Branch data Line data Source code
1 : : // Copyright (c) 2009-present The Bitcoin Core developers
2 : : // Copyright (c) 2017 The Zcash developers
3 : : // Distributed under the MIT software license, see the accompanying
4 : : // file COPYING or http://www.opensource.org/licenses/mit-license.php.
5 : :
6 : : #include <key.h>
7 : :
8 : : #include <crypto/common.h>
9 : : #include <crypto/hmac_sha512.h>
10 : : #include <hash.h>
11 : : #include <random.h>
12 : :
13 : : #include <secp256k1.h>
14 : : #include <secp256k1_ellswift.h>
15 : : #include <secp256k1_extrakeys.h>
16 : : #include <secp256k1_musig.h>
17 : : #include <secp256k1_recovery.h>
18 : : #include <secp256k1_schnorrsig.h>
19 : :
20 : : static secp256k1_context* secp256k1_context_sign = nullptr;
21 : :
22 : : /** These functions are taken from the libsecp256k1 distribution and are very ugly. */
23 : :
24 : : /**
25 : : * This parses a format loosely based on a DER encoding of the ECPrivateKey type from
26 : : * section C.4 of SEC 1 <https://www.secg.org/sec1-v2.pdf>, with the following caveats:
27 : : *
28 : : * * The octet-length of the SEQUENCE must be encoded as 1 or 2 octets. It is not
29 : : * required to be encoded as one octet if it is less than 256, as DER would require.
30 : : * * The octet-length of the SEQUENCE must not be greater than the remaining
31 : : * length of the key encoding, but need not match it (i.e. the encoding may contain
32 : : * junk after the encoded SEQUENCE).
33 : : * * The privateKey OCTET STRING is zero-filled on the left to 32 octets.
34 : : * * Anything after the encoding of the privateKey OCTET STRING is ignored, whether
35 : : * or not it is validly encoded DER.
36 : : *
37 : : * out32 must point to an output buffer of length at least 32 bytes.
38 : : */
39 : 18 : int ec_seckey_import_der(const secp256k1_context* ctx, unsigned char *out32, const unsigned char *seckey, size_t seckeylen) {
40 : 18 : const unsigned char *end = seckey + seckeylen;
41 [ + - ]: 18 : memset(out32, 0, 32);
42 : : /* sequence header */
43 [ + - + - ]: 18 : if (end - seckey < 1 || *seckey != 0x30u) {
44 : : return 0;
45 : : }
46 : 18 : seckey++;
47 : : /* sequence length constructor */
48 [ + - + - ]: 18 : if (end - seckey < 1 || !(*seckey & 0x80u)) {
49 : : return 0;
50 : : }
51 : 18 : ptrdiff_t lenb = *seckey & ~0x80u; seckey++;
52 [ + - ]: 18 : if (lenb < 1 || lenb > 2) {
53 : : return 0;
54 : : }
55 [ + - ]: 18 : if (end - seckey < lenb) {
56 : : return 0;
57 : : }
58 : : /* sequence length */
59 [ - + ]: 18 : ptrdiff_t len = seckey[lenb-1] | (lenb > 1 ? seckey[lenb-2] << 8 : 0u);
60 : 18 : seckey += lenb;
61 [ + - ]: 18 : if (end - seckey < len) {
62 : : return 0;
63 : : }
64 : : /* sequence element 0: version number (=1) */
65 [ + - + - : 18 : if (end - seckey < 3 || seckey[0] != 0x02u || seckey[1] != 0x01u || seckey[2] != 0x01u) {
+ - + - ]
66 : : return 0;
67 : : }
68 : 18 : seckey += 3;
69 : : /* sequence element 1: octet string, up to 32 bytes */
70 [ + - + - ]: 18 : if (end - seckey < 2 || seckey[0] != 0x04u) {
71 : : return 0;
72 : : }
73 : 18 : ptrdiff_t oslen = seckey[1];
74 : 18 : seckey += 2;
75 [ + - + - ]: 18 : if (oslen > 32 || end - seckey < oslen) {
76 : : return 0;
77 : : }
78 : 18 : memcpy(out32 + (32 - oslen), seckey, oslen);
79 [ - + ]: 18 : if (!secp256k1_ec_seckey_verify(ctx, out32)) {
80 : 0 : memset(out32, 0, 32);
81 : 0 : return 0;
82 : : }
83 : : return 1;
84 : : }
85 : :
86 : : /**
87 : : * This serializes to a DER encoding of the ECPrivateKey type from section C.4 of SEC 1
88 : : * <https://www.secg.org/sec1-v2.pdf>. The optional parameters and publicKey fields are
89 : : * included.
