OpenSSL  1.0.1c
 All Classes Files Functions Variables Typedefs Enumerations Enumerator Macros
gost2001.c
Go to the documentation of this file.
1 /**********************************************************************
2  * gost2001.c *
3  * Copyright (c) 2005-2006 Cryptocom LTD *
4  * This file is distributed under the same license as OpenSSL *
5  * *
6  * Implementation of GOST R 34.10-2001 *
7  * Requires OpenSSL 0.9.9 for compilation *
8  **********************************************************************/
9 #include "gost_lcl.h"
10 #include "gost_params.h"
11 #include <string.h>
12 #include <openssl/rand.h>
13 #include <openssl/ecdsa.h>
14 #include <openssl/err.h>
15 #include "e_gost_err.h"
16 #ifdef DEBUG_SIGN
17 extern
18 void dump_signature(const char *message,const unsigned char *buffer,size_t len);
19 void dump_dsa_sig(const char *message, DSA_SIG *sig);
20 #else
21 
22 #define dump_signature(a,b,c)
23 #define dump_dsa_sig(a,b)
24 #endif
25 
26 /*
27  * Fills EC_KEY structure hidden in the app_data field of DSA structure
28  * with parameter information, extracted from parameter array in
29  * params.c file.
30  *
31  * Also fils DSA->q field with copy of EC_GROUP order field to make
32  * DSA_size function work
33  */
34 int fill_GOST2001_params(EC_KEY *eckey, int nid)
35  {
36  R3410_2001_params *params = R3410_2001_paramset;
37  EC_GROUP *grp=NULL;
38  BIGNUM *p=NULL,*q=NULL,*a=NULL,*b=NULL,*x=NULL,*y=NULL;
39  EC_POINT *P=NULL;
40  BN_CTX *ctx=BN_CTX_new();
41  int ok=0;
42 
43  BN_CTX_start(ctx);
44  p=BN_CTX_get(ctx);
45  a=BN_CTX_get(ctx);
46  b=BN_CTX_get(ctx);
47  x=BN_CTX_get(ctx);
48  y=BN_CTX_get(ctx);
49  q=BN_CTX_get(ctx);
50  while (params->nid!=NID_undef && params->nid != nid) params++;
51  if (params->nid == NID_undef)
52  {
53  GOSTerr(GOST_F_FILL_GOST2001_PARAMS,GOST_R_UNSUPPORTED_PARAMETER_SET);
54  goto err;
55  }
56  BN_hex2bn(&p,params->p);
57  BN_hex2bn(&a,params->a);
58  BN_hex2bn(&b,params->b);
59 
60  grp = EC_GROUP_new_curve_GFp(p,a,b,ctx);
61 
62  P = EC_POINT_new(grp);
63 
64  BN_hex2bn(&x,params->x);
65  BN_hex2bn(&y,params->y);
66  EC_POINT_set_affine_coordinates_GFp(grp,P,x,y,ctx);
67  BN_hex2bn(&q,params->q);
68 #ifdef DEBUG_KEYS
69  fprintf(stderr,"Set params index %d oid %s\nq=",
70  (params-R3410_2001_paramset),OBJ_nid2sn(params->nid));
71  BN_print_fp(stderr,q);
72  fprintf(stderr,"\n");
73 #endif
74 
75  EC_GROUP_set_generator(grp,P,q,NULL);
76  EC_GROUP_set_curve_name(grp,params->nid);
77 
78  EC_KEY_set_group(eckey,grp);
79  ok=1;
80  err:
81  EC_POINT_free(P);
82  EC_GROUP_free(grp);
83  BN_CTX_end(ctx);
84  BN_CTX_free(ctx);
85  return ok;
86  }
87 
88 
89 /*
90  * Computes gost2001 signature as DSA_SIG structure
91  *
92  *
93  */
94 DSA_SIG *gost2001_do_sign(const unsigned char *dgst,int dlen, EC_KEY *eckey)
95  {
96  DSA_SIG *newsig = NULL;
97  BIGNUM *md = hashsum2bn(dgst);
98  BIGNUM *order = NULL;
99  const EC_GROUP *group;
100  const BIGNUM *priv_key;
101  BIGNUM *r=NULL,*s=NULL,*X=NULL,*tmp=NULL,*tmp2=NULL, *k=NULL,*e=NULL;
102  EC_POINT *C=NULL;
103  BN_CTX *ctx = BN_CTX_new();
104  BN_CTX_start(ctx);
