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 "crypto/hmac_sha512.h"
   8 #include "crypto/rfc6979_hmac_sha256.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     do {
  38         GetRandBytes(vch, sizeof(vch));
  39     } while (!Check(vch));
  40     fValid = true;
  41     fCompressed = fCompressedIn;
  42 }
  43
  44 bool CKey::SetPrivKey(const CPrivKey &privkey, bool fCompressedIn) {
  45     if (!secp256k1_ec_privkey_import((unsigned char*)begin(), &privkey[0], privkey.size()))
  46         return false;
  47     fCompressed = fCompressedIn;
  48     fValid = true;
  49     return true;
  50 }
  51
  52 CPrivKey CKey::GetPrivKey() const {
  53     assert(fValid);
  54     CPrivKey privkey;
  55     int privkeylen, ret;
  56     privkey.resize(279);
  57     privkeylen = 279;
  58     ret = secp256k1_ec_privkey_export(begin(), (unsigned char*)&privkey[0], &privkeylen, fCompressed);
  59     assert(ret);
  60     privkey.resize(privkeylen);
  61     return privkey;
  62 }
  63
  64 CPubKey CKey::GetPubKey() const {
  65     assert(fValid);
  66     CPubKey result;
  67     int clen = 65;
  68     int ret = secp256k1_ec_pubkey_create((unsigned char*)result.begin(), &clen, begin(), fCompressed);
  69     assert((int)result.size() == clen);
  70     assert(ret);
  71     assert(result.IsValid());
  72     return result;
  73 }
  74
  75 bool CKey::Sign(const uint256 &hash, std::vector<unsigned char>& vchSig, uint32_t test_case) const {
  76     if (!fValid)
  77         return false;
  78     vchSig.resize(72);
  79     RFC6979_HMAC_SHA256 prng(begin(), 32, (unsigned char*)&hash, 32);
  80     do {
  81         uint256 nonce;
  82         prng.Generate((unsigned char*)&nonce, 32);
  83         nonce += test_case;
  84         int nSigLen = 72;
  85         int ret = secp256k1_ecdsa_sign((const unsigned char*)&hash, (unsigned char*)&vchSig[0], &nSigLen, begin(), (unsigned char*)&nonce);
  86         nonce = 0;
  87         if (ret) {
  88             vchSig.resize(nSigLen);
  89             return true;
  90         }
  91     } while(true);
  92 }
  93
  94 bool CKey::VerifyPubKey(const CPubKey& pubkey) const {
  95     if (pubkey.IsCompressed() != fCompressed) {
  96         return false;
  97     }
  98     unsigned char rnd[8];
  99     std::string str = "Bitcoin key verification\n";
 100     GetRandBytes(rnd, sizeof(rnd));
 101     uint256 hash;
 102     CHash256().Write((unsigned char*)str.data(), str.size()).Write(rnd, sizeof(rnd)).Finalize((unsigned char*)&hash);
 103     std::vector<unsigned char> vchSig;
 104     Sign(hash, vchSig);
 105     return pubkey.Verify(hash, vchSig);
 106 }
 107
 108 bool CKey::SignCompact(const uint256 &hash, std::vector<unsigned char>& vchSig) const {
 109     if (!fValid)
 110         return false;
 111     vchSig.resize(65);
 112     int rec = -1;
 113     RFC6979_HMAC_SHA256 prng(begin(), 32, (unsigned char*)&hash, 32);
 114     do {
 115         uint256 nonce;
 116         prng.Generate((unsigned char*)&nonce, 32);
 117         int ret = secp256k1_ecdsa_sign_compact((const unsigned char*)&hash, &vchSig[1], begin(), (unsigned char*)&nonce, &rec);
 118         nonce = 0;
 119         if (ret)
 120             break;
 121     } while(true);
 122     assert(rec != -1);
 123     vchSig[0] = 27 + rec + (fCompressed ? 4 : 0);
 124     return true;
 125 }
 126
 127 bool CKey::Load(CPrivKey &privkey, CPubKey &vchPubKey, bool fSkipCheck=false) {
