autodetect} set to 0, the data in @var{buffer} is expected to
3177 be in canonized format, with @var{autodetect} set to 1 the parses any of
3178 the defined external formats.  If @var{buffer} does not hold a valid
3179 S-expression an error code is returned and @var{r_sexp} set to
3180 @code{NULL}.
3181 Note, that the caller is responsible for releasing the newly allocated
3182 S-expression using @code{gcry_sexp_release}.
3183 @end deftypefun
3184
3185 @deftypefun gcry_error_t gcry_sexp_create (@w{gcry_sexp_t *@var{r_sexp}}, @w{void *@var{buffer}}, @w{size_t @var{length}}, @w{int @var{autodetect}}, @w{void (*@var{freefnc})(void*)})
3186
3187 This function is identical to @code{gcry_sexp_new} but has an extra
3188 argument @var{freefnc}, which, when not set to @code{NULL}, is expected
3189 to be a function to release the @var{buffer}; most likely the standard
3190 @code{free} function is used for this argument.  This has the effect of
3191 transferring the ownership of @var{buffer} to the created object in
3192 @var{r_sexp}.  The advantage of using this function is that @acronym{Libgcrypt}
3193 might decide to directly use the provided buffer and thus avoid extra
3194 copying.
3195 @end deftypefun
3196
3197 @deftypefun gcry_error_t gcry_sexp_sscan (@w{gcry_sexp_t *@var{r_sexp}}, @w{size_t *@var{erroff}}, @w{const char *@var{buffer}}, @w{size_t @var{length}})
3198
3199 This is another variant of the above functions.  It behaves nearly
3200 identical but provides an @var{erroff} argument which will receive the
3201 offset into the buffer where the parsing stopped on error.
3202 @end deftypefun
3203
3204 @deftypefun gcry_error_t gcry_sexp_build (@w{gcry_sexp_t *@var{r_sexp}}, @w{size_t *@var{erroff}}, @w{const char *@var{format}, ...})
3205
3206 This function creates an internal S-expression from the string template
3207 @var{format} and stores it at the address of @var{r_sexp}. If there is a
3208 parsing error, the function returns an appropriate error code and stores
3209 the offset into @var{format} where the parsing stopped in @var{erroff}.
3210 The function supports a couple of printf-like formatting characters and
3211 expects arguments for some of these escape sequences right after
3212 @var{format}.  The following format characters are defined:
3213
3214 @table @samp
3215 @item %m
3216 The next argument is expected to be of type @code{gcry_mpi_t} and a copy of
3217 its value is inserted into the resulting S-expression.
3218 @item %s
3219 The next argument is expected to be of type @code{char *} and that
3220 string is inserted into the resulting S-expression.
3221 @item %d
3222 The next argument is expected to be of type @code{int} and its 
3223 value ist inserted into the resulting S-expression.
3224 @item %b
3225 The next argument is expected to be of type @code{int} directly
3226 followed by an argument of type @code{char *}.  This represents a
3227 buffer of given length to be inserted into the resulting regular
3228 expression.
3229 @end table
3230
3231 @noindent
3232 No other format characters are defined and would return an error.  Note,
3233 that the format character @samp{%%} does not exists, because a percent
3234 sign is not a valid character in an S-expression.
3235 @end deftypefun
3236
3237 @deftypefun void gcry_sexp_release (@w{gcry_sexp_t @var{sexp}})
3238
3239 Release the S-expression object @var{sexp}.
3240 @end deftypefun
3241
3242
3243 @noindent
3244 The next 2 functions are used to convert the internal representation
3245 back into a regular external S-expression format and to show the
3246 structure for debugging.
3247
3248 @deftypefun size_t gcry_sexp_sprint (@w{gcry_sexp_t @var{sexp}}, @w{int @var{mode}}, @w{char *@var{buffer}}, @w{size_t @var{maxlength}})
3249
3250 Copies the S-expression object @var{sexp} into @var{buffer} using the
3251 format specified in @var{mode}.  @var{maxlength} must be set to the
3252 allocated length of @var{buffer}.  The function returns the actual
3253 length of valid bytes put into @var{buffer} or 0 if the provided buffer
3254 is too short.  Passing @code{NULL} for @var{buffer} returns the required
3255 length for @var{buffer}.  For convenience reasons an extra byte with
3256 value 0 is appended to the buffer.
