d0_blind_id.c

   1 /*
   2  * FILE:        d0_blind_id.c
   3  * AUTHOR:      Rudolf Polzer - divVerent@xonotic.org
   4  *
   5  * Copyright (c) 2010, Rudolf Polzer
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  16  * 3. Neither the name of the copyright holder nor the names of contributors
  17  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  18  *    without specific prior written permission.
  19  *
  20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTOR(S) ``AS IS'' AND
  21  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  22  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  23  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTOR(S) BE LIABLE
  24  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  25  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  26  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  27  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  28  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  29  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  30  * SUCH DAMAGE.
  31  *
  32  * $Format:commit %H$
  33  * $Id$
  34  */
  35
  36 #include "d0_blind_id.h"
  37
  38 #include <stdio.h>
  39 #include <string.h>
  40 #include "d0_bignum.h"
  41 #include "sha2.h"
  42
  43 // our SHA is SHA-256
  44 #define SHA_DIGESTSIZE 32
  45 const char *sha(const unsigned char *in, size_t len)
  46 {
  47         static char h[32];
  48         d0_blind_id_util_sha256(h, (const char *) in, len);
  49         return h;
  50 }
  51
  52 // for zero knowledge, we need multiple instances of schnorr ID scheme... should normally be sequential
  53 // parallel schnorr ID is not provably zero knowledge :(
  54 //   (evil verifier can know all questions in advance, so sequential is disadvantage for him)
  55 // we'll just live with a 1:1048576 chance of cheating, and support reauthenticating
  56
  57 #define SCHNORR_BITS 20
  58 // probability of cheat: 2^(-bits+1)
  59
  60 #define SCHNORR_HASHSIZE SHA_DIGESTSIZE
  61 // cannot be >= SHA_DIGESTSIZE
  62 // *8 must be >= SCHNORR_BITS
  63 // no need to save bits here
  64
  65 #define MSGSIZE 640 // ought to be enough for anyone
  66
  67 struct d0_blind_id_s
  68 {
  69         // signing (Xonotic pub and priv key)
  70         d0_bignum_t *rsa_n, *rsa_e, *rsa_d;
  71
  72         // public data (Schnorr ID)
  73         d0_bignum_t *schnorr_G;
  74
  75         // private data (player ID private key)
  76         d0_bignum_t *schnorr_s;
  77
  78         // public data (player ID public key, this is what the server gets to know)
  79         d0_bignum_t *schnorr_g_to_s;
  80         d0_bignum_t *schnorr_H_g_to_s_signature; // 0 when signature is invalid
  81         // as hash function H, we get the SHA1 and reinterpret as bignum - yes, it always is < 160 bits
  82
  83         // temp data
  84         d0_bignum_t *rsa_blind_signature_camouflage; // random number blind signature
  85
  86         d0_bignum_t *r; // random number for schnorr ID
  87         d0_bignum_t *t; // for DH key exchange
  88         d0_bignum_t *g_to_t; // for DH key exchange
  89         d0_bignum_t *other_g_to_t; // for DH key exchange
  90         d0_bignum_t *challenge; // challenge
  91
  92         char msghash[SCHNORR_HASHSIZE]; // init hash
  93         char msg[MSGSIZE]; // message
  94         size_t msglen; // message length
  95 };
  96
  97 #define CHECK(x) do { if(!(x)) goto fail; } while(0)
  98 #define CHECK_ASSIGN(var, value) do { d0_bignum_t *val; val = value; if(!val) goto fail; var = val; } while(0)
  99 #define MPCHECK(x) do { if(!failed) if(!(x)) failed = 1; } while(0)
 100 #define MPCHECK_ASSIGN(var, value) do { if(!failed) { d0_bignum_t *val; val = value; if(val) var = val; else failed = 1; } } while(0)
 101
 102 #define USING(x) if(!(ctx->x)) return 0
 103 #define REPLACING(x)
 104
 105 static d0_bignum_t *zero, *one, *four, *temp0, *temp1, *temp2, *temp3, *temp4;
 106
 107 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_INITIALIZE(void)
 108 {
 109         CHECK(d0_bignum_INITIALIZE());
 110         CHECK_ASSIGN(zero, d0_bignum_int(zero, 0));
 111         CHECK_ASSIGN(one, d0_bignum_int(one, 1));
 112         CHECK_ASSIGN(four, d0_bignum_int(four, 4));
 113         CHECK_ASSIGN(temp0, d0_bignum_int(temp0, 0));
 114         CHECK_ASSIGN(temp1, d0_bignum_int(temp1, 0));
 115         CHECK_ASSIGN(temp2, d0_bignum_int(temp2, 0));
 116         CHECK_ASSIGN(temp3, d0_bignum_int(temp3, 0));
 117         CHECK_ASSIGN(temp4, d0_bignum_int(temp4, 0));
 118         return 1;
 119 fail:
 120         return 0;
 121 }
 122
 123 void d0_blind_id_SHUTDOWN(void)
 124 {
 125         d0_bignum_free(zero);
 126         d0_bignum_free(one);
 127         d0_bignum_free(four);
 128         d0_bignum_free(temp0);
 129         d0_bignum_free(temp1);
 130         d0_bignum_free(temp2);
 131         d0_bignum_free(temp3);
 132         d0_bignum_free(temp4);
 133         d0_bignum_SHUTDOWN();
 134 }
 135
 136 // (G-1)/2
 137 d0_bignum_t *d0_dl_get_order(d0_bignum_t *o, const d0_bignum_t *G)
 138 {
 139         CHECK_ASSIGN(o, d0_bignum_sub(o, G, one));
 140         CHECK(d0_bignum_shl(o, o, -1)); // order o = (G-1)/2
 141         return o;
 142 fail:
 143         return NULL;
 144 }
 145 // 2o+1
 146 d0_bignum_t *d0_dl_get_from_order(d0_bignum_t *G, const d0_bignum_t *o)
 147 {
 148         CHECK_ASSIGN(G, d0_bignum_shl(G, o, 1));
 149         CHECK(d0_bignum_add(G, G, one));
 150         return G;
 151 fail:
 152         return NULL;
 153 }
 154
 155 D0_BOOL d0_dl_generate_key(size_t size, d0_bignum_t *G)
 156 {
 157         // using: temp0
 158         if(size < 16)
 159                 size = 16;
 160         for(;;)
 161         {
 162                 CHECK(d0_bignum_rand_bit_exact(temp0, size-1));
 163                 if(d0_bignum_isprime(temp0, 0) == 0)
 164                         continue;
 165                 CHECK(d0_dl_get_from_order(G, temp0));
 166                 if(d0_bignum_isprime(G, 10) == 0)
 167                         continue;
 168                 if(d0_bignum_isprime(temp0, 10) == 0) // finish the previous test
 169                         continue;
 170                 break;
 171         }
 172         return 1;
 173 fail:
 174         return 0;
 175 }
 176
 177 D0_BOOL d0_rsa_generate_key(size_t size, const d0_bignum_t *challenge, d0_bignum_t *d, d0_bignum_t *n)
 178 {
 179         // uses temp0 to temp4
 180         int fail = 0;
 181         int gcdfail = 0;
 182         int pb = (size + 1)/2;
 183         int qb = size - pb;
 184         if(pb < 8)
 185                 pb = 8;
 186         if(qb < 8)
 187                 qb = 8;
 188         for (;;)
 189         {
 190                 CHECK(d0_bignum_rand_bit_exact(temp0, pb));
 191                 if(d0_bignum_isprime(temp0, 10) == 0)
 192                         continue;
 193                 CHECK(d0_bignum_sub(temp2, temp0, one));
 194                 CHECK(d0_bignum_gcd(temp4, NULL, NULL, temp2, challenge));
 195                 if(!d0_bignum_cmp(temp4, one))
 196                         break;
 197                 if(++gcdfail == 3)
 198                         return 0;
 199                 ++gcdfail;
 200         }
