cipher reorganisiert
[libgcrypt.git] / cipher / dsa.c
1 /* dsa.c  -  DSA signature scheme
2  *      Copyright (C) 1998 Free Software Foundation, Inc.
3  *
4  * This file is part of GNUPG.
5  *
6  * GNUPG is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
9  * (at your option) any later version.
10  *
11  * GNUPG is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  * GNU General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
17  * along with this program; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA
19  */
20
21 #include <config.h>
22 #include <stdio.h>
23 #include <stdlib.h>
24 #include <string.h>
25 #include "util.h"
26 #include "mpi.h"
27 #include "cipher.h"
28 #include "dsa.h"
29
30 /****************
31  * Generate a random secret exponent k less than q
32  */
33 static MPI
34 gen_k( MPI q )
35 {
36     MPI k = mpi_alloc_secure( mpi_get_nlimbs(q) );
37     unsigned nbits = mpi_get_nbits(q);
38
39     if( DBG_CIPHER )
40         log_debug("choosing a random k ");
41     for(;;) {
42         if( DBG_CIPHER )
43             fputc('.', stderr);
44         mpi_set_bytes( k, nbits , get_random_byte, 1 );
45         if( !(mpi_cmp( k, q ) < 0) )  /* check: k < q */
46             continue; /* no  */
47         if( !(mpi_cmp_ui( k, 0 ) > 0) ) /* check: k > 0 */
48             continue; /* no */
49         break;  /* okay */
50     }
51     if( DBG_CIPHER )
52         fputc('\n', stderr);
53
54     return k;
55 }
56
57 void
58 dsa_free_public_key( DSA_public_key *pk )
59 {
60     mpi_free( pk->p ); pk->p = NULL;
61     mpi_free( pk->q ); pk->q = NULL;
62     mpi_free( pk->g ); pk->g = NULL;
63     mpi_free( pk->y ); pk->y = NULL;
64 }
65
66 void
67 dsa_free_secret_key( DSA_secret_key *sk )
68 {
69     mpi_free( sk->p ); sk->p = NULL;
70     mpi_free( sk->q ); sk->q = NULL;
71     mpi_free( sk->g ); sk->g = NULL;
72     mpi_free( sk->y ); sk->y = NULL;
73     mpi_free( sk->x ); sk->x = NULL;
74 }
75
76
77 /****************
78  * Test wether the secret key is valid.
79  * Returns: if this is a valid key.
80  */
81 int
82 dsa_check_secret_key( DSA_secret_key *sk )
83 {
84     int rc;
85     MPI y = mpi_alloc( mpi_get_nlimbs(sk->y) );
86
87     mpi_powm( y, sk->g, sk->x, sk->p );
88     rc = !mpi_cmp( y, sk->y );
89     mpi_free( y );
90     return rc;
91 }
92
93
94
95 /****************
96  * Make a DSA signature from HASH and put it into r and s.
97  */
98
99 void
100 dsa_sign(MPI r, MPI s, MPI hash, DSA_secret_key *skey )
101 {
102     MPI k;
103     MPI kinv;
104     MPI tmp;
105
106     /* select a random k with 0 < k < q */
107     k = gen_k( skey->q );
108
109     /* r = (a^k mod p) mod q */
110     mpi_powm( r, skey->g, k, skey->p );
111     mpi_fdiv_r( r, r, skey->q );
112
113     /* kinv = k^(-1) mod q */
114     kinv = mpi_alloc( mpi_get_nlimbs(k) );
115     mpi_invm(kinv, k, skey->q );
116
117     /* s = (kinv * ( hash + x * r)) mod q */
118     tmp = mpi_alloc( mpi_get_nlimbs(skey->p) );
119     mpi_mul( tmp, skey->x, r );
120     mpi_add( tmp, tmp, hash );
121     mpi_mulm( s , kinv, tmp, skey->q );
122
123     mpi_free(k);
124     mpi_free(kinv);
125     mpi_free(tmp);
126 }
127
128
129 /****************
130  * Returns true if the signature composed from R and S is valid.
131  */
132 int
133 dsa_verify(MPI r, MPI s, MPI hash, DSA_public_key *pkey )
134 {
135     int rc;
136     MPI w, u1, u2, v;
137     MPI base[3];
138     MPI exp[3];
139
140     if( !(mpi_cmp_ui( r, 0 ) > 0 && mpi_cmp( r, pkey->q ) < 0) )
141         return 0; /* assertion  0 < r < q  failed */
142     if( !(mpi_cmp_ui( s, 0 ) > 0 && mpi_cmp( s, pkey->q ) < 0) )
143         return 0; /* assertion  0 < s < q  failed */
144
145     w  = mpi_alloc( mpi_get_nlimbs(pkey->q) );
146     u1 = mpi_alloc( mpi_get_nlimbs(pkey->q) );
147     u2 = mpi_alloc( mpi_get_nlimbs(pkey->q) );
148     v  = mpi_alloc( mpi_get_nlimbs(pkey->p) );
149
150     /* w = s^(-1) mod q */
151     mpi_invm( w, s, pkey->q );
152
153     /* u1 = (hash * w) mod q */
154     mpi_mulm( u1, hash, w, pkey->q );
155
156     /* u2 = r * w mod q  */
157     mpi_mulm( u2, r, w, pkey->q );
158
159     /* v =  g^u1 * y^u2 mod p mod q */
160     base[0] = pkey->g; exp[0] = u1;
161     base[1] = pkey->y; exp[1] = u2;
162     base[2] = NULL;    exp[2] = NULL;
163     mpi_mulpowm( v, base, exp, pkey->p );
164     mpi_fdiv_r( v, v, pkey->q );
165
166     rc = !mpi_cmp( v, r );
167
168     mpi_free(w);
169     mpi_free(u1);
170     mpi_free(u2);
171     mpi_free(v);
172     return rc;
173 }
174