3257
3258 @noindent
3259 The following formats are supported:
3260
3261 @table @code
3262 @item GCRYSEXP_FMT_DEFAULT
3263 Returns a convenient external S-expression representation.
3264
3265 @item GCRYSEXP_FMT_CANON
3266 Return the S-expression in canonical format.
3267
3268 @item GCRYSEXP_FMT_BASE64
3269 Not currently supported.
3270
3271 @item GCRYSEXP_FMT_ADVANCED
3272 Returns the S-expression in advanced format.
3273 @end table
3274 @end deftypefun
3275
3276 @deftypefun void gcry_sexp_dump (@w{gcry_sexp_t @var{sexp}})
3277
3278 Dumps @var{sexp} in a format suitable for debugging to @acronym{Libgcrypt}'s
3279 logging stream.
3280 @end deftypefun
3281
3282 @noindent
3283 Often canonical encoding is used in the external representation.  The
3284 following function can be used to check for valid encoding and to learn
3285 the length of the S-expression"
3286
3287 @deftypefun size_t gcry_sexp_canon_len (@w{const unsigned char *@var{buffer}}, @w{size_t @var{length}}, @w{size_t *@var{erroff}}, @w{int *@var{errcode}})
3288
3289 Scan the canonical encoded @var{buffer} with implicit length values and
3290 return the actual length this S-expression uses.  For a valid S-expression
3291 it should never return 0.  If @var{length} is not 0, the maximum
3292 length to scan is given; this can be used for syntax checks of
3293 data passed from outside.  @var{errcode} and @var{erroff} may both be
3294 passed as @code{NULL}.
3295
3296 @end deftypefun
3297
3298
3299 @noindent
3300 There are a couple of functions to parse S-expressions and retrieve
3301 elements:
3302
3303 @deftypefun gcry_sexp_t gcry_sexp_find_token (@w{const gcry_sexp_t @var{list}}, @w{const char *@var{token}}, @w{size_t @var{toklen}})
3304
3305 Scan the S-expression for a sublist with a type (the car of the list)
3306 matching the string @var{token}.  If @var{toklen} is not 0, the token is
3307 assumed to be raw memory of this length.  The function returns a newly
3308 allocated S-expression consisting of the found sublist or @code{NULL}
3309 when not found.
3310 @end deftypefun
3311
3312
3313 @deftypefun int gcry_sexp_length (@w{const gcry_sexp_t @var{list}})
3314
3315 Return the length of the @var{list}.  For a valid S-expression this
3316 should be at least 1.
3317 @end deftypefun
3318
3319
3320 @deftypefun gcry_sexp_t gcry_sexp_nth (@w{const gcry_sexp_t @var{list}}, @w{int @var{number}})
3321
3322 Create and return a new S-expression from the element with index @var{number} in
3323 @var{list}.  Note that the first element has the index 0.  If there is
3324 no such element, @code{NULL} is returned.
3325 @end deftypefun
3326
3327 @deftypefun gcry_sexp_t gcry_sexp_car (@w{const gcry_sexp_t @var{list}})
3328
3329 Create and return a new S-expression from the first element in
3330 @var{list}; this called the "type" and should always exist and be a
3331 string. @code{NULL} is returned in case of a problem.
3332 @end deftypefun
3333
3334 @deftypefun gcry_sexp_t gcry_sexp_cdr (@w{const gcry_sexp_t @var{list}})
3335
3336 Create and return a new list form all elements except for the first one.
3337 Note, that this function may return an invalid S-expression because it
3338 is not guaranteed, that the type exists and is a string.  However, for
3339 parsing a complex S-expression it might be useful for intermediate
3340 lists.  Returns @code{NULL} on error.
3341 @end deftypefun
3342
3343
3344 @deftypefun {const char *} gcry_sexp_nth_data (@w{const gcry_sexp_t @var{list}}, @w{int @var{number}}, @w{size_t *@var{datalen}})
3345
3346 This function is used to get data from a @var{list}.  A pointer to the
3347 actual data with index @var{number} is returned and the length of this
3348 data will be stored to @var{datalen}.  If there is no data at the given
3349 index or the index represents another list, @code{NULL} is returned.
