b40d1324229f1b822f8857a98b0bae9a821887a9
[libgcrypt.git] / cipher / elgamal.c
1 /* Elgamal.c  -  Elgamal Public Key encryption
2  * Copyright (C) 1998, 2000, 2001, 2002, 2003,
3  *               2008  Free Software Foundation, Inc.
4  *
5  * This file is part of Libgcrypt.
6  *
7  * Libgcrypt is free software; you can redistribute it and/or modify
8  * it under the terms of the GNU Lesser General Public License as
9  * published by the Free Software Foundation; either version 2.1 of
10  * the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * Libgcrypt is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15  * GNU Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with this program; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
19  *
20  * For a description of the algorithm, see:
21  *   Bruce Schneier: Applied Cryptography. John Wiley & Sons, 1996.
22  *   ISBN 0-471-11709-9. Pages 476 ff.
23  */
24
25 #include <config.h>
26 #include <stdio.h>
27 #include <stdlib.h>
28 #include <string.h>
29 #include "g10lib.h"
30 #include "mpi.h"
31 #include "cipher.h"
32
33 typedef struct
34 {
35   gcry_mpi_t p;     /* prime */
36   gcry_mpi_t g;     /* group generator */
37   gcry_mpi_t y;     /* g^x mod p */
38 } ELG_public_key;
39
40
41 typedef struct
42 {
43   gcry_mpi_t p;     /* prime */
44   gcry_mpi_t g;     /* group generator */
45   gcry_mpi_t y;     /* g^x mod p */
46   gcry_mpi_t x;     /* secret exponent */
47 } ELG_secret_key;
48
49
50 static int test_keys (ELG_secret_key *sk, unsigned int nbits, int nodie);
51 static gcry_mpi_t gen_k (gcry_mpi_t p, int small_k);
52 static void generate (ELG_secret_key *sk, unsigned nbits, gcry_mpi_t **factors);
53 static int  check_secret_key (ELG_secret_key *sk);
54 static void do_encrypt (gcry_mpi_t a, gcry_mpi_t b, gcry_mpi_t input,
55                         ELG_public_key *pkey);
56 static void decrypt (gcry_mpi_t output, gcry_mpi_t a, gcry_mpi_t b,
57                      ELG_secret_key *skey);
58 static void sign (gcry_mpi_t a, gcry_mpi_t b, gcry_mpi_t input,
59                   ELG_secret_key *skey);
60 static int  verify (gcry_mpi_t a, gcry_mpi_t b, gcry_mpi_t input,
61                     ELG_public_key *pkey);
62
63
64 static void (*progress_cb) (void *, const char *, int, int, int);
65 static void *progress_cb_data;
66
67 void
68 _gcry_register_pk_elg_progress (void (*cb) (void *, const char *,
69                                             int, int, int),
70                                 void *cb_data)
71 {
72   progress_cb = cb;
73   progress_cb_data = cb_data;
74 }
75
76
77 static void
78 progress (int c)
79 {
80   if (progress_cb)
81     progress_cb (progress_cb_data, "pk_elg", c, 0, 0);
82 }
83
84
85 /****************
86  * Michael Wiener's table on subgroup sizes to match field sizes.
