475 lines
13 KiB
C
475 lines
13 KiB
C
|
/**********************************************************************
|
||
|
* gost2001.c *
|
||
|
* Copyright (c) 2005-2006 Cryptocom LTD *
|
||
|
* This file is distributed under the same license as OpenSSL *
|
||
|
* *
|
||
|
* Implementation of GOST R 34.10-2001 *
|
||
|
* Requires OpenSSL 0.9.9 for compilation *
|
||
|
**********************************************************************/
|
||
|
#include "gost_lcl.h"
|
||
|
#include "gost_params.h"
|
||
|
#include <string.h>
|
||
|
#include <openssl/rand.h>
|
||
|
#include <openssl/ecdsa.h>
|
||
|
#include <openssl/err.h>
|
||
|
#include "e_gost_err.h"
|
||
|
#ifdef DEBUG_SIGN
|
||
|
extern
|
||
|
void dump_signature(const char *message, const unsigned char *buffer,
|
||
|
size_t len);
|
||
|
void dump_dsa_sig(const char *message, DSA_SIG *sig);
|
||
|
#else
|
||
|
|
||
|
# define dump_signature(a,b,c)
|
||
|
# define dump_dsa_sig(a,b)
|
||
|
#endif
|
||
|
|
||
|
/*
|
||
|
* Fills EC_KEY structure hidden in the app_data field of DSA structure
|
||
|
* with parameter information, extracted from parameter array in
|
||
|
* params.c file.
|
||
|
*
|
||
|
* Also fils DSA->q field with copy of EC_GROUP order field to make
|
||
|
* DSA_size function work
|
||
|
*/
|
||
|
int fill_GOST2001_params(EC_KEY *eckey, int nid)
|
||
|
{
|
||
|
R3410_2001_params *params = R3410_2001_paramset;
|
||
|
EC_GROUP *grp = NULL;
|
||
|
BIGNUM *p = NULL, *q = NULL, *a = NULL, *b = NULL, *x = NULL, *y = NULL;
|
||
|
EC_POINT *P = NULL;
|
||
|
BN_CTX *ctx = BN_CTX_new();
|
||
|
int ok = 0;
|
||
|
|
||
|
if(!ctx) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_FILL_GOST2001_PARAMS, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
|
||
|
BN_CTX_start(ctx);
|
||
|
p = BN_CTX_get(ctx);
|
||
|
a = BN_CTX_get(ctx);
|
||
|
b = BN_CTX_get(ctx);
|
||
|
x = BN_CTX_get(ctx);
|
||
|
y = BN_CTX_get(ctx);
|
||
|
q = BN_CTX_get(ctx);
|
||
|
if(!p || !a || !b || !x || !y || !q) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_FILL_GOST2001_PARAMS, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
while (params->nid != NID_undef && params->nid != nid)
|
||
|
params++;
|
||
|
if (params->nid == NID_undef) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_FILL_GOST2001_PARAMS,
|
||
|
GOST_R_UNSUPPORTED_PARAMETER_SET);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
if(!BN_hex2bn(&p, params->p)
|
||
|
|| !BN_hex2bn(&a, params->a)
|
||
|
|| !BN_hex2bn(&b, params->b)) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_FILL_GOST2001_PARAMS,
|
||
|
ERR_R_INTERNAL_ERROR);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
|
||
|
grp = EC_GROUP_new_curve_GFp(p, a, b, ctx);
|
||
|
if(!grp) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_FILL_GOST2001_PARAMS, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
|
||
|
P = EC_POINT_new(grp);
|
||
|
if(!P) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_FILL_GOST2001_PARAMS, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
|
||
|
if(!BN_hex2bn(&x, params->x)
|
||
|
|| !BN_hex2bn(&y, params->y)
|
||
|
|| !EC_POINT_set_affine_coordinates_GFp(grp, P, x, y, ctx)
|
||
|
|| !BN_hex2bn(&q, params->q)) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_FILL_GOST2001_PARAMS, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
#ifdef DEBUG_KEYS
|
||
|
fprintf(stderr, "Set params index %d oid %s\nq=",
|
||
|
(params - R3410_2001_paramset), OBJ_nid2sn(params->nid));
|
||
|
BN_print_fp(stderr, q);
|
||
|
fprintf(stderr, "\n");
|
||
|
#endif
|
||
|
|
||
|
if(!EC_GROUP_set_generator(grp, P, q, NULL)) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_FILL_GOST2001_PARAMS, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
EC_GROUP_set_curve_name(grp, params->nid);