 201         gcdfail = 0;
 202         for (;;)
 203         {
 204                 CHECK(d0_bignum_rand_bit_exact(temp1, qb));
 205                 if(!d0_bignum_cmp(temp1, temp0))
 206                 {
 207                         if(++fail == 3)
 208                                 return 0;
 209                 }
 210                 fail = 0;
 211                 if(d0_bignum_isprime(temp1, 10) == 0)
 212                         continue;
 213                 CHECK(d0_bignum_sub(temp3, temp1, one));
 214                 CHECK(d0_bignum_gcd(temp4, NULL, NULL, temp3, challenge));
 215                 if(!d0_bignum_cmp(temp4, one))
 216                         break;
 217                 if(++gcdfail == 3)
 218                         return 0;
 219                 ++gcdfail;
 220         }
 221
 222         // n = temp0*temp1
 223         CHECK(d0_bignum_mul(n, temp0, temp1));
 224
 225         // d = challenge^-1 mod (temp0-1)(temp1-1)
 226         CHECK(d0_bignum_mul(temp0, temp2, temp3));
 227         CHECK(d0_bignum_mod_inv(d, challenge, temp0));
 228         return 1;
 229 fail:
 230         return 0;
 231 }
 232
 233 D0_BOOL d0_rsa_generate_key_fastreject(size_t size, d0_fastreject_function reject, d0_blind_id_t *ctx, void *pass)
 234 {
 235         // uses temp0 to temp4
 236         int fail = 0;
 237         int gcdfail = 0;
 238         int pb = (size + 1)/2;
 239         int qb = size - pb;
 240         if(pb < 8)
 241                 pb = 8;
 242         if(qb < 8)
 243                 qb = 8;
 244         for (;;)
 245         {
 246                 CHECK(d0_bignum_rand_bit_exact(temp0, pb));
 247                 if(d0_bignum_isprime(temp0, 10) == 0)
 248                         continue;
 249                 CHECK(d0_bignum_sub(temp2, temp0, one));
 250                 CHECK(d0_bignum_gcd(temp4, NULL, NULL, temp2, ctx->rsa_e));
 251                 if(!d0_bignum_cmp(temp4, one))
 252                         break;
 253                 if(++gcdfail == 3)
 254                         return 0;
 255                 ++gcdfail;
 256         }
 257         gcdfail = 0;
 258         for (;;)
 259         {
 260                 CHECK(d0_bignum_rand_bit_exact(temp1, qb));
 261                 if(!d0_bignum_cmp(temp1, temp0))
 262                 {
 263                         if(++fail == 3)
 264                                 return 0;
 265                 }
 266                 fail = 0;
 267
 268                 // n = temp0*temp1
 269                 CHECK(d0_bignum_mul(ctx->rsa_n, temp0, temp1));
 270                 if(reject(ctx, pass))
 271                         continue;
 272
 273                 if(d0_bignum_isprime(temp1, 10) == 0)
 274                         continue;
 275                 CHECK(d0_bignum_sub(temp3, temp1, one));
 276                 CHECK(d0_bignum_gcd(temp4, NULL, NULL, temp3, ctx->rsa_e));
 277                 if(!d0_bignum_cmp(temp4, one))
 278                         break;
 279                 if(++gcdfail == 3)
 280                         return 0;
 281                 ++gcdfail;
 282         }
 283
 284         // ctx->rsa_d = ctx->rsa_e^-1 mod (temp0-1)(temp1-1)
 285         CHECK(d0_bignum_mul(temp0, temp2, temp3));
 286         CHECK(d0_bignum_mod_inv(ctx->rsa_d, ctx->rsa_e, temp0));
 287         return 1;
 288 fail:
 289         return 0;
 290 }
 291
 292 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_longhash_destructive(unsigned char *convbuf, size_t sz, unsigned char *outbuf, size_t outbuflen)
 293 {
 294         size_t n, i;
 295
 296         n = outbuflen;
 297         while(n > SHA_DIGESTSIZE)
 298         {
 299                 memcpy(outbuf, sha(convbuf, sz), SHA_DIGESTSIZE);
 300                 outbuf += SHA_DIGESTSIZE;
 301                 n -= SHA_DIGESTSIZE;
 302                 for(i = 0; i < sz; ++i)
 303                         if(++convbuf[i])
 304                                 break; // stop until no carry
 305         }
 306         memcpy(outbuf, sha(convbuf, sz), n);
 307         return 1;
 308 }
 309
 310 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_longhash_bignum(const d0_bignum_t *in, unsigned char *outbuf, size_t outbuflen)
 311 {
 312         static unsigned char convbuf[1024];
 313         size_t sz;
 314
 315         CHECK(d0_bignum_export_unsigned(in, convbuf, sizeof(convbuf)) >= 0);
 316         sz = (d0_bignum_size(in) + 7) / 8;
 317         CHECK(d0_longhash_destructive(convbuf, sz, outbuf, outbuflen));
 318         return 1;
 319
 320 fail:
 321         return 0;
 322 }
 323
 324 void d0_blind_id_clear(d0_blind_id_t *ctx)
 325 {
 326         if(ctx->rsa_n) d0_bignum_free(ctx->rsa_n);
 327         if(ctx->rsa_e) d0_bignum_free(ctx->rsa_e);
 328         if(ctx->rsa_d) d0_bignum_free(ctx->rsa_d);
 329         if(ctx->schnorr_G) d0_bignum_free(ctx->schnorr_G);
 330         if(ctx->schnorr_s) d0_bignum_free(ctx->schnorr_s);
 331         if(ctx->schnorr_g_to_s) d0_bignum_free(ctx->schnorr_g_to_s);
 332         if(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature) d0_bignum_free(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature);
 333         if(ctx->rsa_blind_signature_camouflage) d0_bignum_free(ctx->rsa_blind_signature_camouflage);
 334         if(ctx->r) d0_bignum_free(ctx->r);
 335         if(ctx->challenge) d0_bignum_free(ctx->challenge);
 336         if(ctx->t) d0_bignum_free(ctx->t);
 337         if(ctx->g_to_t) d0_bignum_free(ctx->g_to_t);
 338         if(ctx->other_g_to_t) d0_bignum_free(ctx->other_g_to_t);
 339         memset(ctx, 0, sizeof(*ctx));
 340 }
 341
 342 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_copy(d0_blind_id_t *ctx, const d0_blind_id_t *src)
 343 {
 344         d0_blind_id_clear(ctx);
 345         if(src->rsa_n) CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_n, d0_bignum_mov(NULL, src->rsa_n));
 346         if(src->rsa_e) CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_e, d0_bignum_mov(NULL, src->rsa_e));
 347         if(src->rsa_d) CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_d, d0_bignum_mov(NULL, src->rsa_d));
 348         if(src->schnorr_G) CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_G, d0_bignum_mov(NULL, src->schnorr_G));
 349         if(src->schnorr_s) CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_s, d0_bignum_mov(NULL, src->schnorr_s));
 350         if(src->schnorr_g_to_s) CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_g_to_s, d0_bignum_mov(NULL, src->schnorr_g_to_s));
 351         if(src->schnorr_H_g_to_s_signature) CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, d0_bignum_mov(NULL, src->schnorr_H_g_to_s_signature));
 352         if(src->rsa_blind_signature_camouflage) CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_blind_signature_camouflage, d0_bignum_mov(NULL, src->rsa_blind_signature_camouflage));
 353         if(src->r) CHECK_ASSIGN(ctx->r, d0_bignum_mov(NULL, src->r));
 354         if(src->challenge) CHECK_ASSIGN(ctx->challenge, d0_bignum_mov(NULL, src->challenge));
 355         if(src->t) CHECK_ASSIGN(ctx->t, d0_bignum_mov(NULL, src->t));
 356         if(src->g_to_t) CHECK_ASSIGN(ctx->g_to_t, d0_bignum_mov(NULL, src->g_to_t));
 357         if(src->other_g_to_t) CHECK_ASSIGN(ctx->other_g_to_t, d0_bignum_mov(NULL, src->other_g_to_t));