87  * (floating around somewhere, probably based on the paper from
88  * Eurocrypt 96, page 332)
89  */
90 static unsigned int
91 wiener_map( unsigned int n )
92 {
93   static struct { unsigned int p_n, q_n; } t[] =
94     { /*   p      q      attack cost */
95       {  512, 119 },    /* 9 x 10^17 */
96       {  768, 145 },    /* 6 x 10^21 */
97       { 1024, 165 },    /* 7 x 10^24 */
98       { 1280, 183 },    /* 3 x 10^27 */
99       { 1536, 198 },    /* 7 x 10^29 */
100       { 1792, 212 },    /* 9 x 10^31 */
101       { 2048, 225 },    /* 8 x 10^33 */
102       { 2304, 237 },    /* 5 x 10^35 */
103       { 2560, 249 },    /* 3 x 10^37 */
104       { 2816, 259 },    /* 1 x 10^39 */
105       { 3072, 269 },    /* 3 x 10^40 */
106       { 3328, 279 },    /* 8 x 10^41 */
107       { 3584, 288 },    /* 2 x 10^43 */
108       { 3840, 296 },    /* 4 x 10^44 */
109       { 4096, 305 },    /* 7 x 10^45 */
110       { 4352, 313 },    /* 1 x 10^47 */
111       { 4608, 320 },    /* 2 x 10^48 */
112       { 4864, 328 },    /* 2 x 10^49 */
113       { 5120, 335 },    /* 3 x 10^50 */
114       { 0, 0 }
115     };
116   int i;
117
118   for(i=0; t[i].p_n; i++ )
119     {
120       if( n <= t[i].p_n )
121         return t[i].q_n;
122     }
123   /* Not in table - use an arbitrary high number. */
124   return  n / 8 + 200;
125 }
126
127 static int
128 test_keys ( ELG_secret_key *sk, unsigned int nbits, int nodie )
129 {
130   ELG_public_key pk;
131   gcry_mpi_t test = gcry_mpi_new ( 0 );
132   gcry_mpi_t out1_a = gcry_mpi_new ( nbits );
133   gcry_mpi_t out1_b = gcry_mpi_new ( nbits );
134   gcry_mpi_t out2 = gcry_mpi_new ( nbits );
135   int failed = 0;
136
137   pk.p = sk->p;
138   pk.g = sk->g;
139   pk.y = sk->y;
140
141   gcry_mpi_randomize ( test, nbits, GCRY_WEAK_RANDOM );
142
143   do_encrypt ( out1_a, out1_b, test, &pk );
144   decrypt ( out2, out1_a, out1_b, sk );
145   if ( mpi_cmp( test, out2 ) )
146     failed |= 1;
147
148   sign ( out1_a, out1_b, test, sk );
149   if ( !verify( out1_a, out1_b, test, &pk ) )
150     failed |= 2;
151
152   gcry_mpi_release ( test );
153   gcry_mpi_release ( out1_a );
154   gcry_mpi_release ( out1_b );
155   gcry_mpi_release ( out2 );
156
157   if (failed && !nodie)
158     log_fatal ("Elgamal test key for %s %s failed\n",
159                (failed & 1)? "encrypt+decrypt":"",
160                (failed & 2)? "sign+verify":"");
161   if (failed && DBG_CIPHER)
162     log_debug ("Elgamal test key for %s %s failed\n",
163                (failed & 1)? "encrypt+decrypt":"",
164                (failed & 2)? "sign+verify":"");
165
166   return failed;
167 }
168
169
170 /****************
171  * Generate a random secret exponent k from prime p, so that k is
172  * relatively prime to p-1.  With SMALL_K set, k will be selected for
173  * better encryption performance - this must never be used signing!