|
||
|
if(!EC_KEY_set_group(eckey, grp)) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_FILL_GOST2001_PARAMS, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
ok = 1;
|
||
|
err:
|
||
|
if (P) EC_POINT_free(P);
|
||
|
if (grp) EC_GROUP_free(grp);
|
||
|
if (ctx) {
|
||
|
BN_CTX_end(ctx);
|
||
|
BN_CTX_free(ctx);
|
||
|
}
|
||
|
return ok;
|
||
|
}
|
||
|
|
||
|
/*
|
||
|
* Computes gost2001 signature as DSA_SIG structure
|
||
|
*
|
||
|
*
|
||
|
*/
|
||
|
DSA_SIG *gost2001_do_sign(const unsigned char *dgst, int dlen, EC_KEY *eckey)
|
||
|
{
|
||
|
DSA_SIG *newsig = NULL, *ret = NULL;
|
||
|
BIGNUM *md = hashsum2bn(dgst);
|
||
|
BIGNUM *order = NULL;
|
||
|
const EC_GROUP *group;
|
||
|
const BIGNUM *priv_key;
|
||
|
BIGNUM *r = NULL, *s = NULL, *X = NULL, *tmp = NULL, *tmp2 = NULL, *k =
|
||
|
NULL, *e = NULL;
|
||
|
EC_POINT *C = NULL;
|
||
|
BN_CTX *ctx = BN_CTX_new();
|
||
|
if(!ctx || !md) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_SIGN, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
BN_CTX_start(ctx);
|
||
|
OPENSSL_assert(dlen == 32);
|
||
|
newsig = DSA_SIG_new();
|
||
|
if (!newsig) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_SIGN, GOST_R_NO_MEMORY);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
group = EC_KEY_get0_group(eckey);
|
||
|
if(!group) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_SIGN, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
order = BN_CTX_get(ctx);
|
||
|
if(!order || !EC_GROUP_get_order(group, order, ctx)) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_SIGN, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
priv_key = EC_KEY_get0_private_key(eckey);
|
||
|
if(!priv_key) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_SIGN, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
e = BN_CTX_get(ctx);
|
||
|
if(!e || !BN_mod(e, md, order, ctx)) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_SIGN, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
#ifdef DEBUG_SIGN
|
||
|
fprintf(stderr, "digest as bignum=");
|
||
|
BN_print_fp(stderr, md);
|
||
|
fprintf(stderr, "\ndigest mod q=");
|
||
|
BN_print_fp(stderr, e);
|
||
|
fprintf(stderr, "\n");
|
||
|
#endif
|
||
|
if (BN_is_zero(e)) {
|
||
|
BN_one(e);
|
||
|
}
|
||
|
k = BN_CTX_get(ctx);
|
||
|
C = EC_POINT_new(group);
|
||
|
if(!k || !C) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_SIGN, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
do {
|
||
|
do {
|
||
|
if (!BN_rand_range(k, order)) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_SIGN,
|
||
|
GOST_R_RANDOM_NUMBER_GENERATOR_FAILED);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
if (!EC_POINT_mul(group, C, k, NULL, NULL, ctx)) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_SIGN, ERR_R_EC_LIB);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
if (!X)
|
||
|
X = BN_CTX_get(ctx);
|
||
|
if (!r)
|
||
|
r = BN_CTX_get(ctx);
|
||
|
if (!X || !r) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_SIGN, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, C, X, NULL, ctx)) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_SIGN, ERR_R_EC_LIB);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
|
||
|
if(!BN_nnmod(r, X, order, ctx)) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_SIGN, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
}
|
||
|
while (BN_is_zero(r));
|
||
|
/* s = (r*priv_key+k*e) mod order */
|
||
|
if (!tmp)
|
||
|
tmp = BN_CTX_get(ctx);
|
||
|
if (!tmp2)
|
||
|
tmp2 = BN_CTX_get(ctx);
|
||
|
if (!s)
|
||
|
s = BN_CTX_get(ctx);
|
||
|
if (!tmp || !tmp2 || !s) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_SIGN, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
|
||
|