90 : : *
91 : : * seckey must point to an output buffer of length at least CKey::SIZE bytes.
92 : : * seckeylen must initially be set to the size of the seckey buffer. Upon return it
93 : : * will be set to the number of bytes used in the buffer.
94 : : * key32 must point to a 32-byte raw private key.
95 : : */
96 : 287 : int ec_seckey_export_der(const secp256k1_context *ctx, unsigned char *seckey, size_t *seckeylen, const unsigned char *key32, bool compressed) {
97 [ - + ]: 287 : assert(*seckeylen >= CKey::SIZE);
98 : 287 : secp256k1_pubkey pubkey;
99 : 287 : size_t pubkeylen = 0;
100 [ - + ]: 287 : if (!secp256k1_ec_pubkey_create(ctx, &pubkey, key32)) {
101 : 0 : *seckeylen = 0;
102 : 0 : return 0;
103 : : }
104 [ + + ]: 287 : if (compressed) {
105 : 283 : static const unsigned char begin[] = {
106 : : 0x30,0x81,0xD3,0x02,0x01,0x01,0x04,0x20
107 : : };
108 : 283 : static const unsigned char middle[] = {
109 : : 0xA0,0x81,0x85,0x30,0x81,0x82,0x02,0x01,0x01,0x30,0x2C,0x06,0x07,0x2A,0x86,0x48,
110 : : 0xCE,0x3D,0x01,0x01,0x02,0x21,0x00,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,
111 : : 0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,
112 : : 0xFF,0xFF,0xFE,0xFF,0xFF,0xFC,0x2F,0x30,0x06,0x04,0x01,0x00,0x04,0x01,0x07,0x04,
113 : : 0x21,0x02,0x79,0xBE,0x66,0x7E,0xF9,0xDC,0xBB,0xAC,0x55,0xA0,0x62,0x95,0xCE,0x87,
114 : : 0x0B,0x07,0x02,0x9B,0xFC,0xDB,0x2D,0xCE,0x28,0xD9,0x59,0xF2,0x81,0x5B,0x16,0xF8,
115 : : 0x17,0x98,0x02,0x21,0x00,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,
116 : : 0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFE,0xBA,0xAE,0xDC,0xE6,0xAF,0x48,0xA0,0x3B,0xBF,0xD2,0x5E,
117 : : 0x8C,0xD0,0x36,0x41,0x41,0x02,0x01,0x01,0xA1,0x24,0x03,0x22,0x00
118 : : };
119 : 283 : unsigned char *ptr = seckey;
120 : 283 : memcpy(ptr, begin, sizeof(begin)); ptr += sizeof(begin);
121 : 283 : memcpy(ptr, key32, 32); ptr += 32;
122 : 283 : memcpy(ptr, middle, sizeof(middle)); ptr += sizeof(middle);
123 : 283 : pubkeylen = CPubKey::COMPRESSED_SIZE;
124 : 283 : secp256k1_ec_pubkey_serialize(ctx, ptr, &pubkeylen, &pubkey, SECP256K1_EC_COMPRESSED);
125 : 283 : ptr += pubkeylen;
126 : 283 : *seckeylen = ptr - seckey;
127 [ - + ]: 283 : assert(*seckeylen == CKey::COMPRESSED_SIZE);
128 : : } else {
129 : 4 : static const unsigned char begin[] = {
130 : : 0x30,0x82,0x01,0x13,0x02,0x01,0x01,0x04,0x20
131 : : };
132 : 4 : static const unsigned char middle[] = {
133 : : 0xA0,0x81,0xA5,0x30,0x81,0xA2,0x02,0x01,0x01,0x30,0x2C,0x06,0x07,0x2A,0x86,0x48,
134 : : 0xCE,0x3D,0x01,0x01,0x02,0x21,0x00,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,
135 : : 0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,
136 : : 0xFF,0xFF,0xFE,0xFF,0xFF,0xFC,0x2F,0x30,0x06,0x04,0x01,0x00,0x04,0x01,0x07,0x04,
137 : : 0x41,0x04,0x79,0xBE,0x66,0x7E,0xF9,0xDC,0xBB,0xAC,0x55,0xA0,0x62,0x95,0xCE,0x87,
138 : : 0x0B,0x07,0x02,0x9B,0xFC,0xDB,0x2D,0xCE,0x28,0xD9,0x59,0xF2,0x81,0x5B,0x16,0xF8,
139 : : 0x17,0x98,0x48,0x3A,0xDA,0x77,0x26,0xA3,0xC4,0x65,0x5D,0xA4,0xFB,0xFC,0x0E,0x11,
140 : : 0x08,0xA8,0xFD,0x17,0xB4,0x48,0xA6,0x85,0x54,0x19,0x9C,0x47,0xD0,0x8F,0xFB,0x10,
141 : : 0xD4,0xB8,0x02,0x21,0x00,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,