 358         memcpy(ctx->msg, src->msg, sizeof(ctx->msg));
 359         ctx->msglen = src->msglen;
 360         memcpy(ctx->msghash, src->msghash, sizeof(ctx->msghash));
 361         return 1;
 362 fail:
 363         d0_blind_id_clear(ctx);
 364         return 0;
 365 }
 366
 367 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_generate_private_key_fastreject(d0_blind_id_t *ctx, int k, d0_fastreject_function reject, void *pass)
 368 {
 369         REPLACING(rsa_e); REPLACING(rsa_d); REPLACING(rsa_n);
 370
 371         CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_e, d0_bignum_int(ctx->rsa_e, 65537));
 372         CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_d, d0_bignum_zero(ctx->rsa_d));
 373         CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_n, d0_bignum_zero(ctx->rsa_n));
 374         if(reject)
 375                 CHECK(d0_rsa_generate_key_fastreject(k+1, reject, ctx, pass)); // must fit G for sure
 376         else
 377                 CHECK(d0_rsa_generate_key(k+1, ctx->rsa_e, ctx->rsa_d, ctx->rsa_n)); // must fit G for sure
 378         return 1;
 379 fail:
 380         return 0;
 381 }
 382
 383 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_generate_private_key(d0_blind_id_t *ctx, int k)
 384 {
 385         return d0_blind_id_generate_private_key_fastreject(ctx, k, NULL, NULL);
 386 }
 387
 388 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_read_private_key(d0_blind_id_t *ctx, const char *inbuf, size_t inbuflen)
 389 {
 390         d0_iobuf_t *in = NULL;
 391
 392         REPLACING(rsa_n); REPLACING(rsa_e); REPLACING(rsa_d);
 393
 394         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
 395
 396         CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_n, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->rsa_n));
 397         CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_e, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->rsa_e));
 398         CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_d, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->rsa_d));
 399         return d0_iobuf_close(in, NULL);
 400
 401 fail:
 402         d0_iobuf_close(in, NULL);
 403         return 0;
 404 }
 405
 406 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_read_public_key(d0_blind_id_t *ctx, const char *inbuf, size_t inbuflen)
 407 {
 408         d0_iobuf_t *in = NULL;
 409
 410         REPLACING(rsa_n); REPLACING(rsa_e);
 411
 412         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
 413         CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_n, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->rsa_n));
 414         CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_e, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->rsa_e));
 415         return d0_iobuf_close(in, NULL);
 416
 417 fail:
 418         d0_iobuf_close(in, NULL);
 419         return 0;
 420 }
 421
 422 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_write_private_key(const d0_blind_id_t *ctx, char *outbuf, size_t *outbuflen)
 423 {
 424         d0_iobuf_t *out = NULL;
 425
 426         USING(rsa_n); USING(rsa_e); USING(rsa_d);
 427
 428         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
 429         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->rsa_n));
 430         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->rsa_e));
 431         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->rsa_d));
 432         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 433
 434 fail:
 435         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 436         return 0;
 437 }
 438
 439 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_write_public_key(const d0_blind_id_t *ctx, char *outbuf, size_t *outbuflen)
 440 {
 441         d0_iobuf_t *out = NULL;
 442
 443         USING(rsa_n); USING(rsa_e);
 444
 445         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
 446         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->rsa_n));
 447         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->rsa_e));
 448         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 449
 450 fail:
 451         if(!d0_iobuf_close(out, outbuflen))
 452                 return 0;
 453         return 0;
 454 }
 455
 456 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_fingerprint64_public_key(const d0_blind_id_t *ctx, char *outbuf, size_t *outbuflen)
 457 {
 458         d0_iobuf_t *out = NULL;
 459         static unsigned char convbuf[2048];
 460         d0_iobuf_t *conv = NULL;
 461         size_t sz, n;
 462
 463         USING(rsa_n); USING(rsa_e);
 464
 465         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
 466         conv = d0_iobuf_open_write(convbuf, sizeof(convbuf));
 467
 468         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, ctx->rsa_n));
 469         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, ctx->rsa_e));
 470         CHECK(d0_iobuf_close(conv, &sz));
 471         conv = NULL;
 472
 473         n = (*outbuflen / 4) * 3;
 474         if(n > SHA_DIGESTSIZE)
 475                 n = SHA_DIGESTSIZE;
 476         CHECK(d0_iobuf_write_raw(out, sha(convbuf, sz), n) == n);
 477         CHECK(d0_iobuf_conv_base64_out(out));
 478
 479         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 480
 481 fail:
 482         if(conv)
 483                 d0_iobuf_close(conv, &sz);
 484         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 485         return 0;
 486 }
 487
 488 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_generate_private_id_modulus(d0_blind_id_t *ctx)
 489 {
 490         USING(rsa_n);
 491         REPLACING(schnorr_G);
 492
 493         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_G, d0_bignum_zero(ctx->schnorr_G));
 494         CHECK(d0_dl_generate_key(d0_bignum_size(ctx->rsa_n)-1, ctx->schnorr_G));
 495         return 1;
 496 fail:
 497         return 0;
 498 }
 499
 500 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_read_private_id_modulus(d0_blind_id_t *ctx, const char *inbuf, size_t inbuflen)
 501 {
 502         d0_iobuf_t *in = NULL;
 503
 504         REPLACING(schnorr_G);
 505
 506         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
 507         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_G, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_G));
 508         return d0_iobuf_close(in, NULL);
 509
 510 fail:
 511         d0_iobuf_close(in, NULL);
 512         return 0;
 513 }
 514
 515 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_write_private_id_modulus(const d0_blind_id_t *ctx, char *outbuf, size_t *outbuflen)
 516 {
 517         d0_iobuf_t *out = NULL;
 518
 519         USING(schnorr_G);
 520
 521         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
 522         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_G));
 523         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 524
 525 fail:
 526         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 527         return 0;
 528 }
 529
 530 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_generate_private_id_start(d0_blind_id_t *ctx)
 531 {