3350 @strong{Note:} The returned pointer is valid as long as @var{list} is
3351 not modified or released.
3352
3353 @noindent
3354 Here is an example on how to extract and print the surname (Meier) from
3355 the S-expression @samp{(Name Otto Meier (address Burgplatz 3))}:
3356
3357 @example
3358 size_t len;
3359 const char *name;
3360
3361 name = gcry_sexp_nth_data (list, 2, &len);
3362 printf ("my name is %.*s\n", (int)len, name);
3363 @end example
3364 @end deftypefun
3365
3366 @deftypefun gcry_mpi_t gcry_sexp_nth_mpi (@w{gcry_sexp_t @var{list}}, @w{int @var{number}}, @w{int @var{mpifmt}})
3367
3368 This function is used to get and convert data from a @var{list}. This
3369 data is assumed to be an MPI stored in the format described by
3370 @var{mpifmt} and returned as a standard @acronym{Libgcrypt} MPI.  The caller must
3371 release this returned value using @code{gcry_mpi_release}.  If there is
3372 no data at the given index, the index represents a list or the value
3373 can't be converted to an MPI, @code{NULL} is returned.
3374 @end deftypefun
3375
3376
3377 @c **********************************************************
3378 @c *******************  MPIs ******** ***********************
3379 @c **********************************************************
3380 @node MPI library
3381 @chapter MPI library
3382
3383 @menu
3384 * Data types::                  MPI related data types.
3385 * Basic functions::             First steps with MPI numbers.
3386 * MPI formats::                 External representation of MPIs.
3387 * Calculations::                Performing MPI calculations.
3388 * Comparisons::                 How to compare MPI values.
3389 * Bit manipulations::           How to access single bits of MPI values.
3390 * Miscellaneous::               Miscellaneous MPI functions.
3391 @end menu
3392
3393 Public key cryptography is based on mathematics with large numbers.  To
3394 implement the public key functions, a library for handling these large
3395 numbers is required.  Because of the general usefulness of such a
3396 library, its interface is exposed by @acronym{Libgcrypt}.  The implementation is
3397 based on an old release of GNU Multi-Precision Library (GMP) but in the
3398 meantime heavily modified and stripped down to what is required for
3399 cryptography. For a lot of CPUs, high performance assembler
3400 implementations of some very low level functions are used to gain much
3401 better performance than with the standard C implementation.
3402
3403 @noindent
3404 In the context of @acronym{Libgcrypt} and in most other applications, these large
3405 numbers are called MPIs (multi-precision-integers).
3406
3407 @node Data types
3408 @section Data types
3409
3410 @deftp {Data type} gcry_mpi_t
3411 The @code{gcry_mpi_t} type represents an object to hold an MPI.
3412 @end deftp
3413
3414 @node Basic functions
3415 @section Basic functions
3416
3417 @noindent
3418 To work with MPIs, storage must be allocated and released for the
3419 numbers.  This can be done with one of these functions:
3420
3421 @deftypefun gcry_mpi_t gcry_mpi_new (@w{unsigned int @var{nbits}})
3422
3423 Allocate a new MPI object, initialize it to 0 and initially allocate
3424 enough memory for a number of at least @var{nbits}.  This pre-allocation is
3425 only a small performance issue and not actually necessary because
3426 @acronym{Libgcrypt} automatically re-allocates the required memory.
3427 @end deftypefun
3428
3429 @deftypefun gcry_mpi_t gcry_mpi_snew (@w{unsigned int @var{nbits}})
3430
3431 This is identical to @code{gcry_mpi_new} but allocates the MPI in the so
3432 called "secure memory" which in turn will take care that all derived
3433 values will also be stored in this "secure memory".  Use this for highly
3434 confidential data like private key parameters.
3435 @end deftypefun
3436
3437 @deftypefun gcry_mpi_t gcry_mpi_copy (@w{const gcry_mpi_t @var{a}})
3438
3439 Create a new MPI as the exact copy of @var{a}.
3440 @end deftypefun
3441
3442
3443 @deftypefun void gcry_mpi_release (@w{gcry_mpi_t @var{a}})
3444
3445 Release the MPI @var{a} and free all associated resources.  Passing
3446 @code{NULL} is allowed and ignored.  When a MPI stored in the "secure
3447 memory" is released, that memory gets wiped out immediately.