174  */
175 static gcry_mpi_t
176 gen_k( gcry_mpi_t p, int small_k )
177 {
178   gcry_mpi_t k = mpi_alloc_secure( 0 );
179   gcry_mpi_t temp = mpi_alloc( mpi_get_nlimbs(p) );
180   gcry_mpi_t p_1 = mpi_copy(p);
181   unsigned int orig_nbits = mpi_get_nbits(p);
182   unsigned int nbits, nbytes;
183   char *rndbuf = NULL;
184
185   if (small_k)
186     {
187       /* Using a k much lesser than p is sufficient for encryption and
188        * it greatly improves the encryption performance.  We use
189        * Wiener's table and add a large safety margin. */
190       nbits = wiener_map( orig_nbits ) * 3 / 2;
191       if( nbits >= orig_nbits )
192         BUG();
193     }
194   else
195     nbits = orig_nbits;
196
197
198   nbytes = (nbits+7)/8;
199   if( DBG_CIPHER )
200     log_debug("choosing a random k ");
201   mpi_sub_ui( p_1, p, 1);
202   for(;;)
203     {
204       if( !rndbuf || nbits < 32 )
205         {
206           gcry_free(rndbuf);
207           rndbuf = gcry_random_bytes_secure( nbytes, GCRY_STRONG_RANDOM );
208         }
209       else
210         {
211           /* Change only some of the higher bits.  We could improve
212              this by directly requesting more memory at the first call
213              to get_random_bytes() and use this the here maybe it is
214              easier to do this directly in random.c Anyway, it is
215              highly inlikely that we will ever reach this code. */
216           char *pp = gcry_random_bytes_secure( 4, GCRY_STRONG_RANDOM );
217           memcpy( rndbuf, pp, 4 );
218           gcry_free(pp);
219         }
220       _gcry_mpi_set_buffer( k, rndbuf, nbytes, 0 );
221
222       for(;;)
223         {
224           if( !(mpi_cmp( k, p_1 ) < 0) )  /* check: k < (p-1) */
225             {
226               if( DBG_CIPHER )
227                 progress('+');
228               break; /* no  */
229             }
230           if( !(mpi_cmp_ui( k, 0 ) > 0) )  /* check: k > 0 */
231             {
232               if( DBG_CIPHER )
233                 progress('-');
234               break; /* no */
235             }
236           if (gcry_mpi_gcd( temp, k, p_1 ))
237             goto found;  /* okay, k is relative prime to (p-1) */
238           mpi_add_ui( k, k, 1 );
239           if( DBG_CIPHER )
240             progress('.');
241         }
242     }
243  found:
244   gcry_free(rndbuf);
245   if( DBG_CIPHER )
246     progress('\n');
247   mpi_free(p_1);
248   mpi_free(temp);
249
250   return k;
251 }
252
253 /****************
254  * Generate a key pair with a key of size NBITS
255  * Returns: 2 structures filled with all needed values
256  *          and an array with n-1 factors of (p-1)
257  */
258 static void
259 generate ( ELG_secret_key *sk, unsigned int nbits, gcry_mpi_t **ret_factors )
260 {
261   gcry_mpi_t p;    /* the prime */
262   gcry_mpi_t p_min1;
263   gcry_mpi_t g;
264   gcry_mpi_t x;    /* the secret exponent */
265   gcry_mpi_t y;
266   unsigned int qbits;
267   unsigned int xbits;
268   byte *rndbuf;
269
270   p_min1 = gcry_mpi_new ( nbits );
271   qbits = wiener_map( nbits );
272   if( qbits & 1 ) /* better have a even one */
273     qbits++;
274   g = mpi_alloc(1);
275   p = _gcry_generate_elg_prime( 0, nbits, qbits, g, ret_factors );
276   mpi_sub_ui(p_min1, p, 1);
277
278
279   /* Select a random number which has these properties:
280    *     0 < x < p-1
281    * This must be a very good random number because this is the
282    * secret part.  The prime is public and may be shared anyway,
283    * so a random generator level of 1 is used for the prime.
284    *
285    * I don't see a reason to have a x of about the same size
286    * as the p.  It should be sufficient to have one about the size
287    * of q or the later used k plus a large safety margin. Decryption
288    * will be much faster with such an x.