 532         // temps: temp0 = order
 533         USING(schnorr_G);
 534         REPLACING(schnorr_s); REPLACING(schnorr_g_to_s);
 535
 536         CHECK(d0_dl_get_order(temp0, ctx->schnorr_G));
 537         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_s, d0_bignum_rand_range(ctx->schnorr_s, zero, temp0));
 538         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_g_to_s, d0_bignum_mod_pow(ctx->schnorr_g_to_s, four, ctx->schnorr_s, ctx->schnorr_G));
 539         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, d0_bignum_zero(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature));
 540         return 1;
 541
 542 fail:
 543         return 0;
 544 }
 545
 546 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_generate_private_id_request(d0_blind_id_t *ctx, char *outbuf, size_t *outbuflen)
 547 {
 548         d0_iobuf_t *out = NULL;
 549         static unsigned char shabuf[2048];
 550         size_t sz;
 551
 552         // temps: temp0 rsa_blind_signature_camouflage^challenge, temp1 (4^s)*rsa_blind_signature_camouflage^challenge
 553         USING(rsa_n); USING(rsa_e); USING(schnorr_g_to_s);
 554         REPLACING(rsa_blind_signature_camouflage);
 555
 556         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
 557
 558         CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_blind_signature_camouflage, d0_bignum_rand_bit_atmost(ctx->rsa_blind_signature_camouflage, d0_bignum_size(ctx->rsa_n)));
 559         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp0, ctx->rsa_blind_signature_camouflage, ctx->rsa_e, ctx->rsa_n));
 560
 561         // we will actually sign HA(4^s) to prevent a malleability attack!
 562         CHECK(d0_bignum_mov(temp2, ctx->schnorr_g_to_s));
 563         sz = (d0_bignum_size(ctx->rsa_n) + 7) / 8; // this is too long, so we have to take the value % rsa_n when "decrypting"
 564         if(sz > sizeof(shabuf))
 565                 sz = sizeof(shabuf);
 566         CHECK(d0_longhash_bignum(temp2, shabuf, sz));
 567         CHECK(d0_bignum_import_unsigned(temp2, shabuf, sz));
 568
 569         // hash complete
 570         CHECK(d0_bignum_mod_mul(temp1, temp2, temp0, ctx->rsa_n));
 571         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, temp1));
 572         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 573
 574 fail:
 575         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 576         return 0;
 577 }
 578
 579 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_answer_private_id_request(const d0_blind_id_t *ctx, const char *inbuf, size_t inbuflen, char *outbuf, size_t *outbuflen)
 580 {
 581         d0_iobuf_t *in = NULL;
 582         d0_iobuf_t *out = NULL;
 583
 584         // temps: temp0 input, temp1 temp0^d
 585         USING(rsa_d); USING(rsa_n);
 586
 587         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
 588         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
 589
 590         CHECK(d0_iobuf_read_bignum(in, temp0));
 591         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp1, temp0, ctx->rsa_d, ctx->rsa_n));
 592         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, temp1));
 593
 594         d0_iobuf_close(in, NULL);
 595         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 596
 597 fail:
 598         d0_iobuf_close(in, NULL);
 599         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 600         return 0;
 601 }
 602
 603 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_finish_private_id_request(d0_blind_id_t *ctx, const char *inbuf, size_t inbuflen)
 604 {
 605         d0_iobuf_t *in = NULL;
 606
 607         // temps: temp0 input, temp1 rsa_blind_signature_camouflage^-1
 608         USING(rsa_blind_signature_camouflage); USING(rsa_n);
 609         REPLACING(schnorr_H_g_to_s_signature);
 610
 611         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
 612
 613         CHECK(d0_iobuf_read_bignum(in, temp0));
 614         CHECK(d0_bignum_mod_inv(temp1, ctx->rsa_blind_signature_camouflage, ctx->rsa_n));
 615         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, d0_bignum_mod_mul(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, temp0, temp1, ctx->rsa_n));
 616
 617         return d0_iobuf_close(in, NULL);
 618
 619 fail:
 620         d0_iobuf_close(in, NULL);
 621         return 0;
 622 }
 623
 624 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_read_private_id_request_camouflage(d0_blind_id_t *ctx, const char *inbuf, size_t inbuflen)
 625 {
 626         d0_iobuf_t *in = NULL;
 627
 628         REPLACING(rsa_blind_signature_camouflage);
 629
 630         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
 631
 632         CHECK_ASSIGN(ctx->rsa_blind_signature_camouflage, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->rsa_blind_signature_camouflage));
 633
 634         return d0_iobuf_close(in, NULL);
 635
 636 fail:
 637         d0_iobuf_close(in, NULL);
 638         return 0;
 639 }
 640
 641 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_write_private_id_request_camouflage(const d0_blind_id_t *ctx, char *outbuf, size_t *outbuflen)
 642 {
 643         d0_iobuf_t *out = NULL;
 644
 645         USING(rsa_blind_signature_camouflage);
 646
 647         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
 648
 649         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->rsa_blind_signature_camouflage));
 650
 651         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 652
 653 fail:
 654         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 655         return 0;
 656 }
 657
 658 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_read_private_id(d0_blind_id_t *ctx, const char *inbuf, size_t inbuflen)
 659 {
 660         d0_iobuf_t *in = NULL;
 661
 662         REPLACING(schnorr_s); REPLACING(schnorr_g_to_s); REPLACING(schnorr_H_g_to_s_signature);
 663
 664         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
 665
 666         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_s, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_s));
 667         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_g_to_s, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_g_to_s));
 668         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_H_g_to_s_signature));
 669
 670         return d0_iobuf_close(in, NULL);
 671
 672 fail:
 673         d0_iobuf_close(in, NULL);
 674         return 0;
 675 }
 676
 677 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_read_public_id(d0_blind_id_t *ctx, const char *inbuf, size_t inbuflen)
 678 {
 679         d0_iobuf_t *in = NULL;
 680
 681         REPLACING(schnorr_g_to_s); REPLACING(schnorr_H_g_to_s_signature);
 682
 683         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
 684
 685         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_g_to_s, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_g_to_s));
 686         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_H_g_to_s_signature));
 687
 688         return d0_iobuf_close(in, NULL);
 689
 690 fail:
 691         d0_iobuf_close(in, NULL);
 692         return 0;
 693 }
 694
 695 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_write_private_id(const d0_blind_id_t *ctx, char *outbuf, size_t *outbuflen)
