contrib: embedded-wg-library: add key generation functions
Signed-off-by: Jason A. Donenfeld <Jason@zx2c4.com>
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						0e6fe9a548
					
				@ -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");
 | 
			
		||||
 | 
			
		||||
@ -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));
 | 
			
		||||
}
 | 
			
		||||
 | 
			
		||||
@ -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
 | 
			
		||||
 | 
			
		||||
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