142 : : 0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFE,0xBA,0xAE,0xDC,0xE6,0xAF,0x48,0xA0,0x3B,0xBF,0xD2,0x5E,
143 : : 0x8C,0xD0,0x36,0x41,0x41,0x02,0x01,0x01,0xA1,0x44,0x03,0x42,0x00
144 : : };
145 : 4 : unsigned char *ptr = seckey;
146 : 4 : memcpy(ptr, begin, sizeof(begin)); ptr += sizeof(begin);
147 : 4 : memcpy(ptr, key32, 32); ptr += 32;
148 : 4 : memcpy(ptr, middle, sizeof(middle)); ptr += sizeof(middle);
149 : 4 : pubkeylen = CPubKey::SIZE;
150 : 4 : secp256k1_ec_pubkey_serialize(ctx, ptr, &pubkeylen, &pubkey, SECP256K1_EC_UNCOMPRESSED);
151 : 4 : ptr += pubkeylen;
152 : 4 : *seckeylen = ptr - seckey;
153 [ - + ]: 4 : assert(*seckeylen == CKey::SIZE);
154 : : }
155 : : return 1;
156 : : }
157 : :
158 : 6833 : bool CKey::Check(const unsigned char *vch) {
159 : 6833 : return secp256k1_ec_seckey_verify(secp256k1_context_static, vch);
160 : : }
161 : :
162 : 221 : void CKey::MakeNewKey(bool fCompressedIn) {
163 : 221 : MakeKeyData();
164 : 221 : do {
165 : 221 : GetStrongRandBytes(*keydata);
166 [ - + ]: 221 : } while (!Check(keydata->data()));
167 : 221 : fCompressed = fCompressedIn;
168 : 221 : }
169 : :
170 : 287 : CPrivKey CKey::GetPrivKey() const {
171 [ - + ]: 287 : assert(keydata);
172 : 287 : CPrivKey seckey;
173 : 287 : int ret;
174 : 287 : size_t seckeylen;
175 [ + - ]: 287 : seckey.resize(SIZE);
176 : 287 : seckeylen = SIZE;
177 [ + - + - ]: 574 : ret = ec_seckey_export_der(secp256k1_context_sign, seckey.data(), &seckeylen, UCharCast(begin()), fCompressed);
178 [ - + ]: 287 : assert(ret);
179 [ + - ]: 287 : seckey.resize(seckeylen);
180 : 287 : return seckey;
181 : 0 : }
182 : :
183 : 18517 : CPubKey CKey::GetPubKey() const {
184 [ - + ]: 18517 : assert(keydata);
185 : 18517 : secp256k1_pubkey pubkey;
186 : 18517 : size_t clen = CPubKey::SIZE;
187 : 18517 : CPubKey result;
188 : 18517 : int ret = secp256k1_ec_pubkey_create(secp256k1_context_sign, &pubkey, UCharCast(begin()));
189 [ - + ]: 18517 : assert(ret);
190 [ + + ]: 18593 : secp256k1_ec_pubkey_serialize(secp256k1_context_static, (unsigned char*)result.begin(), &clen, &pubkey, fCompressed ? SECP256K1_EC_COMPRESSED : SECP256K1_EC_UNCOMPRESSED);
191 [ - + ]: 18517 : assert(result.size() == clen);
192 [ - + ]: 18517 : assert(result.IsValid());
193 : 18517 : return result;
194 : : }
195 : :
196 : : // Check that the sig has a low R value and will be less than 71 bytes
197 : 13819 : bool SigHasLowR(const secp256k1_ecdsa_signature* sig)
198 : : {
199 : 13819 : unsigned char compact_sig[64];
200 : 13819 : secp256k1_ecdsa_signature_serialize_compact(secp256k1_context_static, compact_sig, sig);
201 : :
202 : : // In DER serialization, all values are interpreted as big-endian, signed integers. The highest bit in the integer indicates
203 : : // its signed-ness; 0 is positive, 1 is negative. When the value is interpreted as a negative integer, it must be converted
204 : : // to a positive value by prepending a 0x00 byte so that the highest bit is 0. We can avoid this prepending by ensuring that
205 : : // our highest bit is always 0, and thus we must check that the first byte is less than 0x80.