 696 {
 697         d0_iobuf_t *out = NULL;
 698
 699         USING(schnorr_s); USING(schnorr_g_to_s); USING(schnorr_H_g_to_s_signature);
 700
 701         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
 702
 703         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_s));
 704         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_g_to_s));
 705         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_H_g_to_s_signature));
 706
 707         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 708
 709 fail:
 710         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 711         return 0;
 712 }
 713
 714 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_write_public_id(const d0_blind_id_t *ctx, char *outbuf, size_t *outbuflen)
 715 {
 716         d0_iobuf_t *out = NULL;
 717
 718         USING(schnorr_g_to_s); USING(schnorr_H_g_to_s_signature);
 719
 720         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
 721
 722         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_g_to_s));
 723         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_H_g_to_s_signature));
 724
 725         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 726
 727 fail:
 728         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 729         return 0;
 730 }
 731
 732 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_authenticate_with_private_id_start(d0_blind_id_t *ctx, D0_BOOL is_first, D0_BOOL send_modulus, const char *msg, size_t msglen, char *outbuf, size_t *outbuflen)
 733 // start =
 734 //   first run: send 4^s, 4^s signature
 735 //   1. get random r, send HASH(4^r)
 736 {
 737         d0_iobuf_t *out = NULL;
 738         static unsigned char convbuf[1024];
 739         d0_iobuf_t *conv = NULL;
 740         size_t sz = 0;
 741         D0_BOOL failed = 0;
 742
 743         // temps: temp0 order, temp0 4^r
 744         if(is_first)
 745         {
 746                 USING(schnorr_g_to_s); USING(schnorr_H_g_to_s_signature);
 747         }
 748         USING(schnorr_G);
 749         REPLACING(r); REPLACING(t); REPLACING(g_to_t);
 750
 751         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
 752
 753         if(is_first)
 754         {
 755                 // send ID
 756                 if(send_modulus)
 757                         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_G));
 758                 CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_g_to_s));
 759                 CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_H_g_to_s_signature));
 760         }
 761
 762         // start schnorr ID scheme
 763         // generate random number r; x = g^r; send hash of x, remember r, forget x
 764         CHECK(d0_dl_get_order(temp0, ctx->schnorr_G));
 765         CHECK_ASSIGN(ctx->r, d0_bignum_rand_range(ctx->r, zero, temp0));
 766         //CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp0, four, ctx->r, ctx->schnorr_G));
 767
 768         // initialize Signed Diffie Hellmann
 769         // we already have the group order in temp1
 770         CHECK_ASSIGN(ctx->t, d0_bignum_rand_range(ctx->t, zero, temp0));
 771         // can we SOMEHOW do this with just one mod_pow?
 772
 773         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp0, four, ctx->r, ctx->schnorr_G));
 774         CHECK_ASSIGN(ctx->g_to_t, d0_bignum_mod_pow(ctx->g_to_t, four, ctx->t, ctx->schnorr_G));
 775         CHECK(!failed);
 776
 777         // hash it, hash it, everybody hash it
 778         conv = d0_iobuf_open_write(convbuf, sizeof(convbuf));
 779         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, temp0));
 780         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, ctx->g_to_t));
 781         CHECK(d0_iobuf_write_packet(conv, msg, msglen));
 782         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, temp0));
 783         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, ctx->g_to_t));
 784         d0_iobuf_close(conv, &sz);
 785         conv = NULL;
 786         CHECK(d0_iobuf_write_raw(out, sha(convbuf, sz), SCHNORR_HASHSIZE) == SCHNORR_HASHSIZE);
 787         CHECK(d0_iobuf_write_packet(out, msg, msglen));
 788
 789         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 790
 791 fail:
 792         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 793         return 0;
 794 }
 795
 796 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_authenticate_with_private_id_challenge(d0_blind_id_t *ctx, D0_BOOL is_first, D0_BOOL recv_modulus, const char *inbuf, size_t inbuflen, char *outbuf, size_t *outbuflen, D0_BOOL *status)
 797 //   first run: get 4^s, 4^s signature
 798 //   1. check sig
 799 //   2. save HASH(4^r)
 800 //   3. send challenge challenge of SCHNORR_BITS
 801 {
 802         d0_iobuf_t *in = NULL;
 803         d0_iobuf_t *out = NULL;
 804         static unsigned char shabuf[2048];
 805         size_t sz;
 806
 807         // temps: temp0 order, temp0 signature check
 808         if(is_first)
 809         {
 810                 REPLACING(schnorr_g_to_s); REPLACING(schnorr_H_g_to_s_signature);
 811                 if(recv_modulus)
 812                         REPLACING(schnorr_G);
 813                 else
 814                         USING(schnorr_G);
 815         }
 816         else
 817         {
 818                 USING(schnorr_g_to_s); USING(schnorr_H_g_to_s_signature);
 819                 USING(schnorr_G);
 820         }
 821         USING(rsa_e); USING(rsa_n);
 822         REPLACING(challenge); REPLACING(msg); REPLACING(msglen); REPLACING(msghash); REPLACING(r); REPLACING(t);
 823
 824         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
 825         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
 826
 827         if(is_first)
 828         {
 829                 if(recv_modulus)
 830                 {
 831                         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_G, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_G));
 832                         CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_G, zero) > 0);
 833                         CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_G, ctx->rsa_n) < 0);
 834                 }
 835                 CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_g_to_s, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_g_to_s));
 836                 CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_g_to_s, zero) >= 0);
 837                 CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_g_to_s, ctx->schnorr_G) < 0);
 838                 CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_H_g_to_s_signature));
 839                 CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, zero) >= 0);
 840                 CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, ctx->rsa_n) < 0);
 841
 842                 // check signature of key (t = k^d, so, t^challenge = k)
 843                 CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp0, ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, ctx->rsa_e, ctx->rsa_n));
 844
 845                 // we will actually sign SHA(4^s) to prevent a malleability attack!