3448 @end deftypefun
3449
3450 @noindent
3451 The simplest operations are used to assign a new value to an MPI:
3452
3453 @deftypefun gcry_mpi_t gcry_mpi_set (@w{gcry_mpi_t @var{w}}, @w{const gcry_mpi_t @var{u}})
3454
3455 Assign the value of @var{u} to @var{w} and return @var{w}.  If
3456 @code{NULL} is passed for @var{w}, a new MPI is allocated, set to the
3457 value of @var{u} and returned.
3458 @end deftypefun
3459
3460 @deftypefun gcry_mpi_t gcry_mpi_set_ui (@w{gcry_mpi_t @var{w}}, @w{unsigned long @var{u}})
3461
3462 Assign the value of @var{u} to @var{w} and return @var{w}.  If
3463 @code{NULL} is passed for @var{w}, a new MPI is allocated, set to the
3464 value of @var{u} and returned.  This function takes an @code{unsigned
3465 int} as type for @var{u} and thus it is only possible to set @var{w} to
3466 small values (usually up to the word size of the CPU).
3467 @end deftypefun
3468
3469 @deftypefun void gcry_mpi_swap (@w{gcry_mpi_t @var{a}}, @w{gcry_mpi_t @var{b}})
3470
3471 Swap the values of @var{a} and @var{b}.
3472 @end deftypefun
3473
3474 @node MPI formats
3475 @section MPI formats
3476
3477 @noindent
3478 The following functions are used to convert between an external
3479 representation of an MPI and the internal one of @acronym{Libgcrypt}.
3480
3481 @deftypefun int gcry_mpi_scan (@w{gcry_mpi_t *@var{r_mpi}}, @w{enum gcry_mpi_format @var{format}}, @w{const unsigned char *@var{buffer}}, @w{size_t @var{buflen}}, @w{size_t *@var{nscanned}})
3482
3483 Convert the external representation of an integer stored in @var{buffer}
3484 with a length of @var{buflen} into a newly created MPI returned which
3485 will be stored at the address of @var{r_mpi}.  For certain formats the
3486 length argument is not required and may be passed as @code{0}.  After a
3487 successful operation the variable @var{nscanned} receives the number of
3488 bytes actually scanned unless @var{nscanned} was given as
3489 @code{NULL}. @var{format} describes the format of the MPI as stored in
3490 @var{buffer}:
3491
3492 @table @code
3493 @item GCRYMPI_FMT_STD
3494 2-complement stored without a length header.
3495
3496 @item GCRYMPI_FMT_PGP
3497 As used by OpenPGP (only defined as unsigned). This is basically
3498 @code{GCRYMPI_FMT_STD} with a 2 byte big endian length header.
3499
3500 @item GCRYMPI_FMT_SSH
3501 As used in the Secure Shell protocol.  This is @code{GCRYMPI_FMT_STD}
3502 with a 4 byte big endian header.
3503
3504 @item GCRYMPI_FMT_HEX
3505 Stored as a C style string with each byte of the MPI encoded as 2 hex
3506 digits.
3507
3508 @item GCRYMPI_FMT_USG
3509 Simple unsigned integer.
3510 @end table
3511
3512 @noindent
3513 Note, that all of the above formats store the integer in big-endian
3514 format (MSB first).
3515 @end deftypefun
3516
3517
3518 @deftypefun int gcry_mpi_print (@w{enum gcry_mpi_format @var{format}}, @w{unsigned char *@var{buffer}}, @w{size_t @var{buflen}}, @w{size_t *@var{nwritten}}, @w{const gcry_mpi_t @var{a}})
3519
3520 Convert the MPI @var{a} into an external representation described by
3521 @var{format} (see above) and store it in the provided @var{buffer}
3522 which has a usable length of at least the @var{buflen} bytes. If
3523 @var{nwritten} is not NULL, it will receive the number of bytes
3524 actually stored in @var{buffer} after a successful operation.