206 : 13819 : return compact_sig[0] < 0x80;
207 : : }
208 : :
209 : 7422 : bool CKey::Sign(const uint256 &hash, std::vector<unsigned char>& vchSig, bool grind, uint32_t test_case) const {
210 [ + - ]: 7422 : if (!keydata)
211 : : return false;
212 : 7422 : vchSig.resize(CPubKey::SIGNATURE_SIZE);
213 : 7422 : size_t nSigLen = CPubKey::SIGNATURE_SIZE;
214 : 7422 : unsigned char extra_entropy[32] = {0};
215 : 7422 : WriteLE32(extra_entropy, test_case);
216 : 7422 : secp256k1_ecdsa_signature sig;
217 : 7422 : uint32_t counter = 0;
218 [ + + + - ]: 21067 : int ret = secp256k1_ecdsa_sign(secp256k1_context_sign, &sig, hash.begin(), UCharCast(begin()), secp256k1_nonce_function_rfc6979, (!grind && test_case) ? extra_entropy : nullptr);
219 : :
220 : : // Grind for low R
221 [ + - + + : 21241 : while (ret && !SigHasLowR(&sig) && grind) {
+ + ]
222 : 6397 : WriteLE32(extra_entropy, ++counter);
223 [ + - ]: 12794 : ret = secp256k1_ecdsa_sign(secp256k1_context_sign, &sig, hash.begin(), UCharCast(begin()), secp256k1_nonce_function_rfc6979, extra_entropy);
224 : : }
225 [ - + ]: 7422 : assert(ret);
226 : 7422 : secp256k1_ecdsa_signature_serialize_der(secp256k1_context_static, vchSig.data(), &nSigLen, &sig);
227 : 7422 : vchSig.resize(nSigLen);
228 : : // Additional verification step to prevent using a potentially corrupted signature
229 : 7422 : secp256k1_pubkey pk;
230 [ + - ]: 14844 : ret = secp256k1_ec_pubkey_create(secp256k1_context_sign, &pk, UCharCast(begin()));
231 [ - + ]: 7422 : assert(ret);
232 : 7422 : ret = secp256k1_ecdsa_verify(secp256k1_context_static, &sig, hash.begin(), &pk);
233 [ - + ]: 7422 : assert(ret);
234 : : return true;
235 : : }
236 : :
237 : 49 : bool CKey::VerifyPubKey(const CPubKey& pubkey) const {
238 [ + + ]: 49 : if (pubkey.IsCompressed() != fCompressed) {
239 : : return false;
240 : : }
241 : 41 : unsigned char rnd[8];
242 : 41 : std::string str = "Bitcoin key verification\n";
243 : 41 : GetRandBytes(rnd);
244 [ + - ]: 41 : uint256 hash{Hash(str, rnd)};
245 : 41 : std::vector<unsigned char> vchSig;
246 [ + - ]: 41 : Sign(hash, vchSig);
247 [ + - ]: 41 : return pubkey.Verify(hash, vchSig);
248 : 41 : }
249 : :
250 : 70 : bool CKey::SignCompact(const uint256 &hash, std::vector<unsigned char>& vchSig) const {
251 [ + + ]: 70 : if (!keydata)
252 : : return false;
253 : 69 : vchSig.resize(CPubKey::COMPACT_SIGNATURE_SIZE);
254 : 69 : int rec = -1;
255 : 69 : secp256k1_ecdsa_recoverable_signature rsig;
256 [ + - ]: 138 : int ret = secp256k1_ecdsa_sign_recoverable(secp256k1_context_sign, &rsig, hash.begin(), UCharCast(begin()), secp256k1_nonce_function_rfc6979, nullptr);
257 [ - + ]: 69 : assert(ret);
258 : 69 : ret = secp256k1_ecdsa_recoverable_signature_serialize_compact(secp256k1_context_static, &vchSig[1], &rec, &rsig);
259 [ - + ]: 69 : assert(ret);
260 [ - + ]: 69 : assert(rec != -1);
261 [ + + + - ]: 103 : vchSig[0] = 27 + rec + (fCompressed ? 4 : 0);
262 : : // Additional verification step to prevent using a potentially corrupted signature
263 : 69 : secp256k1_pubkey epk, rpk;
264 [ + - ]: 138 : ret = secp256k1_ec_pubkey_create(secp256k1_context_sign, &epk, UCharCast(begin()));
265 [ - + ]: 69 : assert(ret);
266 : 69 : ret = secp256k1_ecdsa_recover(secp256k1_context_static, &rpk, &rsig, hash.begin());
267 [ - + ]: 69 : assert(ret);
268 : 69 : ret = secp256k1_ec_pubkey_cmp(secp256k1_context_static, &epk, &rpk);