289    */
290   xbits = qbits * 3 / 2;
291   if( xbits >= nbits )
292     BUG();
293   x = gcry_mpi_snew ( xbits );
294   if( DBG_CIPHER )
295     log_debug("choosing a random x of size %u", xbits );
296   rndbuf = NULL;
297   do
298     {
299       if( DBG_CIPHER )
300         progress('.');
301       if( rndbuf )
302         { /* Change only some of the higher bits */
303           if( xbits < 16 ) /* should never happen ... */
304             {
305               gcry_free(rndbuf);
306               rndbuf = gcry_random_bytes_secure( (xbits+7)/8,
307                                                  GCRY_VERY_STRONG_RANDOM );
308             }
309           else
310             {
311               char *r = gcry_random_bytes_secure( 2,
312                                                   GCRY_VERY_STRONG_RANDOM );
313               memcpy(rndbuf, r, 2 );
314               gcry_free(r);
315             }
316         }
317       else
318         {
319           rndbuf = gcry_random_bytes_secure( (xbits+7)/8,
320                                              GCRY_VERY_STRONG_RANDOM );
321         }
322       _gcry_mpi_set_buffer( x, rndbuf, (xbits+7)/8, 0 );
323       mpi_clear_highbit( x, xbits+1 );
324     }
325   while( !( mpi_cmp_ui( x, 0 )>0 && mpi_cmp( x, p_min1 )<0 ) );
326   gcry_free(rndbuf);
327
328   y = gcry_mpi_new (nbits);
329   gcry_mpi_powm( y, g, x, p );
330
331   if( DBG_CIPHER )
332     {
333       progress('\n');
334       log_mpidump("elg  p= ", p );
335       log_mpidump("elg  g= ", g );
336       log_mpidump("elg  y= ", y );
337       log_mpidump("elg  x= ", x );
338     }
339
340   /* Copy the stuff to the key structures */
341   sk->p = p;
342   sk->g = g;
343   sk->y = y;
344   sk->x = x;
345
346   gcry_mpi_release ( p_min1 );
347
348   /* Now we can test our keys (this should never fail!) */
349   test_keys ( sk, nbits - 64, 0 );
350 }
351
352
353 /* Generate a key pair with a key of size NBITS not using a random
354    value for the secret key but the one given as X.  This is useful to
355    implement a passphrase based decryption for a public key based
356    encryption.  It has appliactions in backup systems.
357
358    Returns: A structure filled with all needed values and an array
359             with n-1 factors of (p-1).  */
360 static gcry_err_code_t
361 generate_using_x (ELG_secret_key *sk, unsigned int nbits, gcry_mpi_t x,
362                   gcry_mpi_t **ret_factors )
363 {
364   gcry_mpi_t p;      /* The prime.  */
365   gcry_mpi_t p_min1; /* The prime minus 1.  */
366   gcry_mpi_t g;      /* The generator.  */
367   gcry_mpi_t y;      /* g^x mod p.  */
368   unsigned int qbits;
369   unsigned int xbits;
370
371   sk->p = NULL;
372   sk->g = NULL;
373   sk->y = NULL;
374   sk->x = NULL;
375
376   /* Do a quick check to see whether X is suitable.  */
377   xbits = mpi_get_nbits (x);
378   if ( xbits < 64 || xbits >= nbits )
379     return GPG_ERR_INV_VALUE;
380
381   p_min1 = gcry_mpi_new ( nbits );
382   qbits  = wiener_map ( nbits );
383   if ( (qbits & 1) ) /* Better have an even one.  */
384     qbits++;
385   g = mpi_alloc (1);
386   p = _gcry_generate_elg_prime ( 0, nbits, qbits, g, ret_factors );
387   mpi_sub_ui (p_min1, p, 1);
388
389   if (DBG_CIPHER)
390     log_debug ("using a supplied x of size %u", xbits );
391   if ( !(mpi_cmp_ui ( x, 0 ) > 0 && mpi_cmp ( x, p_min1 ) <0 ) )
392     {
393       gcry_mpi_release ( p_min1 );
394       gcry_mpi_release ( p );
395       gcry_mpi_release ( g );
396       return GPG_ERR_INV_VALUE;
397     }
398
399   y = gcry_mpi_new (nbits);
400   gcry_mpi_powm ( y, g, x, p );
401
402   if ( DBG_CIPHER )
403     {
404       progress ('\n');
405       log_mpidump ("elg  p= ", p );
406       log_mpidump ("elg  g= ", g );
407       log_mpidump ("elg  y= ", y );
408       log_mpidump ("elg  x= ", x );
409     }
410
411   /* Copy the stuff to the key structures */
412   sk->p = p;
413   sk->g = g;
414   sk->y = y;
415   sk->x = gcry_mpi_copy (x);
416
417   gcry_mpi_release ( p_min1 );
418
419   /* Now we can test our keys. */
420   if ( test_keys ( sk, nbits - 64, 1 ) )
421     {
422       gcry_mpi_release ( sk->p ); sk->p = NULL;
423       gcry_mpi_release ( sk->g ); sk->g = NULL;
424       gcry_mpi_release ( sk->y ); sk->y = NULL;
425       gcry_mpi_release ( sk->x ); sk->x = NULL;
426       return GPG_ERR_BAD_SECKEY;
427     }
428
429   return 0;
430 }
431
432
433 /****************
434  * Test whether the secret key is valid.
