1 /* LibTomCrypt, modular cryptographic library -- Tom St Denis */
2 /* SPDX-License-Identifier: Unlicense */
3 #include "tomcrypt_private.h"
4 
5 /* automatically generated file, do not edit */
6 
7 #define FOR(i,n) for (i = 0;i < n;++i)
8 #define sv static void
9 
10 typedef unsigned char u8;
11 typedef ulong32 u32;
12 typedef ulong64 u64;
13 typedef long64 i64;
14 typedef i64 gf[16];
15 
16 static const u8
17   nine[32] = {9};
18 static const gf
19   gf0,
20   gf1 = {1},
21   gf121665 = {0xDB41,1},
22   D = {0x78a3, 0x1359, 0x4dca, 0x75eb, 0xd8ab, 0x4141, 0x0a4d, 0x0070, 0xe898, 0x7779, 0x4079, 0x8cc7, 0xfe73, 0x2b6f, 0x6cee, 0x5203},
23   D2 = {0xf159, 0x26b2, 0x9b94, 0xebd6, 0xb156, 0x8283, 0x149a, 0x00e0, 0xd130, 0xeef3, 0x80f2, 0x198e, 0xfce7, 0x56df, 0xd9dc, 0x2406},
24   X = {0xd51a, 0x8f25, 0x2d60, 0xc956, 0xa7b2, 0x9525, 0xc760, 0x692c, 0xdc5c, 0xfdd6, 0xe231, 0xc0a4, 0x53fe, 0xcd6e, 0x36d3, 0x2169},
25   Y = {0x6658, 0x6666, 0x6666, 0x6666, 0x6666, 0x6666, 0x6666, 0x6666, 0x6666, 0x6666, 0x6666, 0x6666, 0x6666, 0x6666, 0x6666, 0x6666},
26   I = {0xa0b0, 0x4a0e, 0x1b27, 0xc4ee, 0xe478, 0xad2f, 0x1806, 0x2f43, 0xd7a7, 0x3dfb, 0x0099, 0x2b4d, 0xdf0b, 0x4fc1, 0x2480, 0x2b83};
27 
vn(const u8 * x,const u8 * y,int n)28 static int vn(const u8 *x,const u8 *y,int n)
29 {
30   int i;
31   u32 d = 0;
32   FOR(i,n) d |= x[i]^y[i];
33   return (1 & ((d - 1) >> 8)) - 1;
34 }
35 
tweetnacl_crypto_verify_32(const u8 * x,const u8 * y)36 static int tweetnacl_crypto_verify_32(const u8 *x,const u8 *y)
37 {
38   return vn(x,y,32);
39 }
40 
set25519(gf r,const gf a)41 sv set25519(gf r, const gf a)
42 {
43   int i;
44   FOR(i,16) r[i]=a[i];
45 }
46 
car25519(gf o)47 sv car25519(gf o)
48 {
49   int i;
50   i64 c;
51   FOR(i,16) {
52     o[i]+=(1LL<<16);
53     c=o[i]>>16;
54     o[(i+1)*(i<15)]+=c-1+37*(c-1)*(i==15);
55     o[i]-=c<<16;
56   }
57 }
58 
sel25519(gf p,gf q,int b)59 sv sel25519(gf p,gf q,int b)
60 {
61   i64 t,i,c=~(b-1);
62   FOR(i,16) {
63     t= c&(p[i]^q[i]);
64     p[i]^=t;
65     q[i]^=t;
66   }
67 }
68 
pack25519(u8 * o,const gf n)69 sv pack25519(u8 *o,const gf n)
70 {
71   int i,j,b;
72   gf m,t;
73   FOR(i,16) t[i]=n[i];
74   car25519(t);
75   car25519(t);
76   car25519(t);
77   FOR(j,2) {
78     m[0]=t[0]-0xffed;
79     for(i=1;i<15;i++) {
80       m[i]=t[i]-0xffff-((m[i-1]>>16)&1);
81       m[i-1]&=0xffff;
82     }
83     m[15]=t[15]-0x7fff-((m[14]>>16)&1);
84     b=(m[15]>>16)&1;
85     m[14]&=0xffff;