269 [ - + ]: 69 : assert(ret == 0);
270 : : return true;
271 : : }
272 : :
273 : 378 : bool CKey::SignSchnorr(const uint256& hash, std::span<unsigned char> sig, const uint256* merkle_root, const uint256& aux) const
274 : : {
275 : 378 : KeyPair kp = ComputeKeyPair(merkle_root);
276 [ + - ]: 378 : return kp.SignSchnorr(hash, sig, aux);
277 : 378 : }
278 : :
279 : 18 : bool CKey::Load(const CPrivKey &seckey, const CPubKey &vchPubKey, bool fSkipCheck=false) {
280 : 18 : MakeKeyData();
281 [ - + + - : 36 : if (!ec_seckey_import_der(secp256k1_context_static, (unsigned char*)begin(), seckey.data(), seckey.size())) {
- + ]
282 : 0 : ClearKeyData();
283 : 0 : return false;
284 : : }
285 [ - + ]: 18 : fCompressed = vchPubKey.IsCompressed();
286 : :
287 [ - + ]: 18 : if (fSkipCheck)
288 : : return true;
289 : :
290 : 0 : return VerifyPubKey(vchPubKey);
291 : : }
292 : :
293 : 5552 : bool CKey::Derive(CKey& keyChild, ChainCode &ccChild, unsigned int nChild, const ChainCode& cc) const {
294 [ - + ]: 5552 : assert(IsValid());
295 [ - + ]: 5552 : assert(IsCompressed());
296 : 5552 : std::vector<unsigned char, secure_allocator<unsigned char>> vout(64);
297 [ + + ]: 5552 : if ((nChild >> 31) == 0) {
298 [ + - ]: 1501 : CPubKey pubkey = GetPubKey();
299 [ - + ]: 1501 : assert(pubkey.size() == CPubKey::COMPRESSED_SIZE);
300 [ + - ]: 1501 : BIP32Hash(cc, nChild, *pubkey.begin(), pubkey.begin()+1, vout.data());
301 : : } else {
302 [ + - ]: 4051 : assert(size() == 32);
303 [ + - ]: 4051 : BIP32Hash(cc, nChild, 0, UCharCast(begin()), vout.data());
304 : : }
305 [ + - ]: 5552 : memcpy(ccChild.begin(), vout.data()+32, 32);
306 [ + - + - ]: 11104 : keyChild.Set(begin(), begin() + 32, true);
307 [ + - + - ]: 11104 : bool ret = secp256k1_ec_seckey_tweak_add(secp256k1_context_static, (unsigned char*)keyChild.begin(), vout.data());
308 [ - + ]: 5552 : if (!ret) keyChild.ClearKeyData();
309 : 5552 : return ret;
310 : 5552 : }
311 : :
312 : 154 : EllSwiftPubKey CKey::EllSwiftCreate(std::span<const std::byte> ent32) const
313 : : {
314 [ - + ]: 154 : assert(keydata);
315 [ - + ]: 154 : assert(ent32.size() == 32);
316 : 154 : std::array<std::byte, EllSwiftPubKey::size()> encoded_pubkey;
317 : :
318 : 154 : auto success = secp256k1_ellswift_create(secp256k1_context_sign,
319 : : UCharCast(encoded_pubkey.data()),
320 : 154 : keydata->data(),
321 : : UCharCast(ent32.data()));
322 : :
323 : : // Should always succeed for valid keys (asserted above).
324 [ - + ]: 154 : assert(success);
325 : 154 : return {encoded_pubkey};
326 : : }
327 : :
328 : 244 : ECDHSecret CKey::ComputeBIP324ECDHSecret(const EllSwiftPubKey& their_ellswift, const EllSwiftPubKey& our_ellswift, bool initiating) const
329 : : {
330 [ - + ]: 244 : assert(keydata);
331 : :
332 : 244 : ECDHSecret output;
333 : : // BIP324 uses the initiator as party A, and the responder as party B. Remap the inputs
334 : : // accordingly:
335 [ + + ]: 488 : bool success = secp256k1_ellswift_xdh(secp256k1_context_static,
336 : : UCharCast(output.data()),
337 : 244 : UCharCast(initiating ? our_ellswift.data() : their_ellswift.data()),
338 : 244 : UCharCast(initiating ? their_ellswift.data() : our_ellswift.data()),
339 : 244 : keydata->data(),
340 : : initiating ? 0 : 1,
341 : : secp256k1_ellswift_xdh_hash_function_bip324,
342 : 244 : nullptr);
343 : : // Should always succeed for valid keys (assert above).