435  * Returns: if this is a valid key.
436  */
437 static int
438 check_secret_key( ELG_secret_key *sk )
439 {
440   int rc;
441   gcry_mpi_t y = mpi_alloc( mpi_get_nlimbs(sk->y) );
442
443   gcry_mpi_powm( y, sk->g, sk->x, sk->p );
444   rc = !mpi_cmp( y, sk->y );
445   mpi_free( y );
446   return rc;
447 }
448
449
450 static void
451 do_encrypt(gcry_mpi_t a, gcry_mpi_t b, gcry_mpi_t input, ELG_public_key *pkey )
452 {
453   gcry_mpi_t k;
454
455   /* Note: maybe we should change the interface, so that it
456    * is possible to check that input is < p and return an
457    * error code.
458    */
459
460   k = gen_k( pkey->p, 1 );
461   gcry_mpi_powm( a, pkey->g, k, pkey->p );
462   /* b = (y^k * input) mod p
463    *     = ((y^k mod p) * (input mod p)) mod p
464    * and because input is < p
465    *     = ((y^k mod p) * input) mod p
466    */
467   gcry_mpi_powm( b, pkey->y, k, pkey->p );
468   gcry_mpi_mulm( b, b, input, pkey->p );
469 #if 0
470   if( DBG_CIPHER )
471     {
472       log_mpidump("elg encrypted y= ", pkey->y);
473       log_mpidump("elg encrypted p= ", pkey->p);
474       log_mpidump("elg encrypted k= ", k);
475       log_mpidump("elg encrypted M= ", input);
476       log_mpidump("elg encrypted a= ", a);
477       log_mpidump("elg encrypted b= ", b);
478     }
479 #endif
480   mpi_free(k);
481 }
482
483
484
485
486 static void
487 decrypt(gcry_mpi_t output, gcry_mpi_t a, gcry_mpi_t b, ELG_secret_key *skey )
488 {
489   gcry_mpi_t t1 = mpi_alloc_secure( mpi_get_nlimbs( skey->p ) );
490
491   /* output = b/(a^x) mod p */
492   gcry_mpi_powm( t1, a, skey->x, skey->p );
493   mpi_invm( t1, t1, skey->p );
494   mpi_mulm( output, b, t1, skey->p );
495 #if 0
496   if( DBG_CIPHER )
497     {
498       log_mpidump("elg decrypted x= ", skey->x);
499       log_mpidump("elg decrypted p= ", skey->p);
500       log_mpidump("elg decrypted a= ", a);
501       log_mpidump("elg decrypted b= ", b);
502       log_mpidump("elg decrypted M= ", output);
503     }
504 #endif
505   mpi_free(t1);
506 }
507
508
509 /****************
510  * Make an Elgamal signature out of INPUT
511  */
512
513 static void
514 sign(gcry_mpi_t a, gcry_mpi_t b, gcry_mpi_t input, ELG_secret_key *skey )
515 {
516     gcry_mpi_t k;
517     gcry_mpi_t t   = mpi_alloc( mpi_get_nlimbs(a) );
518     gcry_mpi_t inv = mpi_alloc( mpi_get_nlimbs(a) );
519     gcry_mpi_t p_1 = mpi_copy(skey->p);
520
521    /*
522     * b = (t * inv) mod (p-1)
523     * b = (t * inv(k,(p-1),(p-1)) mod (p-1)
524     * b = (((M-x*a) mod (p-1)) * inv(k,(p-1),(p-1))) mod (p-1)
525     *
526     */
527     mpi_sub_ui(p_1, p_1, 1);
528     k = gen_k( skey->p, 0 /* no small K ! */ );
529     gcry_mpi_powm( a, skey->g, k, skey->p );