3525 @end deftypefun
3526
3527 @deftypefun int gcry_mpi_aprint (@w{enum gcry_mpi_format @var{format}}, @w{unsigned char **@var{buffer}}, @w{size_t *@var{nbytes}}, @w{const gcry_mpi_t @var{a}})
3528
3529 Convert the MPI @var{a} into an external representation described by
3530 @var{format} (see above) and store it in a newly allocated buffer which
3531 address will be stored in the variable @var{buffer} points to.  The
3532 number of bytes stored in this buffer will be stored in the variable
3533 @var{nbytes} points to, unless @var{nbytes} is @code{NULL}.
3534 @end deftypefun
3535
3536 @deftypefun void gcry_mpi_dump (@w{const gcry_mpi_t @var{a}})
3537
3538 Dump the value of @var{a} in a format suitable for debugging to
3539 Libgcrypt's logging stream.  Note that one leading space but no trailing
3540 space or linefeed will be printed.  It is okay to pass @code{NULL} for
3541 @var{a}.
3542 @end deftypefun
3543
3544
3545 @node Calculations
3546 @section Calculations
3547
3548 @noindent
3549 Basic arithmetic operations:
3550
3551 @deftypefun void gcry_mpi_add (@w{gcry_mpi_t @var{w}}, @w{gcry_mpi_t @var{u}}, @w{gcry_mpi_t @var{v}})
3552
3553 @math{@var{w} = @var{u} + @var{v}}.
3554 @end deftypefun
3555
3556
3557 @deftypefun void gcry_mpi_add_ui (@w{gcry_mpi_t @var{w}}, @w{gcry_mpi_t @var{u}}, @w{unsigned long @var{v}})
3558
3559 @math{@var{w} = @var{u} + @var{v}}.  Note, that @var{v} is an unsigned integer.
3560 @end deftypefun
3561
3562
3563 @deftypefun void gcry_mpi_addm (@w{gcry_mpi_t @var{w}}, @w{gcry_mpi_t @var{u}}, @w{gcry_mpi_t @var{v}}, @w{gcry_mpi_t @var{m}})
3564
3565 @math{@var{w} = @var{u} + @var{v} \bmod @var{m}}.
3566 @end deftypefun
3567
3568 @deftypefun void gcry_mpi_sub (@w{gcry_mpi_t @var{w}}, @w{gcry_mpi_t @var{u}}, @w{gcry_mpi_t @var{v}})
3569
3570 @math{@var{w} = @var{u} - @var{v}}.
3571 @end deftypefun
3572
3573 @deftypefun void gcry_mpi_sub_ui (@w{gcry_mpi_t @var{w}}, @w{gcry_mpi_t @var{u}}, @w{unsigned long @var{v}})
3574
3575 @math{@var{w} = @var{u} - @var{v}}.  @var{v} is an unsigned integer.
3576 @end deftypefun
3577
3578 @deftypefun void gcry_mpi_subm (@w{gcry_mpi_t @var{w}}, @w{gcry_mpi_t @var{u}}, @w{gcry_mpi_t @var{v}}, @w{gcry_mpi_t @var{m}})
3579
3580 @math{@var{w} = @var{u} - @var{v} \bmod @var{m}}.
3581 @end deftypefun
3582
3583 @deftypefun void gcry_mpi_mul (@w{gcry_mpi_t @var{w}}, @w{gcry_mpi_t @var{u}}, @w{gcry_mpi_t @var{v}})
3584
3585 @math{@var{w} = @var{u} * @var{v}}.
3586 @end deftypefun
3587
3588 @deftypefun void gcry_mpi_mul_ui (@w{gcry_mpi_t @var{w}}, @w{gcry_mpi_t @var{u}}, @w{unsigned long @var{v}})
3589
3590 @math{@var{w} = @var{u} * @var{v}}.  @var{v} is an unsigned integer.
3591 @end deftypefun
3592
3593 @deftypefun void gcry_mpi_mulm (@w{gcry_mpi_t @var{w}}, @w{gcry_mpi_t @var{u}}, @w{gcry_mpi_t @var{v}}, @w{gcry_mpi_t @var{m}})
3594
3595 @math{@var{w} = @var{u} * @var{v} \bmod @var{m}}.
3596 @end deftypefun
3597
3598 @deftypefun void gcry_mpi_mul_2exp (@w{gcry_mpi_t @var{w}}, @w{gcry_mpi_t @var{u}}, @w{unsigned long @var{e}})
3599
3600 @c FIXME: I am in need for a real TeX{info} guru:
3601 @c I don't know why TeX can grok @var{e} here.