if(!BN_mod_mul(tmp, priv_key, r, order, ctx)
|
||
|
|| !BN_mod_mul(tmp2, k, e, order, ctx)
|
||
|
|| !BN_mod_add(s, tmp, tmp2, order, ctx)) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_SIGN, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
}
|
||
|
while (BN_is_zero(s));
|
||
|
|
||
|
newsig->s = BN_dup(s);
|
||
|
newsig->r = BN_dup(r);
|
||
|
if(!newsig->s || !newsig->r) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_SIGN, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
|
||
|
ret = newsig;
|
||
|
err:
|
||
|
if(ctx) {
|
||
|
BN_CTX_end(ctx);
|
||
|
BN_CTX_free(ctx);
|
||
|
}
|
||
|
if (C) EC_POINT_free(C);
|
||
|
if (md) BN_free(md);
|
||
|
if (!ret && newsig) {
|
||
|
DSA_SIG_free(newsig);
|
||
|
}
|
||
|
return ret;
|
||
|
}
|
||
|
|
||
|
/*
|
||
|
* Verifies gost 2001 signature
|
||
|
*
|
||
|
*/
|
||
|
int gost2001_do_verify(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
|
||
|
DSA_SIG *sig, EC_KEY *ec)
|
||
|
{
|
||
|
BN_CTX *ctx = BN_CTX_new();
|
||
|
const EC_GROUP *group = EC_KEY_get0_group(ec);
|
||
|
BIGNUM *order;
|
||
|
BIGNUM *md = NULL, *e = NULL, *R = NULL, *v = NULL, *z1 = NULL, *z2 =
|
||
|
NULL;
|
||
|
BIGNUM *X = NULL, *tmp = NULL;
|
||
|
EC_POINT *C = NULL;
|
||
|
const EC_POINT *pub_key = NULL;
|
||
|
int ok = 0;
|
||
|
|
||
|
if(!ctx || !group) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_VERIFY, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
|
||
|
BN_CTX_start(ctx);
|
||
|
order = BN_CTX_get(ctx);
|
||
|
e = BN_CTX_get(ctx);
|
||
|
z1 = BN_CTX_get(ctx);
|
||
|
z2 = BN_CTX_get(ctx);
|
||
|
tmp = BN_CTX_get(ctx);
|
||
|
X = BN_CTX_get(ctx);
|
||
|
R = BN_CTX_get(ctx);
|
||
|
v = BN_CTX_get(ctx);
|
||
|
if(!order || !e || !z1 || !z2 || !tmp || !X || !R || !v) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_VERIFY, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
|
||
|
pub_key = EC_KEY_get0_public_key(ec);
|
||
|
if(!pub_key || !EC_GROUP_get_order(group, order, ctx)) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_VERIFY, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
|
||
|
if (BN_is_zero(sig->s) || BN_is_zero(sig->r) ||
|
||
|
(BN_cmp(sig->s, order) >= 1) || (BN_cmp(sig->r, order) >= 1)) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_VERIFY,
|
||
|
GOST_R_SIGNATURE_PARTS_GREATER_THAN_Q);
|
||
|
goto err;
|
||
|
|
||
|
}
|
||
|
md = hashsum2bn(dgst);
|
||
|
|
||
|
if(!md || !BN_mod(e, md, order, ctx)) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_VERIFY, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
#ifdef DEBUG_SIGN
|
||
|
fprintf(stderr, "digest as bignum: ");
|
||
|
BN_print_fp(stderr, md);
|
||
|
fprintf(stderr, "\ndigest mod q: ");
|
||
|
BN_print_fp(stderr, e);
|
||
|
#endif
|
||
|
if (BN_is_zero(e) && !BN_one(e)) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_VERIFY, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
v = BN_mod_inverse(v, e, order, ctx);
|
||
|
if(!v
|
||
|
|| !BN_mod_mul(z1, sig->s, v, order, ctx)
|
||
|
|| !BN_sub(tmp, order, sig->r)
|
||
|
|| !BN_mod_mul(z2, tmp, v, order, ctx)) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_VERIFY, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
#ifdef DEBUG_SIGN
|
||
|
fprintf(stderr, "\nInverted digest value: ");
|
||
|
BN_print_fp(stderr, v);
|
||
|
fprintf(stderr, "\nz1: ");
|
||
|
BN_print_fp(stderr, z1);
|
||
|
fprintf(stderr, "\nz2: ");
|
||
|
BN_print_fp(stderr, z2);
|
||
|
#endif
|
||
|
C = EC_POINT_new(group);
|
||
|
if (!C) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_VERIFY, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