 846                 CHECK(d0_bignum_mov(temp2, ctx->schnorr_g_to_s));
 847                 sz = (d0_bignum_size(ctx->rsa_n) + 7) / 8; // this is too long, so we have to take the value % rsa_n when "decrypting"
 848                 if(sz > sizeof(shabuf))
 849                         sz = sizeof(shabuf);
 850                 CHECK(d0_longhash_bignum(temp2, shabuf, sz));
 851                 CHECK(d0_bignum_import_unsigned(temp2, shabuf, sz));
 852
 853                 // + 7 / 8 is too large, so let's mod it
 854                 CHECK(d0_bignum_divmod(NULL, temp1, temp2, ctx->rsa_n));
 855
 856                 // hash complete
 857                 if(d0_bignum_cmp(temp0, temp1))
 858                 {
 859                         // accept the key anyway, but mark as failed signature! will later return 0 in status
 860                         CHECK(d0_bignum_zero(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature));
 861                 }
 862         }
 863
 864         CHECK(d0_iobuf_read_raw(in, ctx->msghash, SCHNORR_HASHSIZE));
 865         ctx->msglen = MSGSIZE;
 866         CHECK(d0_iobuf_read_packet(in, ctx->msg, &ctx->msglen));
 867
 868         // send challenge
 869         CHECK_ASSIGN(ctx->challenge, d0_bignum_rand_bit_atmost(ctx->challenge, SCHNORR_BITS));
 870         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->challenge));
 871
 872         // Diffie Hellmann send
 873         CHECK(d0_dl_get_order(temp0, ctx->schnorr_G));
 874         CHECK_ASSIGN(ctx->t, d0_bignum_rand_range(ctx->t, zero, temp0));
 875         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp0, four, ctx->t, ctx->schnorr_G));
 876         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, temp0));
 877
 878         if(status)
 879                 *status = !!d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, zero);
 880
 881         d0_iobuf_close(in, NULL);
 882         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 883
 884 fail:
 885         d0_iobuf_close(in, NULL);
 886         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 887         return 0;
 888 }
 889
 890 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_authenticate_with_private_id_response(d0_blind_id_t *ctx, const char *inbuf, size_t inbuflen, char *outbuf, size_t *outbuflen)
 891 //   1. read challenge challenge of SCHNORR_BITS
 892 //   2. reply with r + s * challenge mod order
 893 {
 894         d0_iobuf_t *in = NULL;
 895         d0_iobuf_t *out = NULL;
 896
 897         // temps: 0 order, 1 prod, 2 y, 3 challenge
 898         REPLACING(other_g_to_t); REPLACING(t);
 899         USING(schnorr_G); USING(schnorr_s); USING(r); USING(g_to_t);
 900
 901         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
 902         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
 903
 904         CHECK(d0_iobuf_read_bignum(in, temp3));
 905         CHECK(d0_bignum_cmp(temp3, zero) >= 0);
 906         CHECK(d0_bignum_size(temp3) <= SCHNORR_BITS);
 907
 908         // send response for schnorr ID scheme
 909         // i.challenge. r + ctx->schnorr_s * temp3
 910         CHECK(d0_dl_get_order(temp0, ctx->schnorr_G));
 911         CHECK(d0_bignum_mod_mul(temp1, ctx->schnorr_s, temp3, temp0));
 912         CHECK(d0_bignum_mod_add(temp2, temp1, ctx->r, temp0));
 913         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, temp2));
 914
 915         // Diffie Hellmann recv
 916         CHECK_ASSIGN(ctx->other_g_to_t, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->other_g_to_t));
 917         CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->other_g_to_t, zero) > 0);
 918         CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->other_g_to_t, ctx->schnorr_G) < 0);
 919         // Diffie Hellmann send
 920         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->g_to_t));
 921
 922         d0_iobuf_close(in, NULL);
 923         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 924
 925 fail:
 926         d0_iobuf_close(in, NULL);
 927         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
 928         return 0;
 929 }
 930
 931 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_authenticate_with_private_id_verify(d0_blind_id_t *ctx, const char *inbuf, size_t inbuflen, char *msg, size_t *msglen, D0_BOOL *status)
 932 //   1. read y = r + s * challenge mod order
 933 //   2. verify: g^y (g^s)^-challenge = g^(r+s*challenge-s*challenge) = g^r
 934 //      (check using H(g^r) which we know)
 935 {
 936         d0_iobuf_t *in = NULL;
 937         static unsigned char convbuf[1024];
 938         d0_iobuf_t *conv = NULL;
 939         size_t sz;
 940
 941         // temps: 0 y 1 order
 942         USING(challenge); USING(schnorr_G);
 943         REPLACING(other_g_to_t);
 944
 945         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
 946
 947         CHECK(d0_dl_get_order(temp1, ctx->schnorr_G));
 948         CHECK(d0_iobuf_read_bignum(in, temp0));
 949         CHECK(d0_bignum_cmp(temp0, zero) >= 0);
 950         CHECK(d0_bignum_cmp(temp0, temp1) < 0);
 951
 952         // verify schnorr ID scheme
 953         // we need 4^r = 4^temp0 (g^s)^-challenge
 954         CHECK(d0_bignum_mod_inv(temp1, ctx->schnorr_g_to_s, ctx->schnorr_G));
 955         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp2, temp1, ctx->challenge, ctx->schnorr_G));
 956         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp1, four, temp0, ctx->schnorr_G));
 957         CHECK_ASSIGN(temp3, d0_bignum_mod_mul(temp3, temp1, temp2, ctx->schnorr_G));
 958
 959         // Diffie Hellmann recv
 960         CHECK_ASSIGN(ctx->other_g_to_t, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->other_g_to_t));
 961         CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->other_g_to_t, zero) > 0);
 962         CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->other_g_to_t, ctx->schnorr_G) < 0);
 963
 964         // hash it, hash it, everybody hash it
 965         conv = d0_iobuf_open_write(convbuf, sizeof(convbuf));
 966         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, temp3));
 967         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, ctx->other_g_to_t));
 968         CHECK(d0_iobuf_write_packet(conv, ctx->msg, ctx->msglen));
 969         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, temp3));
 970         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, ctx->other_g_to_t));
 971         d0_iobuf_close(conv, &sz);
 972         conv = NULL;
 973         if(memcmp(sha(convbuf, sz), ctx->msghash, SCHNORR_HASHSIZE))
 974         {
 975                 // FAIL (not owned by player)
 976                 goto fail;
 977         }
 978
 979         if(status)
 980                 *status = !!d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, zero);