3602 @math{@var{w} = @var{u} * 2^e}.
3603 @end deftypefun
3604
3605 @deftypefun void gcry_mpi_div (@w{gcry_mpi_t @var{q}}, @w{gcry_mpi_t @var{r}}, @w{gcry_mpi_t @var{dividend}}, @w{gcry_mpi_t @var{divisor}}, @w{int @var{round}})
3606
3607 @math{@var{q} = @var{dividend} / @var{divisor}}, @math{@var{r} =
3608 @var{dividend} \bmod @var{divisor}}.  @var{q} and @var{r} may be passed
3609 as @code{NULL}.  @var{round} should be negative or 0.
3610 @end deftypefun
3611
3612 @deftypefun void gcry_mpi_mod (@w{gcry_mpi_t @var{r}}, @w{gcry_mpi_t @var{dividend}}, @w{gcry_mpi_t @var{divisor}})
3613
3614 @math{@var{r} = @var{dividend} \bmod @var{divisor}}.
3615 @end deftypefun
3616
3617 @deftypefun void gcry_mpi_powm (@w{gcry_mpi_t @var{w}}, @w{const gcry_mpi_t @var{b}}, @w{const gcry_mpi_t @var{e}}, @w{const gcry_mpi_t @var{m}})
3618
3619 @c I don't know why TeX can grok @var{e} here.
3620 @math{@var{w} = @var{b}^e \bmod @var{m}}.
3621 @end deftypefun
3622
3623 @deftypefun int gcry_mpi_gcd (@w{gcry_mpi_t @var{g}}, @w{gcry_mpi_t @var{a}}, @w{gcry_mpi_t @var{b}})
3624
3625 Set @var{g} to the greatest common divisor of @var{a} and @var{b}.  
3626 Return true if the @var{g} is 1.
3627 @end deftypefun
3628
3629 @deftypefun int gcry_mpi_invm (@w{gcry_mpi_t @var{x}}, @w{gcry_mpi_t @var{a}}, @w{gcry_mpi_t @var{m}})
3630
3631 Set @var{x} to the multiplicative inverse of @math{@var{a} \bmod @var{m}}.
3632 Return true if the inverse exists.
3633 @end deftypefun
3634
3635
3636 @node Comparisons
3637 @section Comparisons
3638
3639 @noindent
3640 The next 2 functions are used to compare MPIs:
3641
3642
3643 @deftypefun int gcry_mpi_cmp (@w{const gcry_mpi_t @var{u}}, @w{const gcry_mpi_t @var{v}})
3644
3645 Compare the big integer number @var{u} and @var{v} returning 0 for
3646 equality, a positive value for @var{u} > @var{v} and a negative for
3647 @var{u} < @var{v}.
3648 @end deftypefun
3649
3650 @deftypefun int gcry_mpi_cmp_ui (@w{const gcry_mpi_t @var{u}}, @w{unsigned long @var{v}})
3651
3652 Compare the big integer number @var{u} with the unsigned integer @var{v}
3653 returning 0 for equality, a positive value for @var{u} > @var{v} and a
3654 negative for @var{u} < @var{v}.
3655 @end deftypefun
3656
3657
3658 @node Bit manipulations
3659 @section Bit manipulations
3660
3661 @noindent
3662 There are a couple of functions to get information on arbitrary bits
3663 in an MPI and to set or clear them:
3664
3665 @deftypefun {unsigned int} gcry_mpi_get_nbits (@w{gcry_mpi_t @var{a}})
3666
3667 Return the number of bits required to represent @var{a}.
3668 @end deftypefun
3669
3670 @deftypefun int gcry_mpi_test_bit (@w{gcry_mpi_t @var{a}}, @w{unsigned int @var{n}})
3671
3672 Return true if bit number @var{n} (counting from 0) is set in @var{a}.
3673 @end deftypefun
3674
3675 @deftypefun void gcry_mpi_set_bit (@w{gcry_mpi_t @var{a}}, @w{unsigned int @var{n}})