 128     if (!secp256k1_ec_privkey_import((unsigned char*)begin(), &privkey[0], privkey.size()))
 129         return false;
 130     fCompressed = vchPubKey.IsCompressed();
 131     fValid = true;
 132
 133     if (fSkipCheck)
 134         return true;
 135
 136     return VerifyPubKey(vchPubKey);
 137 }
 138
 139 bool CKey::Derive(CKey& keyChild, unsigned char ccChild[32], unsigned int nChild, const unsigned char cc[32]) const {
 140     assert(IsValid());
 141     assert(IsCompressed());
 142     unsigned char out[64];
 143     LockObject(out);
 144     if ((nChild >> 31) == 0) {
 145         CPubKey pubkey = GetPubKey();
 146         assert(pubkey.begin() + 33 == pubkey.end());
 147         BIP32Hash(cc, nChild, *pubkey.begin(), pubkey.begin()+1, out);
 148     } else {
 149         assert(begin() + 32 == end());
 150         BIP32Hash(cc, nChild, 0, begin(), out);
 151     }
 152     memcpy(ccChild, out+32, 32);
 153     memcpy((unsigned char*)keyChild.begin(), begin(), 32);
 154     bool ret = secp256k1_ec_privkey_tweak_add((unsigned char*)keyChild.begin(), out);
 155     UnlockObject(out);
 156     keyChild.fCompressed = true;
 157     keyChild.fValid = ret;
 158     return ret;
 159 }
 160
 161 bool CExtKey::Derive(CExtKey &out, unsigned int nChild) const {
 162     out.nDepth = nDepth + 1;
 163     CKeyID id = key.GetPubKey().GetID();
 164     memcpy(&out.vchFingerprint[0], &id, 4);
 165     out.nChild = nChild;
 166     return key.Derive(out.key, out.vchChainCode, nChild, vchChainCode);
 167 }
 168
 169 void CExtKey::SetMaster(const unsigned char *seed, unsigned int nSeedLen) {
 170     static const unsigned char hashkey[] = {'B','i','t','c','o','i','n',' ','s','e','e','d'};
 171     unsigned char out[64];
 172     LockObject(out);
 173     CHMAC_SHA512(hashkey, sizeof(hashkey)).Write(seed, nSeedLen).Finalize(out);
 174     key.Set(&out[0], &out[32], true);
 175     memcpy(vchChainCode, &out[32], 32);
 176     UnlockObject(out);
 177     nDepth = 0;
 178     nChild = 0;
 179     memset(vchFingerprint, 0, sizeof(vchFingerprint));
 180 }
 181
 182 CExtPubKey CExtKey::Neuter() const {
 183     CExtPubKey ret;
 184     ret.nDepth = nDepth;
 185     memcpy(&ret.vchFingerprint[0], &vchFingerprint[0], 4);
 186     ret.nChild = nChild;
 187     ret.pubkey = key.GetPubKey();
 188     memcpy(&ret.vchChainCode[0], &vchChainCode[0], 32);
 189     return ret;
 190 }
 191
 192 void CExtKey::Encode(unsigned char code[74]) const {
 193     code[0] = nDepth;
 194     memcpy(code+1, vchFingerprint, 4);
 195     code[5] = (nChild >> 24) & 0xFF; code[6] = (nChild >> 16) & 0xFF;
 196     code[7] = (nChild >>  8) & 0xFF; code[8] = (nChild >>  0) & 0xFF;
 197     memcpy(code+9, vchChainCode, 32);
 198     code[41] = 0;
 199     assert(key.size() == 32);
 200     memcpy(code+42, key.begin(), 32);
 201 }
 202
 203 void CExtKey::Decode(const unsigned char code[74]) {
 204     nDepth = code[0];
 205     memcpy(vchFingerprint, code+1, 4);
 206     nChild = (code[5] << 24) | (code[6] << 16) | (code[7] << 8) | code[8];
 207     memcpy(vchChainCode, code+9, 32);
 208     key.Set(code+42, code+74, true);
 209 }
 210
 211 bool ECC_InitSanityCheck() {
 212 #if !defined(USE_SECP256K1)
 213     if (!CECKey::SanityCheck()) {
 214         return false;
 215     }
 216 #endif
 217     CKey key;
 218     key.MakeNewKey(true);
 219     CPubKey pubkey = key.GetPubKey();
 220     return key.VerifyPubKey(pubkey);
 221 }