 981
 982         if(ctx->msglen <= *msglen)
 983                 memcpy(msg, ctx->msg, ctx->msglen);
 984         else
 985                 memcpy(msg, ctx->msg, *msglen);
 986         *msglen = ctx->msglen;
 987
 988         d0_iobuf_close(in, NULL);
 989         return 1;
 990
 991 fail:
 992         d0_iobuf_close(in, NULL);
 993         return 0;
 994 }
 995
 996 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_authenticate_with_private_id_generate_missing_signature(d0_blind_id_t *ctx)
 997 {
 998         size_t sz;
 999         static unsigned char shabuf[2048];
1000
1001         REPLACING(schnorr_H_g_to_s_signature);
1002         USING(schnorr_g_to_s); USING(rsa_d); USING(rsa_n);
1003
1004         // we will actually sign SHA(4^s) to prevent a malleability attack!
1005         CHECK(d0_bignum_mov(temp2, ctx->schnorr_g_to_s));
1006         sz = (d0_bignum_size(ctx->rsa_n) + 7) / 8; // this is too long, so we have to take the value % rsa_n when "decrypting"
1007         if(sz > sizeof(shabuf))
1008                 sz = sizeof(shabuf);
1009         CHECK(d0_longhash_bignum(temp2, shabuf, sz));
1010         CHECK(d0_bignum_import_unsigned(temp2, shabuf, sz));
1011
1012         // + 7 / 8 is too large, so let's mod it
1013         CHECK(d0_bignum_divmod(NULL, temp1, temp2, ctx->rsa_n));
1014         CHECK(d0_bignum_mod_pow(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, temp1, ctx->rsa_d, ctx->rsa_n));
1015         return 1;
1016
1017 fail:
1018         return 0;
1019 }
1020
1021 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_sign_with_private_id_sign(d0_blind_id_t *ctx, D0_BOOL is_first, D0_BOOL send_modulus, const char *message, size_t msglen, char *outbuf, size_t *outbuflen)
1022 {
1023         d0_iobuf_t *out = NULL;
1024         static unsigned char convbuf[1024];
1025         static unsigned char shabuf[1024];
1026         d0_iobuf_t *conv = NULL;
1027         size_t sz = 0;
1028
1029         if(is_first)
1030         {
1031                 USING(schnorr_g_to_s); USING(schnorr_H_g_to_s_signature);
1032         }
1033         USING(schnorr_G);
1034         USING(schnorr_s);
1035         REPLACING(r);
1036
1037         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
1038
1039         if(is_first)
1040         {
1041                 // send ID
1042                 if(send_modulus)
1043                         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_G));
1044                 CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_g_to_s));
1045                 CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, ctx->schnorr_H_g_to_s_signature));
1046         }
1047
1048         // start schnorr SIGNATURE scheme
1049         // generate random number r; x = g^r; send hash of H(m||r), remember r, forget x
1050         CHECK(d0_dl_get_order(temp0, ctx->schnorr_G));
1051         CHECK_ASSIGN(ctx->r, d0_bignum_rand_range(ctx->r, zero, temp0));
1052         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp1, four, ctx->r, ctx->schnorr_G));
1053
1054         // hash it, hash it, everybody hash it
1055         conv = d0_iobuf_open_write(convbuf, sizeof(convbuf));
1056         CHECK(d0_iobuf_write_packet(conv, message, msglen));
1057         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, temp1));
1058         d0_iobuf_close(conv, &sz);
1059         conv = NULL;
1060         CHECK(d0_longhash_destructive(convbuf, sz, shabuf, (d0_bignum_size(temp0) + 7) / 8));
1061         CHECK(d0_bignum_import_unsigned(temp2, shabuf, (d0_bignum_size(temp0) + 7) / 8));
1062         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, temp2));
1063
1064         // multiply with secret, sub k, modulo order
1065         CHECK(d0_bignum_mod_mul(temp1, temp2, ctx->schnorr_s, temp0));
1066         CHECK(d0_bignum_mod_sub(temp2, ctx->r, temp1, temp0));
1067         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(out, temp2));
1068
1069         // write the message itself
1070         CHECK(d0_iobuf_write_packet(out, message, msglen));
1071
1072         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
1073
1074 fail:
1075         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
1076         return 0;
1077 }
1078
1079 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_sign_with_private_id_verify(d0_blind_id_t *ctx, D0_BOOL is_first, D0_BOOL recv_modulus, const char *inbuf, size_t inbuflen, char *msg, size_t *msglen, D0_BOOL *status)
1080 {
1081         d0_iobuf_t *in = NULL;
1082         d0_iobuf_t *conv = NULL;
1083         static unsigned char convbuf[2048];
1084         static unsigned char shabuf[2048];
1085         size_t sz;
1086
1087         if(is_first)
1088         {
1089                 REPLACING(schnorr_g_to_s); REPLACING(schnorr_H_g_to_s_signature);
1090                 if(recv_modulus)
1091                         REPLACING(schnorr_G);
1092                 else
1093                         USING(schnorr_G);
1094         }
1095         else
1096         {
1097                 USING(schnorr_g_to_s); USING(schnorr_H_g_to_s_signature);
1098                 USING(schnorr_G);
1099         }
1100         USING(rsa_e); USING(rsa_n);
1101
1102         in = d0_iobuf_open_read(inbuf, inbuflen);
1103
1104         if(is_first)
1105         {
1106                 if(recv_modulus)
1107                 {
1108                         CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_G, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_G));
1109                         CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_G, zero) > 0);
1110                         CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_G, ctx->rsa_n) < 0);
1111                 }
1112                 CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_g_to_s, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_g_to_s));
1113                 CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_g_to_s, zero) >= 0);
1114                 CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_g_to_s, ctx->schnorr_G) < 0);
1115                 CHECK_ASSIGN(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, d0_iobuf_read_bignum(in, ctx->schnorr_H_g_to_s_signature));
1116                 CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, zero) >= 0);
1117                 CHECK(d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, ctx->rsa_n) < 0);
1118
1119                 // check signature of key (t = k^d, so, t^challenge = k)
1120                 CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp0, ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, ctx->rsa_e, ctx->rsa_n));
1121
1122                 // we will actually sign SHA(4^s) to prevent a malleability attack!