86     sel25519(t,m,1-b);
87   }
88   FOR(i,16) {
89     o[2*i]=t[i]&0xff;
90     o[2*i+1]=t[i]>>8;
91   }
92 }
93 
neq25519(const gf a,const gf b)94 static int neq25519(const gf a, const gf b)
95 {
96   u8 c[32],d[32];
97   pack25519(c,a);
98   pack25519(d,b);
99   return tweetnacl_crypto_verify_32(c,d);
100 }
101 
par25519(const gf a)102 static u8 par25519(const gf a)
103 {
104   u8 d[32];
105   pack25519(d,a);
106   return d[0]&1;
107 }
108 
unpack25519(gf o,const u8 * n)109 sv unpack25519(gf o, const u8 *n)
110 {
111   int i;
112   FOR(i,16) o[i]=n[2*i]+((i64)n[2*i+1]<<8);
113   o[15]&=0x7fff;
114 }
115 
A(gf o,const gf a,const gf b)116 sv A(gf o,const gf a,const gf b)
117 {
118   int i;
119   FOR(i,16) o[i]=a[i]+b[i];
120 }
121 
Z(gf o,const gf a,const gf b)122 sv Z(gf o,const gf a,const gf b)
123 {
124   int i;
125   FOR(i,16) o[i]=a[i]-b[i];
126 }
127 
M(gf o,const gf a,const gf b)128 sv M(gf o,const gf a,const gf b)
129 {
130   i64 i,j,t[31];
131   FOR(i,31) t[i]=0;
132   FOR(i,16) FOR(j,16) t[i+j]+=a[i]*b[j];
133   FOR(i,15) t[i]+=38*t[i+16];
134   FOR(i,16) o[i]=t[i];
135   car25519(o);
136   car25519(o);
137 }
138 
S(gf o,const gf a)139 sv S(gf o,const gf a)
140 {
141   M(o,a,a);
142 }
143 
inv25519(gf o,const gf i)144 sv inv25519(gf o,const gf i)
145 {
146   gf c;
147   int a;
148   FOR(a,16) c[a]=i[a];
149   for(a=253;a>=0;a--) {
150     S(c,c);
151     if(a!=2&&a!=4) M(c,c,i);
152   }
153   FOR(a,16) o[a]=c[a];
154 }
155 
pow2523(gf o,const gf i)156 sv pow2523(gf o,const gf i)
157 {
158   gf c;
159   int a;
160   FOR(a,16) c[a]=i[a];
161   for(a=250;a>=0;a--) {
162     S(c,c);
163     if(a!=1) M(c,c,i);
164   }
165   FOR(a,16) o[a]=c[a];
166 }
167 
tweetnacl_crypto_scalarmult(u8 * q,const u8 * n,const u8 * p)168 int tweetnacl_crypto_scalarmult(u8 *q,const u8 *n,const u8 *p)
169 {
170   u8 z[32];
171   i64 x[80],r,i;
172   gf a,b,c,d,e,f;
173   FOR(i,31) z[i]=n[i];
174   z[31]=(n[31]&127)|64;
175   z[0]&=248;
176   unpack25519(x,p);
177   FOR(i,16) {
178     b[i]=x[i];
179     d[i]=a[i]=c[i]=0;
180   }
181   a[0]=d[0]=1;
182   for(i=254;i>=0;--i) {
183     r=(z[i>>3]>>(i&7))&1;
184     sel25519(a,b,r);
185     sel25519(c,d,r);
186     A(e,a,c);
187     Z(a,a,c);
188     A(c,b,d);
189     Z(b,b,d);
190     S(d,e);
191     S(f,a);
192     M(a,c,a);
193     M(c,b,e);
194     A(e,a,c);
195     Z(a,a,c);
196     S(b,a);
197     Z(c,d,f);
198     M(a,c,gf121665);
199     A(a,a,d);
200     M(c,c,a);
201     M(a,d,f);
202     M(d,b,x);
