gost3410/private.go

   1 // GoGOST -- Pure Go GOST cryptographic functions library
   2 // Copyright (C) 2015-2023 Sergey Matveev <stargrave@stargrave.org>
   3 //
   4 // This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   5 // it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6 // the Free Software Foundation, version 3 of the License.
   7 //
   8 // This program is distributed in the hope that it will be useful,
   9 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  10 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  11 // GNU General Public License for more details.
  12 //
  13 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  14 // along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  15
  16 package gost3410
  17
  18 import (
  19         "crypto"
  20         "errors"
  21         "fmt"
  22         "io"
  23         "math/big"
  24 )
  25
  26 type PrivateKey struct {
  27         C   *Curve
  28         Key *big.Int
  29 }
  30
  31 // Unmarshal little-endian private key. "raw" must be c.PointSize() length.
  32 func NewPrivateKeyLE(c *Curve, raw []byte) (*PrivateKey, error) {
  33         pointSize := c.PointSize()
  34         if len(raw) != pointSize {
  35                 return nil, fmt.Errorf("gogost/gost3410: len(key)=%d != %d", len(raw), pointSize)
  36         }
  37         key := make([]byte, pointSize)
  38         for i := 0; i < len(key); i++ {
  39                 key[i] = raw[len(raw)-i-1]
  40         }
  41         k := bytes2big(key)
  42         if k.Cmp(zero) == 0 {
  43                 return nil, errors.New("gogost/gost3410: zero private key")
  44         }
  45         return &PrivateKey{c, k.Mod(k, c.Q)}, nil
  46 }
  47
  48 // Unmarshal big-endian private key. "raw" must be c.PointSize() length.
  49 func NewPrivateKeyBE(c *Curve, raw []byte) (*PrivateKey, error) {
  50         pointSize := c.PointSize()
  51         if len(raw) != pointSize {
  52                 return nil, fmt.Errorf("gogost/gost3410: len(key)=%d != %d", len(raw), pointSize)
  53         }
  54         k := bytes2big(raw)
  55         if k.Cmp(zero) == 0 {
  56                 return nil, errors.New("gogost/gost3410: zero private key")
  57         }
  58         return &PrivateKey{c, k.Mod(k, c.Q)}, nil
  59 }
  60
  61 // This is an alias for NewPrivateKeyLE().
  62 func NewPrivateKey(c *Curve, raw []byte) (*PrivateKey, error) {
  63         return NewPrivateKeyLE(c, raw)
  64 }
  65
  66 func GenPrivateKey(c *Curve, rand io.Reader) (*PrivateKey, error) {
  67         raw := make([]byte, c.PointSize())
  68         if _, err := io.ReadFull(rand, raw); err != nil {
  69                 return nil, fmt.Errorf("gogost/gost3410.GenPrivateKey: %w", err)
  70         }
  71         return NewPrivateKey(c, raw)
  72 }
  73
  74 // Marshal little-endian private key. raw will be prv.C.PointSize() length.
  75 func (prv *PrivateKey) RawLE() (raw []byte) {
  76         raw = pad(prv.Key.Bytes(), prv.C.PointSize())
  77         reverse(raw)
  78         return raw
  79 }
  80
  81 // Marshal big-endian private key. raw will be prv.C.PointSize() length.
  82 func (prv *PrivateKey) RawBE() (raw []byte) {
  83         return pad(prv.Key.Bytes(), prv.C.PointSize())
  84 }
  85
  86 // This is an alias for RawLE().