344 [ - + ]: 244 : assert(success);
345 : 244 : return output;
346 : : }
347 : :
348 : 422 : KeyPair CKey::ComputeKeyPair(const uint256* merkle_root) const
349 : : {
350 : 422 : return KeyPair(*this, merkle_root);
351 : : }
352 : :
353 : 0 : std::vector<uint8_t> CKey::CreateMuSig2Nonce(MuSig2SecNonce& secnonce, const uint256& sighash, const CPubKey& aggregate_pubkey, const std::vector<CPubKey>& pubkeys)
354 : : {
355 : : // Get the keyagg cache and aggregate pubkey
356 : 0 : secp256k1_musig_keyagg_cache keyagg_cache;
357 [ # # ]: 0 : if (!MuSig2AggregatePubkeys(pubkeys, keyagg_cache, aggregate_pubkey)) return {};
358 : :
359 : : // Parse participant pubkey
360 : 0 : CPubKey our_pubkey = GetPubKey();
361 : 0 : secp256k1_pubkey pubkey;
362 [ # # ]: 0 : if (!secp256k1_ec_pubkey_parse(secp256k1_context_static, &pubkey, our_pubkey.data(), our_pubkey.size())) {
363 : 0 : return {};
364 : : }
365 : :
366 : : // Generate randomness for nonce
367 : 0 : uint256 rand;
368 : 0 : GetStrongRandBytes(rand);
369 : :
370 : : // Generate nonce
371 : 0 : secp256k1_musig_pubnonce pubnonce;
372 [ # # # # ]: 0 : if (!secp256k1_musig_nonce_gen(secp256k1_context_sign, secnonce.Get(), &pubnonce, rand.data(), UCharCast(begin()), &pubkey, sighash.data(), &keyagg_cache, nullptr)) {
373 : 0 : return {};
374 : : }
375 : :
376 : : // Serialize pubnonce
377 : 0 : std::vector<uint8_t> out;
378 [ # # ]: 0 : out.resize(MUSIG2_PUBNONCE_SIZE);
379 [ # # # # ]: 0 : if (!secp256k1_musig_pubnonce_serialize(secp256k1_context_static, out.data(), &pubnonce)) {
380 : 0 : return {};
381 : : }
382 : :
383 : 0 : return out;
384 : 0 : }
385 : :
386 : 0 : std::optional<uint256> CKey::CreateMuSig2PartialSig(const uint256& sighash, const CPubKey& aggregate_pubkey, const std::vector<CPubKey>& pubkeys, const std::map<CPubKey, std::vector<uint8_t>>& pubnonces, MuSig2SecNonce& secnonce, const std::vector<std::pair<uint256, bool>>& tweaks)
387 : : {
388 : 0 : secp256k1_keypair keypair;
389 [ # # # # ]: 0 : if (!secp256k1_keypair_create(secp256k1_context_sign, &keypair, UCharCast(begin()))) return std::nullopt;
390 : :
391 : : // Get the keyagg cache and aggregate pubkey
392 : 0 : secp256k1_musig_keyagg_cache keyagg_cache;
393 [ # # ]: 0 : if (!MuSig2AggregatePubkeys(pubkeys, keyagg_cache, aggregate_pubkey)) return std::nullopt;
394 : :
395 : : // Check that there are enough pubnonces
396 [ # # # # ]: 0 : if (pubnonces.size() != pubkeys.size()) return std::nullopt;
397 : :
398 : : // Parse the pubnonces
399 : 0 : std::vector<std::pair<secp256k1_pubkey, secp256k1_musig_pubnonce>> signers_data;
400 : 0 : std::vector<const secp256k1_musig_pubnonce*> pubnonce_ptrs;
401 : 0 : std::optional<size_t> our_pubkey_idx;
402 [ # # ]: 0 : CPubKey our_pubkey = GetPubKey();
403 [ # # ]: 0 : for (const CPubKey& part_pk : pubkeys) {
404 : 0 : const auto& pn_it = pubnonces.find(part_pk);
405 [ # # ]: 0 : if (pn_it == pubnonces.end()) return std::nullopt;
406 [ # # ]: 0 : const std::vector<uint8_t> pubnonce = pn_it->second;
407 [ # # # # ]: 0 : if (pubnonce.size() != MUSIG2_PUBNONCE_SIZE) return std::nullopt;
408 [ # # ]: 0 : if (part_pk == our_pubkey) {
409 [ # # ]: 0 : our_pubkey_idx = signers_data.size();
410 : : }
411 : :