530     mpi_mul(t, skey->x, a );
531     mpi_subm(t, input, t, p_1 );
532     mpi_invm(inv, k, p_1 );
533     mpi_mulm(b, t, inv, p_1 );
534
535 #if 0
536     if( DBG_CIPHER )
537       {
538         log_mpidump("elg sign p= ", skey->p);
539         log_mpidump("elg sign g= ", skey->g);
540         log_mpidump("elg sign y= ", skey->y);
541         log_mpidump("elg sign x= ", skey->x);
542         log_mpidump("elg sign k= ", k);
543         log_mpidump("elg sign M= ", input);
544         log_mpidump("elg sign a= ", a);
545         log_mpidump("elg sign b= ", b);
546       }
547 #endif
548     mpi_free(k);
549     mpi_free(t);
550     mpi_free(inv);
551     mpi_free(p_1);
552 }
553
554
555 /****************
556  * Returns true if the signature composed of A and B is valid.
557  */
558 static int
559 verify(gcry_mpi_t a, gcry_mpi_t b, gcry_mpi_t input, ELG_public_key *pkey )
560 {
561   int rc;
562   gcry_mpi_t t1;
563   gcry_mpi_t t2;
564   gcry_mpi_t base[4];
565   gcry_mpi_t ex[4];
566
567   if( !(mpi_cmp_ui( a, 0 ) > 0 && mpi_cmp( a, pkey->p ) < 0) )
568     return 0; /* assertion      0 < a < p  failed */
569
570   t1 = mpi_alloc( mpi_get_nlimbs(a) );
571   t2 = mpi_alloc( mpi_get_nlimbs(a) );
572
573 #if 0
574   /* t1 = (y^a mod p) * (a^b mod p) mod p */
575   gcry_mpi_powm( t1, pkey->y, a, pkey->p );
576   gcry_mpi_powm( t2, a, b, pkey->p );
577   mpi_mulm( t1, t1, t2, pkey->p );
578
579   /* t2 = g ^ input mod p */
580   gcry_mpi_powm( t2, pkey->g, input, pkey->p );
581
582   rc = !mpi_cmp( t1, t2 );
583 #elif 0
584   /* t1 = (y^a mod p) * (a^b mod p) mod p */
585   base[0] = pkey->y; ex[0] = a;
586   base[1] = a;       ex[1] = b;
587   base[2] = NULL;    ex[2] = NULL;
588   mpi_mulpowm( t1, base, ex, pkey->p );
589
590   /* t2 = g ^ input mod p */
591   gcry_mpi_powm( t2, pkey->g, input, pkey->p );
592
593   rc = !mpi_cmp( t1, t2 );
594 #else
595   /* t1 = g ^ - input * y ^ a * a ^ b  mod p */
596   mpi_invm(t2, pkey->g, pkey->p );
597   base[0] = t2     ; ex[0] = input;
598   base[1] = pkey->y; ex[1] = a;
599   base[2] = a;       ex[2] = b;
600   base[3] = NULL;    ex[3] = NULL;
601   mpi_mulpowm( t1, base, ex, pkey->p );
602   rc = !mpi_cmp_ui( t1, 1 );
603
604 #endif
605
606   mpi_free(t1);
607   mpi_free(t2);
608   return rc;
609 }
610
611 /*********************************************
612  **************  interface  ******************
613  *********************************************/
614
615 static gpg_err_code_t
616 elg_generate_ext (int algo, unsigned int nbits, unsigned long evalue,
617                   const gcry_sexp_t genparms,
618                   gcry_mpi_t *skey, gcry_mpi_t **retfactors,
619                   gcry_sexp_t *r_extrainfo)
620 {