203     S(b,e);
204     sel25519(a,b,r);
205     sel25519(c,d,r);
206   }
207   FOR(i,16) {
208     x[i+16]=a[i];
209     x[i+32]=c[i];
210     x[i+48]=b[i];
211     x[i+64]=d[i];
212   }
213   inv25519(x+32,x+32);
214   M(x+16,x+16,x+32);
215   pack25519(q,x+16);
216   return 0;
217 }
218 
tweetnacl_crypto_scalarmult_base(u8 * q,const u8 * n)219 int tweetnacl_crypto_scalarmult_base(u8 *q,const u8 *n)
220 {
221   return tweetnacl_crypto_scalarmult(q,n,nine);
222 }
223 
tweetnacl_crypto_hash_ctx(u8 * out,const u8 * m,u64 n,const u8 * ctx,u32 cs)224 static LTC_INLINE int tweetnacl_crypto_hash_ctx(u8 *out,const u8 *m,u64 n,const u8 *ctx,u32 cs)
225 {
226   unsigned long len = 64;
227   int hash_idx = find_hash("sha512");
228 
229   if (n > ULONG_MAX) return CRYPT_OVERFLOW;
230 
231   if(cs == 0)
232     return hash_memory(hash_idx, m, n, out, &len);
233 
234   return hash_memory_multi(hash_idx, out, &len, ctx, cs, m, n, LTC_NULL);
235 }
236 
tweetnacl_crypto_hash(u8 * out,const u8 * m,u64 n)237 static LTC_INLINE int tweetnacl_crypto_hash(u8 *out,const u8 *m,u64 n)
238 {
239   return tweetnacl_crypto_hash_ctx(out, m, n, NULL, 0);
240 }
241 
add(gf p[4],gf q[4])242 sv add(gf p[4],gf q[4])
243 {
244   gf a,b,c,d,t,e,f,g,h;
245 
246   Z(a, p[1], p[0]);
247   Z(t, q[1], q[0]);
248   M(a, a, t);
249   A(b, p[0], p[1]);
250   A(t, q[0], q[1]);
251   M(b, b, t);
252   M(c, p[3], q[3]);
253   M(c, c, D2);
254   M(d, p[2], q[2]);
255   A(d, d, d);
256   Z(e, b, a);
257   Z(f, d, c);
258   A(g, d, c);
259   A(h, b, a);
260 
261   M(p[0], e, f);
262   M(p[1], h, g);
263   M(p[2], g, f);
264   M(p[3], e, h);
265 }
266 
cswap(gf p[4],gf q[4],u8 b)267 sv cswap(gf p[4],gf q[4],u8 b)
268 {
269   int i;
270   FOR(i,4)
271     sel25519(p[i],q[i],b);
272 }
273 
pack(u8 * r,gf p[4])274 sv pack(u8 *r,gf p[4])
275 {
276   gf tx, ty, zi;
277   inv25519(zi, p[2]);
278   M(tx, p[0], zi);
279   M(ty, p[1], zi);
280   pack25519(r, ty);
281   r[31] ^= par25519(tx) << 7;
282 }
283 
scalarmult(gf p[4],gf q[4],const u8 * s)284 sv scalarmult(gf p[4],gf q[4],const u8 *s)
285 {
286   int i;
287   set25519(p[0],gf0);
288   set25519(p[1],gf1);
289   set25519(p[2],gf1);
290   set25519(p[3],gf0);
291   for (i = 255;i >= 0;--i) {
292     u8 b = (s[i/8]>>(i&7))&1;
293     cswap(p,q,b);
294     add(q,p);
295     add(p,p);
296     cswap(p,q,b);
297   }
298 }
299 
scalarbase(gf p[4],const u8 * s)300 sv scalarbase(gf p[4],const u8 *s)
301 {
302   gf q[4];