3676
3677 Set bit number @var{n} in @var{a}.
3678 @end deftypefun
3679
3680 @deftypefun void gcry_mpi_clear_bit (@w{gcry_mpi_t @var{a}}, @w{unsigned int @var{n}})
3681
3682 Clear bit number @var{n} in @var{a}.
3683 @end deftypefun
3684
3685 @deftypefun void gcry_mpi_set_highbit (@w{gcry_mpi_t @var{a}}, @w{unsigned int @var{n}})
3686
3687 Set bit number @var{n} in @var{a} and clear all bits greater than @var{n}.
3688 @end deftypefun
3689
3690 @deftypefun void gcry_mpi_clear_highbit (@w{gcry_mpi_t @var{a}}, @w{unsigned int @var{n}})
3691
3692 Clear bit number @var{n} in @var{a} and all bits greater than @var{n}.
3693 @end deftypefun
3694
3695 @deftypefun void gcry_mpi_rshift (@w{gcry_mpi_t @var{x}}, @w{gcry_mpi_t @var{a}}, @w{unsigned int @var{n}})
3696
3697 Shift the value of @var{a} by @var{n} bits to the right and store the
3698 result in @var{x}.
3699 @end deftypefun
3700
3701 @node Miscellaneous
3702 @section Miscellanous
3703
3704 @deftypefun gcry_mpi_t gcry_mpi_set_opaque (@w{gcry_mpi_t @var{a}}, @w{void *@var{p}}, @w{unsigned int @var{nbits}})
3705
3706 Store @var{nbits} of the value @var{p} points to in @var{a} and mark
3707 @var{a} as an opaque value (i.e. an value that can't be used for any
3708 math calculation and is only used to store an arbitrary bit pattern in
3709 @var{a}).
3710
3711 WARNING: Never use an opaque MPI for actual math operations.  The only
3712 valid functions are gcry_mpi_get_opaque and gcry_mpi_release.  Use
3713 gcry_mpi_scan to convert a string of arbitrary bytes into an MPI.
3714
3715 @end deftypefun
3716
3717 @deftypefun {void *} gcry_mpi_get_opaque (@w{gcry_mpi_t @var{a}}, @w{unsigned int *@var{nbits}})
3718
3719 Return a pointer to an opaque value stored in @var{a} and return its
3720 size in @var{nbits}.  Note, that the returned pointer is still owned by
3721 @var{a} and that the function should never be used for an non-opaque
3722 MPI.
3723 @end deftypefun
3724
3725 @deftypefun void gcry_mpi_set_flag (@w{gcry_mpi_t @var{a}}, @w{enum gcry_mpi_flag @var{flag}})
3726
3727 Set the @var{flag} for the MPI @var{a}.  Currently only the flag
3728 @code{GCRYMPI_FLAG_SECURE} is allowed to convert @var{a} into an MPI
3729 stored in "secure memory".
3730 @end deftypefun
3731
3732 @deftypefun void gcry_mpi_clear_flag (@w{gcry_mpi_t @var{a}}, @w{enum gcry_mpi_flag @var{flag}})
3733
3734 Clear @var{flag} for the big integer @var{a}.  Note, that this function is
3735 currently useless as no flags are allowed.
3736 @end deftypefun
3737
3738 @deftypefun int gcry_mpi_get_flag (@w{gcry_mpi_t @var{a}}, @w{enum gcry_mpi_flag @var{flag}})
3739
3740 Return true when the @var{flag} is set for @var{a}.
3741 @end deftypefun
3742
3743 @deftypefun void gcry_mpi_randomize (@w{gcry_mpi_t @var{w}}, @w{unsigned int @var{nbits}}, @w{enum gcry_random_level @var{level}})
3744
3745 Set the big integer @var{w} to a random value of @var{nbits}, using
3746 random data quality of level @var{level}.  In case @var{nbits} is not
3747 a multiple of a byte, @var{nbits} is rounded up to the next byte
3748 boundary.
3749 @end deftypefun
3750
3751 @node Utilities
3752 @chapter Utilities
3753
3754 @menu
3755 * Memory allocation::           Functions related with memory allocation.
3756 @end menu
3757
3758 @node Memory allocation
3759 @section Memory allocation
3760
3761 @deftypefun void *gcry_malloc (size_t @var{n})
3762
3763 This function tries to allocate @var{n} bytes of memory.  On success
3764 it returns a pointer to the memory area, in an out-of-core condition,
3765 it returns NULL.