1123                 CHECK(d0_bignum_mov(temp2, ctx->schnorr_g_to_s));
1124                 sz = (d0_bignum_size(ctx->rsa_n) + 7) / 8; // this is too long, so we have to take the value % rsa_n when "decrypting"
1125                 if(sz > sizeof(shabuf))
1126                         sz = sizeof(shabuf);
1127                 CHECK(d0_longhash_bignum(temp2, shabuf, sz));
1128                 CHECK(d0_bignum_import_unsigned(temp2, shabuf, sz));
1129
1130                 // + 7 / 8 is too large, so let's mod it
1131                 CHECK(d0_bignum_divmod(NULL, temp1, temp2, ctx->rsa_n));
1132
1133                 // hash complete
1134                 if(d0_bignum_cmp(temp0, temp1))
1135                 {
1136                         // accept the key anyway, but mark as failed signature! will later return 0 in status
1137                         CHECK(d0_bignum_zero(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature));
1138                 }
1139         }
1140
1141         CHECK(d0_dl_get_order(temp4, ctx->schnorr_G));
1142         CHECK(d0_iobuf_read_bignum(in, temp0)); // e == H(m || g^r)
1143         CHECK(d0_iobuf_read_bignum(in, temp1)); // x == (r - s*e) mod |G|
1144         CHECK(d0_iobuf_read_packet(in, msg, msglen));
1145
1146         // VERIFY: g^x * (g^s)^-e = g^(x - s*e) = g^r
1147
1148         // verify schnorr ID scheme
1149         // we need g^r = g^x (g^s)^e
1150         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp2, four, temp1, ctx->schnorr_G));
1151         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp1, ctx->schnorr_g_to_s, temp0, ctx->schnorr_G));
1152         CHECK_ASSIGN(temp3, d0_bignum_mod_mul(temp3, temp1, temp2, ctx->schnorr_G)); // temp3 now is g^r
1153
1154         // hash it, hash it, everybody hash it
1155         conv = d0_iobuf_open_write(convbuf, sizeof(convbuf));
1156         CHECK(d0_iobuf_write_packet(conv, msg, *msglen));
1157         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, temp3));
1158         d0_iobuf_close(conv, &sz);
1159         conv = NULL;
1160         CHECK(d0_longhash_destructive(convbuf, sz, shabuf, (d0_bignum_size(temp4) + 7) / 8));
1161         CHECK(d0_bignum_import_unsigned(temp1, shabuf, (d0_bignum_size(temp4) + 7) / 8));
1162
1163         // verify signature
1164         CHECK(!d0_bignum_cmp(temp0, temp1));
1165
1166         if(status)
1167                 *status = !!d0_bignum_cmp(ctx->schnorr_H_g_to_s_signature, zero);
1168
1169         d0_iobuf_close(in, NULL);
1170         return 1;
1171
1172 fail:
1173         d0_iobuf_close(in, NULL);
1174         return 0;
1175 }
1176
1177 D0_WARN_UNUSED_RESULT D0_BOOL d0_blind_id_fingerprint64_public_id(const d0_blind_id_t *ctx, char *outbuf, size_t *outbuflen)
1178 {
1179         d0_iobuf_t *out = NULL;
1180         static unsigned char convbuf[1024];
1181         d0_iobuf_t *conv = NULL;
1182         size_t sz, n;
1183
1184         USING(rsa_n);
1185         USING(rsa_e);
1186         USING(schnorr_g_to_s);
1187
1188         out = d0_iobuf_open_write(outbuf, *outbuflen);
1189         conv = d0_iobuf_open_write(convbuf, sizeof(convbuf));
1190
1191         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, ctx->rsa_n));
1192         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, ctx->rsa_e));
1193         CHECK(d0_iobuf_write_bignum(conv, ctx->schnorr_g_to_s));
1194         CHECK(d0_iobuf_close(conv, &sz));
1195         conv = NULL;
1196
1197         n = (*outbuflen / 4) * 3;
1198         if(n > SHA_DIGESTSIZE)
1199                 n = SHA_DIGESTSIZE;
1200         CHECK(d0_iobuf_write_raw(out, sha(convbuf, sz), n) == n);
1201         CHECK(d0_iobuf_conv_base64_out(out));
1202
1203         return d0_iobuf_close(out, outbuflen);
1204
1205 fail:
1206         if(conv)
1207                 d0_iobuf_close(conv, &sz);
1208         d0_iobuf_close(out, outbuflen);
1209         return 0;
1210 }
1211
1212 D0_BOOL d0_blind_id_sessionkey_public_id(const d0_blind_id_t *ctx, char *outbuf, size_t *outbuflen)
1213 {
1214         USING(t); USING(other_g_to_t); USING(schnorr_G);
1215
1216         // temps: temp0 result
1217         CHECK(d0_bignum_mod_pow(temp0, ctx->other_g_to_t, ctx->t, ctx->schnorr_G));
1218         return d0_longhash_bignum(temp0, (unsigned char *) outbuf, *outbuflen);
1219
1220 fail:
1221         return 0;
1222 }
1223
1224 d0_blind_id_t *d0_blind_id_new(void)
1225 {
1226         d0_blind_id_t *b = d0_malloc(sizeof(d0_blind_id_t));
1227         memset(b, 0, sizeof(*b));
1228         return b;
1229 }
1230
1231 void d0_blind_id_free(d0_blind_id_t *a)
1232 {
1233         d0_blind_id_clear(a);
1234         d0_free(a);
1235 }
1236
1237 void d0_blind_id_util_sha256(char *out, const char *in, size_t n)
1238 {
1239         SHA256_CTX context;
1240         SHA256_Init(&context);
1241         SHA256_Update(&context, (const unsigned char *) in, n);
1242         return SHA256_Final((unsigned char *) out, &context);
1243 }