621   gpg_err_code_t ec;
622   ELG_secret_key sk;
623   gcry_mpi_t xvalue = NULL;
624   gcry_sexp_t l1;
625
626   (void)algo;
627   (void)evalue;
628   (void)r_extrainfo;
629
630   if (genparms)
631     {
632       /* Parse the optional xvalue element. */
633       l1 = gcry_sexp_find_token (genparms, "xvalue", 0);
634       if (l1)
635         {
636           xvalue = gcry_sexp_nth_mpi (l1, 1, 0);
637           gcry_sexp_release (l1);
638           if (!xvalue)
639             return GPG_ERR_BAD_MPI;
640         }
641     }
642
643   if (xvalue)
644     ec = generate_using_x (&sk, nbits, xvalue, retfactors);
645   else
646     {
647       generate (&sk, nbits, retfactors);
648       ec = 0;
649     }
650
651   skey[0] = sk.p;
652   skey[1] = sk.g;
653   skey[2] = sk.y;
654   skey[3] = sk.x;
655
656   return ec;
657 }
658
659
660 static gcry_err_code_t
661 elg_generate (int algo, unsigned int nbits, unsigned long evalue,
662               gcry_mpi_t *skey, gcry_mpi_t **retfactors)
663 {
664   ELG_secret_key sk;
665
666   (void)algo;
667   (void)evalue;
668
669   generate (&sk, nbits, retfactors);
670   skey[0] = sk.p;
671   skey[1] = sk.g;
672   skey[2] = sk.y;
673   skey[3] = sk.x;
674
675   return GPG_ERR_NO_ERROR;
676 }
677
678
679 static gcry_err_code_t
680 elg_check_secret_key (int algo, gcry_mpi_t *skey)
681 {
682   gcry_err_code_t err = GPG_ERR_NO_ERROR;
683   ELG_secret_key sk;
684
685   (void)algo;
686
687   if ((! skey[0]) || (! skey[1]) || (! skey[2]) || (! skey[3]))
688     err = GPG_ERR_BAD_MPI;
689   else
690     {
691       sk.p = skey[0];
692       sk.g = skey[1];
693       sk.y = skey[2];
694       sk.x = skey[3];
695
696       if (! check_secret_key (&sk))
697         err = GPG_ERR_BAD_SECKEY;
698     }
699
700   return err;
701 }
702
703
704 static gcry_err_code_t
705 elg_encrypt (int algo, gcry_mpi_t *resarr,
706              gcry_mpi_t data, gcry_mpi_t *pkey, int flags)
707 {
708   gcry_err_code_t err = GPG_ERR_NO_ERROR;
709   ELG_public_key pk;
710
711   (void)algo;
712   (void)flags;
713
714   if ((! data) || (! pkey[0]) || (! pkey[1]) || (! pkey[2]))
715     err = GPG_ERR_BAD_MPI;
716   else
717     {
718       pk.p = pkey[0];
719       pk.g = pkey[1];
720       pk.y = pkey[2];
721       resarr[0] = mpi_alloc (mpi_get_nlimbs (pk.p));
722       resarr[1] = mpi_alloc (mpi_get_nlimbs (pk.p));
723       do_encrypt (resarr[0], resarr[1], data, &pk);
724     }
725   return err;
726 }
727
728
729 static gcry_err_code_t
730 elg_decrypt (int algo, gcry_mpi_t *result,
731              gcry_mpi_t *data, gcry_mpi_t *skey, int flags)
732 {
733   gcry_err_code_t err = GPG_ERR_NO_ERROR;
734   ELG_secret_key sk;
735
736   (void)algo;
737   (void)flags;
738