3766 @end deftypefun
3767
3768 @deftypefun void *gcry_malloc_secure (size_t @var{n})
3769 Like @code{gcry_malloc}, but uses secure memory.
3770 @end deftypefun
3771
3772 @deftypefun void *gcry_calloc (size_t @var{n})
3773
3774 This function tries to allocate @var{n} bytes of cleared memory
3775 (i.e. memory that is initialized with zero bytes).  On success it
3776 returns a pointer to the memory area, in an out-of-core condition, it
3777 returns NULL.
3778 @end deftypefun
3779
3780 @deftypefun void *gcry_calloc_secure (size_t @var{n})
3781 Like @code{gcry_calloc}, but uses secure memory.
3782 @end deftypefun
3783
3784 @deftypefun void *gcry_realloc (void *@var{p}, size_t @var{n})
3785
3786 This function tries to resize the memory area pointed to by @var{p} to
3787 @var{n} bytes.  On success it returns a pointer to the new memory
3788 area, in an out-of-core condition, it returns NULL.  Depending on
3789 whether the memory pointed to by @var{p} is secure memory or not,
3790 gcry_realloc tries to use secure memory as well.
3791 @end deftypefun
3792
3793 @deftypefun void gcry_free (void *@var{p})
3794 Release the memory area pointed to by @var{p}.
3795 @end deftypefun
3796
3797 @c **********************************************************
3798 @c *******************  Appendices  *************************
3799 @c **********************************************************
3800
3801 @include lgpl.texi
3802
3803 @include gpl.texi
3804
3805 @node Concept Index
3806 @unnumbered Concept Index
3807
3808 @printindex cp
3809
3810 @node Function and Data Index
3811 @unnumbered Function and Data Index
3812
3813 @printindex fn
3814
3815 @bye
3816
3817   /* Version check should be the very first gcry call because it
3818      makes sure that constructor functions are run. */
3819   if (!gcry_check_version (GCRYPT_VERSION))
3820     die ("version mismatch\n");
3821   /* Many applications don't require secure memory, so they should
3822      disable it right away.  There won't be a problem unless one makes
3823      use of a feature which requires secure memory - in that case the
3824      process would abort because the secmem is not initialized. */
3825   gcry_control (GCRYCTL_DISABLE_SECMEM, 0);
3826
3827   /* .. add whatever initialization you want, but better don't make calls
3828         to libgcrypt from more than one thread ... */
3829
3830   /* Tell Libgcrypt that initialization has completed. */
3831   gcry_control (GCRYCTL_INITIALIZATION_FINISHED, 0);
3832
3833
3834 If you require secure memory, this code should be used: 
3835
3836   if (!gcry_check_version (GCRYPT_VERSION))
3837     die ("version mismatch\n");
3838   /* We don't want to see any warnings, e.g. because we have not yet
3839     parsed options which might be used to suppress such warnings */
3840   gcry_control (GCRYCTL_SUSPEND_SECMEM_WARN);
3841
3842   /* ... */
3843
3844   /* Allocate a pool of 16k secure memory.  This also drops priviliges
3845      on some systems. */
3846   gcry_control (GCRYCTL_INIT_SECMEM, 16384, 0);
3847
3848   /* It is now okay to let Libgcrypt complain when there was/is a problem
3849      with the secure memory. */
3850   gcry_control (GCRYCTL_RESUME_SECMEM_WARN);
3851
3852   /* Tell Libgcrypt that initialization has completed. */
3853   gcry_control (GCRYCTL_INITIALIZATION_FINISHED, 0);
3854
3855
3856 This sounds a bit complicated but has the advantage that the caller
3857 must decide whether he wants secure memory or not - there is no
3858 default.
3859
3860 It is important that this initialization is not done by a library but
3861 in the application.  The library might want to check for finished
3862 initialization using:
3863
3864   if (!gcry_control (GCRYCTL_INITIALIZATION_FINISHED_P))
3865     return MYLIB_ERROR_LIBGCRYPT_NOT_INITIALIZED;
3866
3867
3868 @c  LocalWords:  int HD
3869
3870
3871
3872