412 [ # # # # ]: 0 : auto& [secp_pk, secp_pn] = signers_data.emplace_back();
413 : :
414 [ # # # # ]: 0 : if (!secp256k1_ec_pubkey_parse(secp256k1_context_static, &secp_pk, part_pk.data(), part_pk.size())) {
415 : 0 : return std::nullopt;
416 : : }
417 : :
418 [ # # # # ]: 0 : if (!secp256k1_musig_pubnonce_parse(secp256k1_context_static, &secp_pn, pubnonce.data())) {
419 : 0 : return std::nullopt;
420 : : }
421 : 0 : }
422 [ # # ]: 0 : if (our_pubkey_idx == std::nullopt) {
423 : 0 : return std::nullopt;
424 : : }
425 [ # # # # ]: 0 : pubnonce_ptrs.reserve(signers_data.size());
426 [ # # # # ]: 0 : for (auto& [_, pn] : signers_data) {
427 [ # # ]: 0 : pubnonce_ptrs.push_back(&pn);
428 : : }
429 : :
430 : : // Aggregate nonces
431 : 0 : secp256k1_musig_aggnonce aggnonce;
432 [ # # # # : 0 : if (!secp256k1_musig_nonce_agg(secp256k1_context_static, &aggnonce, pubnonce_ptrs.data(), pubnonce_ptrs.size())) {
# # ]
433 : 0 : return std::nullopt;
434 : : }
435 : :
436 : : // Apply tweaks
437 [ # # # # ]: 0 : for (const auto& [tweak, xonly] : tweaks) {
438 [ # # ]: 0 : if (xonly) {
439 [ # # # # ]: 0 : if (!secp256k1_musig_pubkey_xonly_tweak_add(secp256k1_context_static, nullptr, &keyagg_cache, tweak.data())) {
440 : 0 : return std::nullopt;
441 : : }
442 [ # # # # ]: 0 : } else if (!secp256k1_musig_pubkey_ec_tweak_add(secp256k1_context_static, nullptr, &keyagg_cache, tweak.data())) {
443 : 0 : return std::nullopt;
444 : : }
445 : : }
446 : :
447 : : // Create musig_session
448 : 0 : secp256k1_musig_session session;
449 [ # # # # ]: 0 : if (!secp256k1_musig_nonce_process(secp256k1_context_static, &session, &aggnonce, sighash.data(), &keyagg_cache)) {
450 : 0 : return std::nullopt;
451 : : }
452 : :
453 : : // Create partial signature
454 : 0 : secp256k1_musig_partial_sig psig;
455 [ # # # # : 0 : if (!secp256k1_musig_partial_sign(secp256k1_context_static, &psig, secnonce.Get(), &keypair, &keyagg_cache, &session)) {
# # ]
456 : 0 : return std::nullopt;
457 : : }
458 : : // The secnonce must be deleted after signing to prevent nonce reuse.
459 [ # # ]: 0 : secnonce.Invalidate();
460 : :
461 : : // Verify partial signature
462 [ # # # # : 0 : if (!secp256k1_musig_partial_sig_verify(secp256k1_context_static, &psig, &(signers_data.at(*our_pubkey_idx).second), &(signers_data.at(*our_pubkey_idx).first), &keyagg_cache, &session)) {
# # # # ]
463 : 0 : return std::nullopt;
464 : : }
465 : :
466 : : // Serialize
467 : 0 : uint256 sig;
468 [ # # # # ]: 0 : if (!secp256k1_musig_partial_sig_serialize(secp256k1_context_static, sig.data(), &psig)) {
469 : 0 : return std::nullopt;
470 : : }
471 : :
472 : 0 : return sig;
473 : 0 : }
474 : :
475 : 163 : CKey GenerateRandomKey(bool compressed) noexcept
476 : : {
477 : 163 : CKey key;
478 : 163 : key.MakeNewKey(/*fCompressed=*/compressed);
479 : 163 : return key;
480 : : }
481 : :
482 : 5553 : bool CExtKey::Derive(CExtKey &out, unsigned int _nChild) const {
483 [ + + ]: 5553 : if (nDepth == std::numeric_limits<unsigned char>::max()) return false;
484 : 5552 : out.nDepth = nDepth + 1;
485 : 5552 : CKeyID id = key.GetPubKey().GetID();
486 : 5552 : memcpy(out.vchFingerprint, &id, 4);
487 : 5552 : out.nChild = _nChild;
488 : 5552 : return key.Derive(out.key, out.chaincode, _nChild, chaincode);