105  OPENSSL_assert(dlen==32);
106  newsig=DSA_SIG_new();
107  if (!newsig)
108  {
109  GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_SIGN,GOST_R_NO_MEMORY);
110  goto err;
111  }
112  group = EC_KEY_get0_group(eckey);
113  order=BN_CTX_get(ctx);
114  EC_GROUP_get_order(group,order,ctx);
115  priv_key = EC_KEY_get0_private_key(eckey);
116  e = BN_CTX_get(ctx);
117  BN_mod(e,md,order,ctx);
118 #ifdef DEBUG_SIGN
119  fprintf(stderr,"digest as bignum=");
120  BN_print_fp(stderr,md);
121  fprintf(stderr,"\ndigest mod q=");
122  BN_print_fp(stderr,e);
123  fprintf(stderr,"\n");
124 #endif
125  if (BN_is_zero(e))
126  {
127  BN_one(e);
128  }
129  k =BN_CTX_get(ctx);
130  C=EC_POINT_new(group);
131  do
132  {
133  do
134  {
135  if (!BN_rand_range(k,order))
136  {
137  GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_SIGN,GOST_R_RANDOM_NUMBER_GENERATOR_FAILED);
138  DSA_SIG_free(newsig);
139  newsig = NULL;
140  goto err;
141  }
142  if (!EC_POINT_mul(group,C,k,NULL,NULL,ctx))
143  {
144  GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_SIGN,ERR_R_EC_LIB);
145  DSA_SIG_free(newsig);
146  newsig = NULL;
147  goto err;
148  }
149  if (!X) X=BN_CTX_get(ctx);
150  if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group,C,X,NULL,ctx))
151  {
152  GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_SIGN,ERR_R_EC_LIB);
153  DSA_SIG_free(newsig);
154  newsig = NULL;
155  goto err;
156  }
157  if (!r) r=BN_CTX_get(ctx);
158  BN_nnmod(r,X,order,ctx);
159  }
160  while (BN_is_zero(r));
161  /* s = (r*priv_key+k*e) mod order */
162  if (!tmp) tmp = BN_CTX_get(ctx);
163  BN_mod_mul(tmp,priv_key,r,order,ctx);
164  if (!tmp2) tmp2 = BN_CTX_get(ctx);
165  BN_mod_mul(tmp2,k,e,order,ctx);
166  if (!s) s=BN_CTX_get(ctx);
167  BN_mod_add(s,tmp,tmp2,order,ctx);
168  }
169  while (BN_is_zero(s));
170 
171  newsig->s=BN_dup(s);
172  newsig->r=BN_dup(r);
173  err:
174  BN_CTX_end(ctx);
175  BN_CTX_free(ctx);
176  EC_POINT_free(C);
177  BN_free(md);
178  return newsig;
179  }
180 /*
181  * Verifies gost 2001 signature
182  *
183  */
184 int gost2001_do_verify(const unsigned char *dgst,int dgst_len,
185  DSA_SIG *sig, EC_KEY *ec)
186  {
187  BN_CTX *ctx=BN_CTX_new();
188  const EC_GROUP *group = EC_KEY_get0_group(ec);
189  BIGNUM *order;
190  BIGNUM *md = NULL,*e=NULL,*R=NULL,*v=NULL,*z1=NULL,*z2=NULL;
191  BIGNUM *X=NULL,*tmp=NULL;
192  EC_POINT *C = NULL;
193  const EC_POINT *pub_key=NULL;
194  int ok=0;
195 
196  BN_CTX_start(ctx);
197  order = BN_CTX_get(ctx);
198  e = BN_CTX_get(ctx);
199  z1 = BN_CTX_get(ctx);
200  z2 = BN_CTX_get(ctx);
201  tmp = BN_CTX_get(ctx);
202  X= BN_CTX_get(ctx);
203  R=BN_CTX_get(ctx);
204  v=BN_CTX_get(ctx);
205 
206  EC_GROUP_get_order(group,order,ctx);
207  pub_key = EC_KEY_get0_public_key(ec);
208  if (BN_is_zero(sig->s) || BN_is_zero(sig->r) ||
209  (BN_cmp(sig->s,order)>=1) || (BN_cmp(sig->r,order)>=1))
210  {
211  GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_VERIFY,GOST_R_SIGNATURE_PARTS_GREATER_THAN_Q);
212  goto err;
213 
214  }
215  md = hashsum2bn(dgst);
216 
217  BN_mod(e,md,order,ctx);
218 #ifdef DEBUG_SIGN
