src/key.cpp

   1 // Copyright (c) 2009-2014 The Bitcoin Core developers
   2 // Distributed under the MIT software license, see the accompanying
   3 // file COPYING or http://www.opensource.org/licenses/mit-license.php.
   4
   5 #include "key.h"
   6
   7 #include "arith_uint256.h"
   8 #include "crypto/hmac_sha512.h"
   9 #include "eccryptoverify.h"
  10 #include "pubkey.h"
  11 #include "random.h"
  12
  13 #include <secp256k1.h>
  14 #include "ecwrapper.h"
  15
  16 //! anonymous namespace
  17 namespace {
  18
  19 class CSecp256k1Init {
  20 public:
  21     CSecp256k1Init() {
  22         secp256k1_start(SECP256K1_START_SIGN);
  23     }
  24     ~CSecp256k1Init() {
  25         secp256k1_stop();
  26     }
  27 };
  28 static CSecp256k1Init instance_of_csecp256k1;
  29
  30 } // anon namespace
  31
  32 bool CKey::Check(const unsigned char *vch) {
  33     return eccrypto::Check(vch);
  34 }
  35
  36 void CKey::MakeNewKey(bool fCompressedIn) {
  37     RandAddSeedPerfmon();
  38     do {
  39         GetRandBytes(vch, sizeof(vch));
  40     } while (!Check(vch));
  41     fValid = true;
  42     fCompressed = fCompressedIn;
  43 }
  44
  45 bool CKey::SetPrivKey(const CPrivKey &privkey, bool fCompressedIn) {
  46     if (!secp256k1_ec_privkey_import((unsigned char*)begin(), &privkey[0], privkey.size()))
  47         return false;
  48     fCompressed = fCompressedIn;
  49     fValid = true;
  50     return true;
  51 }
  52
  53 CPrivKey CKey::GetPrivKey() const {
  54     assert(fValid);
  55     CPrivKey privkey;
  56     int privkeylen, ret;
  57     privkey.resize(279);
  58     privkeylen = 279;
  59     ret = secp256k1_ec_privkey_export(begin(), (unsigned char*)&privkey[0], &privkeylen, fCompressed);
  60     assert(ret);
  61     privkey.resize(privkeylen);
  62     return privkey;
  63 }
  64
  65 CPubKey CKey::GetPubKey() const {
  66     assert(fValid);
  67     CPubKey result;
  68     int clen = 65;
  69     int ret = secp256k1_ec_pubkey_create((unsigned char*)result.begin(), &clen, begin(), fCompressed);
  70     assert((int)result.size() == clen);
  71     assert(ret);
  72     assert(result.IsValid());
  73     return result;
  74 }
  75
  76 extern "C"
  77 {
  78 static int secp256k1_nonce_function_test_case(unsigned char *nonce32, const unsigned char *msg32, const unsigned char *key32, unsigned int attempt, const void *data)
  79 {
  80     const uint32_t *test_case = static_cast<const uint32_t*>(data);
  81     uint256 nonce;
  82     secp256k1_nonce_function_rfc6979(nonce.begin(), msg32, key32, attempt, NULL);
  83     nonce = ArithToUint256(UintToArith256(nonce) + *test_case);
  84     memcpy(nonce32, nonce.begin(), 32);
  85     return 1;
  86 }
  87 }
  88
  89 bool CKey::Sign(const uint256 &hash, std::vector<unsigned char>& vchSig, uint32_t test_case) const {
  90     if (!fValid)
  91         return false;
  92     vchSig.resize(72);
  93     int nSigLen = 72;
  94     int ret = secp256k1_ecdsa_sign(hash.begin(), (unsigned char*)&vchSig[0], &nSigLen, begin(), test_case == 0 ? secp256k1_nonce_function_rfc6979 : secp256k1_nonce_function_test_case, test_case == 0 ? NULL : &test_case);
  95     assert(ret);
  96     vchSig.resize(nSigLen);
  97     return true;
  98 }
  99
 100 bool CKey::VerifyPubKey(const CPubKey& pubkey) const {
 101     if (pubkey.IsCompressed() != fCompressed) {
 102         return false;
 103     }
 104     unsigned char rnd[8];
 105     std::string str = "Bitcoin key verification\n";
 106     GetRandBytes(rnd, sizeof(rnd));
 107     uint256 hash;
 108     CHash256().Write((unsigned char*)str.data(), str.size()).Write(rnd, sizeof(rnd)).Finalize(hash.begin());
 109     std::vector<unsigned char> vchSig;
 110     Sign(hash, vchSig);
 111     return pubkey.Verify(hash, vchSig);
 112 }
 113
 114 bool CKey::SignCompact(const uint256 &hash, std::vector<unsigned char>& vchSig) const {
