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contrib: embedded-wg-library: add key generation functions
authorJason A. Donenfeld <Jason@zx2c4.com>
Wed, 21 Feb 2018 18:19:50 +0000 (19:19 +0100)
committerJason A. Donenfeld <Jason@zx2c4.com>
Fri, 2 Mar 2018 15:42:29 +0000 (16:42 +0100)
Signed-off-by: Jason A. Donenfeld <Jason@zx2c4.com>
contrib/embeddable-wg-library/test.c
contrib/embeddable-wg-library/wireguard.c
contrib/embeddable-wg-library/wireguard.h

index aad24de05ff86294006abe367cfad6532f164bd6..8d4aae3dc70b6b294049644ea1ceabb8722ee06e 100644 (file)
@@ -50,9 +50,11 @@ int main(int argc, char *argv[])
                .first_peer = &new_peer,
                .last_peer = &new_peer
        };
+       wg_key temp_private_key;
 
-       wg_key_from_base64(new_device.private_key, "SFLKy56SOiFoAvQDSCBRrH/nyYonuAQnyr/JTQRPDlU=");
-       wg_key_from_base64(new_peer.public_key, "aNoLvvCfgbtTf4f2Eb/CWVNvIc5AJt/4C4pKrxMUZlM=");
+       wg_generate_private_key(temp_private_key);
+       wg_generate_public_key(new_peer.public_key, temp_private_key);
+       wg_generate_private_key(new_device.private_key);
 
        if (wg_add_device(new_device.name) < 0) {
                perror("Unable to add device");
index 692d285b1c683e50cc2207e16f3a0ac976d00a7b..a7135678ec8c4c0cf58b71b84f58b0875ea0235b 100644 (file)
@@ -19,6 +19,8 @@
 #include <sys/socket.h>
 #include <time.h>
 #include <unistd.h>
+#include <fcntl.h>
+#include <assert.h>
 
 #include "wireguard.h"
 