303   set25519(q[0],X);
304   set25519(q[1],Y);
305   set25519(q[2],gf1);
306   M(q[3],X,Y);
307   scalarmult(p,q,s);
308 }
309 
tweetnacl_crypto_sk_to_pk(u8 * pk,const u8 * sk)310 int tweetnacl_crypto_sk_to_pk(u8 *pk, const u8 *sk)
311 {
312   u8 d[64];
313   gf p[4];
314   tweetnacl_crypto_hash(d, sk, 32);
315   d[0] &= 248;
316   d[31] &= 127;
317   d[31] |= 64;
318 
319   scalarbase(p,d);
320   pack(pk,p);
321 
322   return 0;
323 }
324 
tweetnacl_crypto_sign_keypair(prng_state * prng,int wprng,u8 * pk,u8 * sk)325 int tweetnacl_crypto_sign_keypair(prng_state *prng, int wprng, u8 *pk, u8 *sk)
326 {
327   int err;
328 
329   /* randombytes(sk,32); */
330   if ((err = prng_is_valid(wprng)) != CRYPT_OK) {
331      return err;
332   }
333 
334   if (prng_descriptor[wprng]->read(sk,32, prng) != 32) {
335      return CRYPT_ERROR_READPRNG;
336   }
337 
338   if ((err = tweetnacl_crypto_sk_to_pk(pk, sk)) != CRYPT_OK) {
339      return err;
340   }
341 
342   /* FOR(i,32) sk[32 + i] = pk[i];
343    * we don't copy the pk in the sk */
344   return CRYPT_OK;
345 }
346 
347 static const u64 L[32] = {0xed, 0xd3, 0xf5, 0x5c, 0x1a, 0x63, 0x12, 0x58, 0xd6, 0x9c, 0xf7, 0xa2, 0xde, 0xf9, 0xde, 0x14, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x10};
348 
modL(u8 * r,i64 x[64])349 sv modL(u8 *r,i64 x[64])
350 {
351   i64 carry,i,j;
352   for (i = 63;i >= 32;--i) {
353     carry = 0;
354     for (j = i - 32;j < i - 12;++j) {
355       x[j] += carry - 16 * x[i] * L[j - (i - 32)];
356       carry = (x[j] + 128) >> 8;
357       x[j] -= carry << 8;
358     }
359     x[j] += carry;
360     x[i] = 0;
361   }
362   carry = 0;
363   FOR(j,32) {
364     x[j] += carry - (x[31] >> 4) * L[j];
365     carry = x[j] >> 8;
366     x[j] &= 255;
367   }
368   FOR(j,32) x[j] -= carry * L[j];
369   FOR(i,32) {
370     x[i+1] += x[i] >> 8;
371     r[i] = x[i] & 255;
372   }
373 }
374 
reduce(u8 * r)375 sv reduce(u8 *r)
376 {
377   i64 x[64],i;
378   FOR(i,64) x[i] = (u64) r[i];
379   FOR(i,64) r[i] = 0;
380   modL(r,x);
381 }
382 
tweetnacl_crypto_sign(u8 * sm,u64 * smlen,const u8 * m,u64 mlen,const u8 * sk,const u8 * pk,const u8 * ctx,u64 cs)383 int tweetnacl_crypto_sign(u8 *sm,u64 *smlen,const u8 *m,u64 mlen,const u8 *sk,const u8 *pk, const u8 *ctx, u64 cs)
384 {
385   u8 d[64],h[64],r[64];
386   i64 i,j,x[64];
387   gf p[4];
388 
389   tweetnacl_crypto_hash(d, sk, 32);
390   d[0] &= 248;
391   d[31] &= 127;
392   d[31] |= 64;
393 
394   *smlen = mlen+64;