 115     if (!fValid)
 116         return false;
 117     vchSig.resize(65);
 118     int rec = -1;
 119     int ret = secp256k1_ecdsa_sign_compact(hash.begin(), &vchSig[1], begin(), secp256k1_nonce_function_rfc6979, NULL, &rec);
 120     assert(ret);
 121     assert(rec != -1);
 122     vchSig[0] = 27 + rec + (fCompressed ? 4 : 0);
 123     return true;
 124 }
 125
 126 bool CKey::Load(CPrivKey &privkey, CPubKey &vchPubKey, bool fSkipCheck=false) {
 127     if (!secp256k1_ec_privkey_import((unsigned char*)begin(), &privkey[0], privkey.size()))
 128         return false;
 129     fCompressed = vchPubKey.IsCompressed();
 130     fValid = true;
 131
 132     if (fSkipCheck)
 133         return true;
 134
 135     return VerifyPubKey(vchPubKey);
 136 }
 137
 138 bool CKey::Derive(CKey& keyChild, unsigned char ccChild[32], unsigned int nChild, const unsigned char cc[32]) const {
 139     assert(IsValid());
 140     assert(IsCompressed());
 141     unsigned char out[64];
 142     LockObject(out);
 143     if ((nChild >> 31) == 0) {
 144         CPubKey pubkey = GetPubKey();
 145         assert(pubkey.begin() + 33 == pubkey.end());
 146         BIP32Hash(cc, nChild, *pubkey.begin(), pubkey.begin()+1, out);
 147     } else {
 148         assert(begin() + 32 == end());
 149         BIP32Hash(cc, nChild, 0, begin(), out);
 150     }
 151     memcpy(ccChild, out+32, 32);
 152     memcpy((unsigned char*)keyChild.begin(), begin(), 32);
 153     bool ret = secp256k1_ec_privkey_tweak_add((unsigned char*)keyChild.begin(), out);
 154     UnlockObject(out);
 155     keyChild.fCompressed = true;
 156     keyChild.fValid = ret;
 157     return ret;
 158 }
 159
 160 bool CExtKey::Derive(CExtKey &out, unsigned int nChild) const {
 161     out.nDepth = nDepth + 1;
 162     CKeyID id = key.GetPubKey().GetID();
 163     memcpy(&out.vchFingerprint[0], &id, 4);
 164     out.nChild = nChild;
 165     return key.Derive(out.key, out.vchChainCode, nChild, vchChainCode);
 166 }
 167
 168 void CExtKey::SetMaster(const unsigned char *seed, unsigned int nSeedLen) {
 169     static const unsigned char hashkey[] = {'B','i','t','c','o','i','n',' ','s','e','e','d'};
 170     unsigned char out[64];
 171     LockObject(out);
 172     CHMAC_SHA512(hashkey, sizeof(hashkey)).Write(seed, nSeedLen).Finalize(out);
 173     key.Set(&out[0], &out[32], true);
 174     memcpy(vchChainCode, &out[32], 32);
 175     UnlockObject(out);
 176     nDepth = 0;
 177     nChild = 0;
 178     memset(vchFingerprint, 0, sizeof(vchFingerprint));
 179 }
 180
 181 CExtPubKey CExtKey::Neuter() const {
 182     CExtPubKey ret;
 183     ret.nDepth = nDepth;
 184     memcpy(&ret.vchFingerprint[0], &vchFingerprint[0], 4);
 185     ret.nChild = nChild;
 186     ret.pubkey = key.GetPubKey();
 187     memcpy(&ret.vchChainCode[0], &vchChainCode[0], 32);
 188     return ret;
 189 }
 190
 191 void CExtKey::Encode(unsigned char code[74]) const {
 192     code[0] = nDepth;
 193     memcpy(code+1, vchFingerprint, 4);
 194     code[5] = (nChild >> 24) & 0xFF; code[6] = (nChild >> 16) & 0xFF;
 195     code[7] = (nChild >>  8) & 0xFF; code[8] = (nChild >>  0) & 0xFF;
 196     memcpy(code+9, vchChainCode, 32);
 197     code[41] = 0;
 198     assert(key.size() == 32);
 199     memcpy(code+42, key.begin(), 32);
 200 }
 201
 202 void CExtKey::Decode(const unsigned char code[74]) {
 203     nDepth = code[0];
 204     memcpy(vchFingerprint, code+1, 4);
 205     nChild = (code[5] << 24) | (code[6] << 16) | (code[7] << 8) | code[8];
 206     memcpy(vchChainCode, code+9, 32);
 207     key.Set(code+42, code+74, true);
 208 }
 209
 210 bool ECC_InitSanityCheck() {
 211     if (!CECKey::SanityCheck()) {
 212         return false;
 213     }
 214     CKey key;
 215     key.MakeNewKey(true);
 216     CPubKey pubkey = key.GetPubKey();
 217     return key.VerifyPubKey(pubkey);
 218 }