219  fprintf(stderr,"digest as bignum: ");
220  BN_print_fp(stderr,md);
221  fprintf(stderr,"\ndigest mod q: ");
222  BN_print_fp(stderr,e);
223 #endif
224  if (BN_is_zero(e)) BN_one(e);
225  v=BN_mod_inverse(v,e,order,ctx);
226  BN_mod_mul(z1,sig->s,v,order,ctx);
227  BN_sub(tmp,order,sig->r);
228  BN_mod_mul(z2,tmp,v,order,ctx);
229 #ifdef DEBUG_SIGN
230  fprintf(stderr,"\nInverted digest value: ");
231  BN_print_fp(stderr,v);
232  fprintf(stderr,"\nz1: ");
233  BN_print_fp(stderr,z1);
234  fprintf(stderr,"\nz2: ");
235  BN_print_fp(stderr,z2);
236 #endif
237  C = EC_POINT_new(group);
238  if (!EC_POINT_mul(group,C,z1,pub_key,z2,ctx))
239  {
240  GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_VERIFY,ERR_R_EC_LIB);
241  goto err;
242  }
243  if (!EC_POINT_get_affine_coordinates_GFp(group,C,X,NULL,ctx))
244  {
245  GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_VERIFY,ERR_R_EC_LIB);
246  goto err;
247  }
248  BN_mod(R,X,order,ctx);
249 #ifdef DEBUG_SIGN
250  fprintf(stderr,"\nX=");
251  BN_print_fp(stderr,X);
252  fprintf(stderr,"\nX mod q=");
253  BN_print_fp(stderr,R);
254  fprintf(stderr,"\n");
255 #endif
256  if (BN_cmp(R,sig->r)!=0)
257  {
258  GOSTerr(GOST_F_GOST2001_DO_VERIFY,GOST_R_SIGNATURE_MISMATCH);
259  }
260  else
261  {
262  ok = 1;
263  }
264  err:
265  EC_POINT_free(C);
266  BN_CTX_end(ctx);
267  BN_CTX_free(ctx);
268  BN_free(md);
269  return ok;
270  }
271 /*
272  * Computes GOST R 34.10-2001 public key
273  *
274  *
275  */
276 int gost2001_compute_public(EC_KEY *ec)
277  {
278  const EC_GROUP *group = EC_KEY_get0_group(ec);
279  EC_POINT *pub_key=NULL;
280  const BIGNUM *priv_key=NULL;
281  BN_CTX *ctx=NULL;
282  int ok=0;
283 
284  if (!group)
285  {
286  GOSTerr(GOST_F_GOST2001_COMPUTE_PUBLIC,GOST_R_KEY_IS_NOT_INITIALIZED);
287  return 0;
288  }
289  ctx=BN_CTX_new();
290  BN_CTX_start(ctx);
291  if (!(priv_key=EC_KEY_get0_private_key(ec)))
292  {
293  GOSTerr(GOST_F_GOST2001_COMPUTE_PUBLIC,ERR_R_EC_LIB);
294  goto err;
295  }
296 
297  pub_key = EC_POINT_new(group);
298  if (!EC_POINT_mul(group,pub_key,priv_key,NULL,NULL,ctx))
299  {
300  GOSTerr(GOST_F_GOST2001_COMPUTE_PUBLIC,ERR_R_EC_LIB);
301  goto err;
302  }
303  if (!EC_KEY_set_public_key(ec,pub_key))
304  {
305  GOSTerr(GOST_F_GOST2001_COMPUTE_PUBLIC,ERR_R_EC_LIB);
306  goto err;
307  }
308  ok = 256;
309  err:
310  BN_CTX_end(ctx);
311  EC_POINT_free(pub_key);
312  BN_CTX_free(ctx);
313  return ok;
314  }
315 /*
316  *
317  * Generates GOST R 34.10-2001 keypair
318  *
319  *
320  */
321 int gost2001_keygen(EC_KEY *ec)
322  {
323  BIGNUM *order = BN_new(),*d=BN_new();
324  const EC_GROUP *group = EC_KEY_get0_group(ec);
325  EC_GROUP_get_order(group,order,NULL);
326 
327  do
328  {
329  if (!BN_rand_range(d,order))
330  {
331  GOSTerr(GOST_F_GOST2001_KEYGEN,GOST_R_RANDOM_NUMBER_GENERATOR_FAILED);
332  BN_free(d);
333  BN_free(order);
334  return 0;
335  }
336  }
337  while (BN_is_zero(d));
338  EC_KEY_set_private_key(ec,d);
339  BN_free(d);
340  BN_free(order);
341  return gost2001_compute_public(ec);
342  }
343 
Generated on Thu Jan 10 2013 09:53:41 for OpenSSL by   doxygen 1.8.2