  87 func (prv *PrivateKey) Raw() []byte {
  88         return prv.RawLE()
  89 }
  90
  91 func (prv *PrivateKey) PublicKey() (*PublicKey, error) {
  92         x, y, err := prv.C.Exp(prv.Key, prv.C.X, prv.C.Y)
  93         if err != nil {
  94                 return nil, fmt.Errorf("gogost/gost3410.PrivateKey.PublicKey: %w", err)
  95         }
  96         return &PublicKey{prv.C, x, y}, nil
  97 }
  98
  99 func (prv *PrivateKey) SignDigest(digest []byte, rand io.Reader) ([]byte, error) {
 100         e := bytes2big(digest)
 101         e.Mod(e, prv.C.Q)
 102         if e.Cmp(zero) == 0 {
 103                 e = big.NewInt(1)
 104         }
 105         kRaw := make([]byte, prv.C.PointSize())
 106         var err error
 107         var k *big.Int
 108         var r *big.Int
 109         d := big.NewInt(0)
 110         s := big.NewInt(0)
 111 Retry:
 112         if _, err = io.ReadFull(rand, kRaw); err != nil {
 113                 return nil, fmt.Errorf("gogost/gost3410.PrivateKey.SignDigest: %w", err)
 114         }
 115         k = bytes2big(kRaw)
 116         k.Mod(k, prv.C.Q)
 117         if k.Cmp(zero) == 0 {
 118                 goto Retry
 119         }
 120         r, _, err = prv.C.Exp(k, prv.C.X, prv.C.Y)
 121         if err != nil {
 122                 return nil, fmt.Errorf("gogost/gost3410.PrivateKey.SignDigest: %w", err)
 123         }
 124         r.Mod(r, prv.C.Q)
 125         if r.Cmp(zero) == 0 {
 126                 goto Retry
 127         }
 128         d.Mul(prv.Key, r)
 129         k.Mul(k, e)
 130         s.Add(d, k)
 131         s.Mod(s, prv.C.Q)
 132         if s.Cmp(zero) == 0 {
 133                 goto Retry
 134         }
 135         pointSize := prv.C.PointSize()
 136         return append(
 137                 pad(s.Bytes(), pointSize),
 138                 pad(r.Bytes(), pointSize)...,
 139         ), nil
 140 }
 141
 142 // Sign the digest. opts argument is unused. That is identical to SignDigest,
 143 // but kept to be friendly to crypto.Signer.
 144 func (prv *PrivateKey) Sign(
 145         rand io.Reader, digest []byte, opts crypto.SignerOpts,
 146 ) ([]byte, error) {
 147         return prv.SignDigest(digest, rand)
 148 }
 149
 150 func (prv *PrivateKey) Public() crypto.PublicKey {
 151         pub, err := prv.PublicKey()
 152         if err != nil {
 153                 panic(err)
 154         }
 155         return pub
 156 }
 157
 158 type PrivateKeyReverseDigest struct {
 159         Prv *PrivateKey
 160 }
 161
 162 func (prv *PrivateKeyReverseDigest) Public() crypto.PublicKey {
 163         return prv.Prv.Public()
 164 }
 165
 166 func (prv *PrivateKeyReverseDigest) Sign(
 167         rand io.Reader, digest []byte, opts crypto.SignerOpts,
 168 ) ([]byte, error) {
 169         dgst := make([]byte, len(digest))
 170         for i := 0; i < len(digest); i++ {
 171                 dgst[i] = digest[len(digest)-i-1]
 172         }
 173         return prv.Prv.Sign(rand, dgst, opts)
 174 }
 175
 176 type PrivateKeyReverseDigestAndSignature struct {
 177         Prv *PrivateKey
 178 }
 179
 180 func (prv *PrivateKeyReverseDigestAndSignature) Public() crypto.PublicKey {
 181         return prv.Prv.Public()
 182 }
 183
 184 func (prv *PrivateKeyReverseDigestAndSignature) Sign(
 185         rand io.Reader, digest []byte, opts crypto.SignerOpts,
 186 ) ([]byte, error) {
 187         dgst := make([]byte, len(digest))
 188         for i := 0; i < len(digest); i++ {
 189                 dgst[i] = digest[len(digest)-i-1]
 190         }
 191         sign, err := prv.Prv.Sign(rand, dgst, opts)
 192         if err != nil {
 193                 return sign, err
 194         }
 195         reverse(sign)
 196         return sign, err
 197 }