if (!EC_POINT_mul(group, C, z1, pub_key, z2, ctx)) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_VERIFY, ERR_R_EC_LIB);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group, C, X, NULL, ctx)) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_VERIFY, ERR_R_EC_LIB);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
if(!BN_mod(R, X, order, ctx)) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_VERIFY, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
#ifdef DEBUG_SIGN
|
||
|
fprintf(stderr, "\nX=");
|
||
|
BN_print_fp(stderr, X);
|
||
|
fprintf(stderr, "\nX mod q=");
|
||
|
BN_print_fp(stderr, R);
|
||
|
fprintf(stderr, "\n");
|
||
|
#endif
|
||
|
if (BN_cmp(R, sig->r) != 0) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_VERIFY, GOST_R_SIGNATURE_MISMATCH);
|
||
|
} else {
|
||
|
ok = 1;
|
||
|
}
|
||
|
err:
|
||
|
if (C) EC_POINT_free(C);
|
||
|
if (ctx) {
|
||
|
BN_CTX_end(ctx);
|
||
|
BN_CTX_free(ctx);
|
||
|
}
|
||
|
if (md) BN_free(md);
|
||
|
return ok;
|
||
|
}
|
||
|
|
||
|
/*
|
||
|
* Computes GOST R 34.10-2001 public key
|
||
|
*
|
||
|
*
|
||
|
*/
|
||
|
int gost2001_compute_public(EC_KEY *ec)
|
||
|
{
|
||
|
const EC_GROUP *group = EC_KEY_get0_group(ec);
|
||
|
EC_POINT *pub_key = NULL;
|
||
|
const BIGNUM *priv_key = NULL;
|
||
|
BN_CTX *ctx = NULL;
|
||
|
int ok = 0;
|
||
|
|
||
|
if (!group) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_COMPUTE_PUBLIC,
|
||
|
GOST_R_KEY_IS_NOT_INITIALIZED);
|
||
|
return 0;
|
||
|
}
|
||
|
ctx = BN_CTX_new();
|
||
|
if(!ctx) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_COMPUTE_PUBLIC, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
BN_CTX_start(ctx);
|
||
|
if (!(priv_key = EC_KEY_get0_private_key(ec))) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_COMPUTE_PUBLIC, ERR_R_EC_LIB);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
|
||
|
pub_key = EC_POINT_new(group);
|
||
|
if(!pub_key) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_COMPUTE_PUBLIC, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
if (!EC_POINT_mul(group, pub_key, priv_key, NULL, NULL, ctx)) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_COMPUTE_PUBLIC, ERR_R_EC_LIB);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
if (!EC_KEY_set_public_key(ec, pub_key)) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_COMPUTE_PUBLIC, ERR_R_EC_LIB);
|
||
|
goto err;
|
||
|
}
|
||
|
ok = 256;
|
||
|
err:
|
||
|
if (pub_key) EC_POINT_free(pub_key);
|
||
|
if (ctx) {
|
||
|
BN_CTX_end(ctx);
|
||
|
BN_CTX_free(ctx);
|
||
|
}
|
||
|
return ok;
|
||
|
}
|
||
|
|
||
|
/*
|
||
|
*
|
||
|
* Generates GOST R 34.10-2001 keypair
|
||
|
*
|
||
|
*
|
||
|
*/
|
||
|
int gost2001_keygen(EC_KEY *ec)
|
||
|
{
|
||
|
BIGNUM *order = BN_new(), *d = BN_new();
|
||
|
const EC_GROUP *group = NULL;
|
||
|
|
||
|
if (order == NULL || d == NULL) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_KEYGEN, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
|
||
|
BN_free(d);
|
||
|
BN_free(order);
|
||
|
return 0;
|
||
|
}
|
||
|
|
||
|
group = EC_KEY_get0_group(ec);
|
||
|
if(!group || !EC_GROUP_get_order(group, order, NULL)) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_KEYGEN, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
|
||
|
BN_free(d);
|
||
|
BN_free(order);
|
||
|
return 0;
|
||
|
}
|
||
|
|
||
|
do {
|
||
|
if (!BN_rand_range(d, order)) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_KEYGEN,
|
||
|
GOST_R_RANDOM_NUMBER_GENERATOR_FAILED);
|
||
|
BN_free(d);
|
||
|
BN_free(order);
|
||
|
return 0;
|
||
|
}
|
||
|
}
|
||
|
while (BN_is_zero(d));
|
||
|
|
||
|
if(!EC_KEY_set_private_key(ec, d)) {
|
||
|
GOSTerr(GOST_F_GOST2001_KEYGEN, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
|
||
|
BN_free(d);
|
||
|
BN_free(order);
|
||
|
return 0;
|
||
|
}
|
||
|
BN_free(d);
|
||
|
BN_free(order);
|
||
|
return gost2001_compute_public(ec);
|
||
|
}
|