@@ -1575,3 +1577,199 @@ int wg_key_from_base64(wg_key key, const wg_key_b64_string base64)
 out:
        return -errno;
 }
+
+typedef int64_t fe[16];
+
+static __attribute__((noinline)) void memzero_explicit(void *s, size_t count)
+{
+       memset(s, 0, count);
+       __asm__ __volatile__("": :"r"(s) :"memory");
+}
+
+static void carry(fe o)
+{
+       int i;
+       int64_t c;
+
+       for (i = 0; i < 16; ++i) {
+               o[i] += (1LL << 16);
+               c = o[i] >> 16;
+               o[(i + 1) * (i < 15)] += c - 1 + 37 * (c - 1) * (i == 15);
+               o[i] -= c << 16;
+       }
+
+       memzero_explicit(&c, sizeof(c));
+}
+
+static void cswap(fe p, fe q, int b)
+{
+       int i;
+       int64_t t, c = ~(b - 1);
+
+       for (i = 0; i < 16; ++i) {
+               t = c & (p[i] ^ q[i]);
+               p[i] ^= t;
+               q[i] ^= t;
+       }
+
+       memzero_explicit(&t, sizeof(t));
+       memzero_explicit(&c, sizeof(c));
+       memzero_explicit(&b, sizeof(b));
+}
+
+static void pack(uint8_t *o, const fe n)
+{
+       int i, j, b;
+       fe m, t;
+
+       memcpy(t, n, sizeof(t));
+       carry(t);
+       carry(t);
+       carry(t);
+       for (j = 0; j < 2; ++j) {
+               m[0] = t[0] - 0xffed;
+               for (i = 1; i < 15; ++i) {
+                       m[i] = t[i] - 0xffff - ((m[i - 1] >> 16) & 1);
+                       m[i - 1] &= 0xffff;
+               }
+               m[15] = t[15] - 0x7fff - ((m[14] >> 16) & 1);
+               b = (m[15] >> 16) & 1;
+               m[14] &= 0xffff;
+               cswap(t, m, 1 - b);
+       }
+       for (i = 0; i < 16; ++i) {
+               o[2 * i] = t[i] & 0xff;
+               o[2 * i + 1] = t[i] >> 8;
+       }
+
+       memzero_explicit(m, sizeof(m));
+       memzero_explicit(t, sizeof(t));
+       memzero_explicit(&b, sizeof(b));
+}
+
+static void add(fe o, const fe a, const fe b)
+{
+       int i;
+
+       for (i = 0; i < 16; ++i)
+               o[i] = a[i] + b[i];
+}
+
+static void subtract(fe o, const fe a, const fe b)
+{
+       int i;
+
+       for (i = 0; i < 16; ++i)
+               o[i] = a[i] - b[i];
+}
+
+static void multmod(fe o, const fe a, const fe b)
+{
+       int i, j;
+       int64_t t[31] = { 0 };
+
+       for (i = 0; i < 16; ++i) {
+               for (j = 0; j < 16; ++j)
+                       t[i + j] += a[i] * b[j];
+       }
+       for (i = 0; i < 15; ++i)
+               t[i] += 38 * t[i + 16];
+       memcpy(o, t, sizeof(fe));
+       carry(o);
+       carry(o);
+
+       memzero_explicit(t, sizeof(t));
+}
+
+static void invert(fe o, const fe i)
+{
+       fe c;
+       int a;
+
+       memcpy(c, i, sizeof(c));
+       for (a = 253; a >= 0; --a) {
+               multmod(c, c, c);
+               if (a != 2 && a != 4)
+                       multmod(c, c, i);
+       }
+       memcpy(o, c, sizeof(fe));
+
+       memzero_explicit(c, sizeof(c));
+}
+
+static void normalize_key(uint8_t *z)
+{
+       z[31] = (z[31] & 127) | 64;
+       z[0] &= 248;
+}
+
+void wg_generate_public_key(wg_key public_key, const wg_key private_key)
+{
+       int i, r;
+       uint8_t z[32];
+       fe a = { 1 }, b = { 9 }, c = { 0 }, d = { 1 }, e, f;
+
+       memcpy(z, private_key, sizeof(z));
+       normalize_key(z);
+
+       for (i = 254; i >= 0; --i) {
+               r = (z[i >> 3] >> (i & 7)) & 1;
+               cswap(a, b, r);
+               cswap(c, d, r);
+               add(e, a, c);
+               subtract(a, a, c);
+               add(c, b, d);
+               subtract(b, b, d);
+               multmod(d, e, e);
+               multmod(f, a, a);
+               multmod(a, c, a);
+               multmod(c, b, e);
+               add(e, a, c);
+               subtract(a, a, c);
+               multmod(b, a, a);
+               subtract(c, d, f);
+               multmod(a, c, (const fe){ 0xdb41, 1 });
+               add(a, a, d);
+               multmod(c, c, a);
+               multmod(a, d, f);
+               multmod(d, b, (const fe){ 9 });
+               multmod(b, e, e);
+               cswap(a, b, r);
+               cswap(c, d, r);
+       }
+       invert(c, c);
+       multmod(a, a, c);
+       pack(public_key, a);
+
+       memzero_explicit(&r, sizeof(r));
+       memzero_explicit(z, sizeof(z));
+       memzero_explicit(a, sizeof(a));
+       memzero_explicit(b, sizeof(b));
+       memzero_explicit(c, sizeof(c));
+       memzero_explicit(d, sizeof(d));
+       memzero_explicit(e, sizeof(e));
+       memzero_explicit(f, sizeof(f));
+}
+
+void wg_generate_private_key(wg_key private_key)
+{
+       wg_generate_preshared_key(private_key);
+       normalize_key(private_key);
+}
+
+void wg_generate_preshared_key(wg_key preshared_key)
+{
+       ssize_t ret;
+       int fd;
+
+#if defined(__NR_getrandom)
+       ret = syscall(__NR_getrandom, preshared_key, sizeof(wg_key), 0);
+       if (ret == sizeof(wg_key))
+               return;
+#endif
+       fd = open("/dev/urandom", O_RDONLY);
+       assert(fd >= 0);
+       ret = read(fd, preshared_key, sizeof(wg_key));
+       close(fd);
+       assert(ret == sizeof(wg_key));
+}
index 350de7dd849f14be0c836000f7a849b7522965bd..53d9d5d7259526cf8d539014b36abe2b4c327c61 100644 (file)
@@ -90,5 +90,8 @@ char *wg_list_device_names(void); /* first\0second\0third\0forth\0last\0\0 */
 void wg_key_to_base64(wg_key_b64_string base64, const wg_key key);
 int wg_key_from_base64(wg_key key, const wg_key_b64_string base64);
 bool wg_key_is_zero(const wg_key key);
+void wg_generate_public_key(wg_key public_key, const wg_key private_key);
+void wg_generate_private_key(wg_key private_key);
+void wg_generate_preshared_key(wg_key preshared_key);
 
 #endif