395   FOR(i,(i64)mlen) sm[64 + i] = m[i];
396   FOR(i,32) sm[32 + i] = d[32 + i];
397 
398   tweetnacl_crypto_hash_ctx(r, sm+32, mlen+32,ctx,cs);
399   reduce(r);
400   scalarbase(p,r);
401   pack(sm,p);
402 
403   FOR(i,32) sm[i+32] = pk[i];
404   tweetnacl_crypto_hash_ctx(h,sm,mlen + 64,ctx,cs);
405   reduce(h);
406 
407   FOR(i,64) x[i] = 0;
408   FOR(i,32) x[i] = (u64) r[i];
409   FOR(i,32) FOR(j,32) x[i+j] += h[i] * (u64) d[j];
410   modL(sm + 32,x);
411 
412   return 0;
413 }
414 
unpackneg(gf r[4],const u8 p[32])415 static int unpackneg(gf r[4],const u8 p[32])
416 {
417   gf t, chk, num, den, den2, den4, den6;
418   set25519(r[2],gf1);
419   unpack25519(r[1],p);
420   S(num,r[1]);
421   M(den,num,D);
422   Z(num,num,r[2]);
423   A(den,r[2],den);
424 
425   S(den2,den);
426   S(den4,den2);
427   M(den6,den4,den2);
428   M(t,den6,num);
429   M(t,t,den);
430 
431   pow2523(t,t);
432   M(t,t,num);
433   M(t,t,den);
434   M(t,t,den);
435   M(r[0],t,den);
436 
437   S(chk,r[0]);
438   M(chk,chk,den);
439   if (neq25519(chk, num)) M(r[0],r[0],I);
440 
441   S(chk,r[0]);
442   M(chk,chk,den);
443   if (neq25519(chk, num)) return -1;
444 
445   if (par25519(r[0]) == (p[31]>>7)) Z(r[0],gf0,r[0]);
446 
447   M(r[3],r[0],r[1]);
448   return 0;
449 }
450 
tweetnacl_crypto_sign_open(int * stat,u8 * m,u64 * mlen,const u8 * sm,u64 smlen,const u8 * ctx,u64 cs,const u8 * pk)451 int tweetnacl_crypto_sign_open(int *stat, u8 *m,u64 *mlen,const u8 *sm,u64 smlen,const u8 *ctx,u64 cs,const u8 *pk)
452 {
453   u64 i;
454   u8 s[32],t[32],h[64];
455   gf p[4],q[4];
456 
457   *stat = 0;
458   if (*mlen < smlen) return CRYPT_BUFFER_OVERFLOW;
459   *mlen = -1;
460   if (smlen < 64) return CRYPT_INVALID_ARG;
461 
462   if (unpackneg(q,pk)) return CRYPT_ERROR;
463 
464   XMEMMOVE(m,sm,smlen);
465   XMEMMOVE(s,m + 32,32);
466   XMEMMOVE(m + 32,pk,32);
467   tweetnacl_crypto_hash_ctx(h,m,smlen,ctx,cs);
468   reduce(h);
469   scalarmult(p,q,h);
470 
471   scalarbase(q,s);
472   add(p,q);
473   pack(t,p);
474 
475   smlen -= 64;
476   if (tweetnacl_crypto_verify_32(sm, t)) {
477     FOR(i,smlen) m[i] = 0;
478     zeromem(m, smlen);
479     return CRYPT_OK;
480   }
481 
482   *stat = 1;
483   XMEMMOVE(m,m + 64,smlen);
484   *mlen = smlen;
485   return CRYPT_OK;
486 }
487 
tweetnacl_crypto_ph(u8 * out,const u8 * msg,u64 msglen)488 int tweetnacl_crypto_ph(u8 *out,const u8 *msg,u64 msglen)
489 {
490   return tweetnacl_crypto_hash(out, msg, msglen);
491 }
492