739   if ((! data[0]) || (! data[1])
740       || (! skey[0]) || (! skey[1]) || (! skey[2]) || (! skey[3]))
741     err = GPG_ERR_BAD_MPI;
742   else
743     {
744       sk.p = skey[0];
745       sk.g = skey[1];
746       sk.y = skey[2];
747       sk.x = skey[3];
748       *result = mpi_alloc_secure (mpi_get_nlimbs (sk.p));
749       decrypt (*result, data[0], data[1], &sk);
750     }
751   return err;
752 }
753
754
755 static gcry_err_code_t
756 elg_sign (int algo, gcry_mpi_t *resarr, gcry_mpi_t data, gcry_mpi_t *skey,
757           int flags, int hashalgo)
758 {
759   gcry_err_code_t err = GPG_ERR_NO_ERROR;
760   ELG_secret_key sk;
761
762   (void)algo;
763   (void)flags;
764   (void)hashalgo;
765
766   if (mpi_is_opaque (data))
767     return GPG_ERR_INV_DATA;
768
769   if ((! data)
770       || (! skey[0]) || (! skey[1]) || (! skey[2]) || (! skey[3]))
771     err = GPG_ERR_BAD_MPI;
772   else
773     {
774       sk.p = skey[0];
775       sk.g = skey[1];
776       sk.y = skey[2];
777       sk.x = skey[3];
778       resarr[0] = mpi_alloc (mpi_get_nlimbs (sk.p));
779       resarr[1] = mpi_alloc (mpi_get_nlimbs (sk.p));
780       sign (resarr[0], resarr[1], data, &sk);
781     }
782
783   return err;
784 }
785
786
787 static gcry_err_code_t
788 elg_verify (int algo, gcry_mpi_t hash, gcry_mpi_t *data, gcry_mpi_t *pkey,
789             int (*cmp) (void *, gcry_mpi_t), void *opaquev)
790 {
791   gcry_err_code_t err = GPG_ERR_NO_ERROR;
792   ELG_public_key pk;
793
794   (void)algo;
795   (void)cmp;
796   (void)opaquev;
797
798   if (mpi_is_opaque (hash))
799     return GPG_ERR_INV_DATA;
800
801   if ((! data[0]) || (! data[1]) || (! hash)
802       || (! pkey[0]) || (! pkey[1]) || (! pkey[2]))
803     err = GPG_ERR_BAD_MPI;
804   else
805     {
806       pk.p = pkey[0];
807       pk.g = pkey[1];
808       pk.y = pkey[2];
809       if (! verify (data[0], data[1], hash, &pk))
810         err = GPG_ERR_BAD_SIGNATURE;
811     }
812
813   return err;
814 }
815
816
817 static unsigned int
818 elg_get_nbits (int algo, gcry_mpi_t *pkey)
819 {
820   (void)algo;
821
822   return mpi_get_nbits (pkey[0]);
823 }
824
825
826 static const char *elg_names[] =
827   {
828     "elg",
829     "openpgp-elg",
830     "openpgp-elg-sig",
831     NULL,
832   };
833
834
835 gcry_pk_spec_t _gcry_pubkey_spec_elg =
836   {
837     "ELG", elg_names,
838     "pgy", "pgyx", "ab", "rs", "pgy",
839     GCRY_PK_USAGE_SIGN | GCRY_PK_USAGE_ENCR,
840     elg_generate,
841     elg_check_secret_key,
842     elg_encrypt,
843     elg_decrypt,
844     elg_sign,
845     elg_verify,
846     elg_get_nbits
847   };
848
849 pk_extra_spec_t _gcry_pubkey_extraspec_elg =
850   {
851     NULL,
852     elg_generate_ext,
853     NULL
854   };