489 : : }
490 : :
491 : 36 : void CExtKey::SetSeed(std::span<const std::byte> seed)
492 : : {
493 : 36 : static const unsigned char hashkey[] = {'B','i','t','c','o','i','n',' ','s','e','e','d'};
494 : 36 : std::vector<unsigned char, secure_allocator<unsigned char>> vout(64);
495 [ + - + - : 36 : CHMAC_SHA512{hashkey, sizeof(hashkey)}.Write(UCharCast(seed.data()), seed.size()).Finalize(vout.data());
+ - ]
496 [ + - ]: 36 : key.Set(vout.data(), vout.data() + 32, true);
497 : 36 : memcpy(chaincode.begin(), vout.data() + 32, 32);
498 : 36 : nDepth = 0;
499 : 36 : nChild = 0;
500 : 36 : memset(vchFingerprint, 0, sizeof(vchFingerprint));
501 : 36 : }
502 : :
503 : 4614 : CExtPubKey CExtKey::Neuter() const {
504 : 4614 : CExtPubKey ret;
505 : 4614 : ret.nDepth = nDepth;
506 : 4614 : memcpy(ret.vchFingerprint, vchFingerprint, 4);
507 : 4614 : ret.nChild = nChild;
508 : 4614 : ret.pubkey = key.GetPubKey();
509 : 4614 : ret.chaincode = chaincode;
510 : 4614 : return ret;
511 : : }
512 : :
513 : 366 : void CExtKey::Encode(unsigned char code[BIP32_EXTKEY_SIZE]) const {
514 : 366 : code[0] = nDepth;
515 : 366 : memcpy(code+1, vchFingerprint, 4);
516 : 366 : WriteBE32(code+5, nChild);
517 [ - + ]: 366 : memcpy(code+9, chaincode.begin(), 32);
518 : 366 : code[41] = 0;
519 [ - + ]: 366 : assert(key.size() == 32);
520 : 366 : memcpy(code+42, key.begin(), 32);
521 : 366 : }
522 : :
523 : 210 : void CExtKey::Decode(const unsigned char code[BIP32_EXTKEY_SIZE]) {
524 : 210 : nDepth = code[0];
525 : 210 : memcpy(vchFingerprint, code+1, 4);
526 : 210 : nChild = ReadBE32(code+5);
527 : 210 : memcpy(chaincode.begin(), code+9, 32);
528 : 210 : key.Set(code+42, code+BIP32_EXTKEY_SIZE, true);
529 [ + + + + : 210 : if ((nDepth == 0 && (nChild != 0 || ReadLE32(vchFingerprint) != 0)) || code[41] != 0) key = CKey();
+ + + + ]
530 : 210 : }
531 : :
532 [ + - ]: 422 : KeyPair::KeyPair(const CKey& key, const uint256* merkle_root)
533 : : {
534 : 422 : static_assert(std::tuple_size<KeyType>() == sizeof(secp256k1_keypair));
535 [ + - ]: 422 : MakeKeyPairData();
536 [ + - ]: 422 : auto keypair = reinterpret_cast<secp256k1_keypair*>(m_keypair->data());
537 [ + - + - ]: 844 : bool success = secp256k1_keypair_create(secp256k1_context_sign, keypair, UCharCast(key.data()));
538 [ + + ]: 422 : if (success && merkle_root) {
539 : 105 : secp256k1_xonly_pubkey pubkey;
540 : 105 : unsigned char pubkey_bytes[32];
541 [ + - - + ]: 105 : assert(secp256k1_keypair_xonly_pub(secp256k1_context_static, &pubkey, nullptr, keypair));
542 [ + - - + ]: 105 : assert(secp256k1_xonly_pubkey_serialize(secp256k1_context_static, pubkey_bytes, &pubkey));
543 [ + + + - ]: 300 : uint256 tweak = XOnlyPubKey(pubkey_bytes).ComputeTapTweakHash(merkle_root->IsNull() ? nullptr : merkle_root);
544 [ + - ]: 105 : success = secp256k1_keypair_xonly_tweak_add(secp256k1_context_static, keypair, tweak.data());
545 : : }
546 [ - + ]: 422 : if (!success) ClearKeyPairData();
547 : 422 : }
548 : :
549 : 422 : bool KeyPair::SignSchnorr(const uint256& hash, std::span<unsigned char> sig, const uint256& aux) const
550 : : {
551 [ - + ]: 422 : assert(sig.size() == 64);
552 [ + - ]: 422 : if (!IsValid()) return false;
553 : 422 : auto keypair = reinterpret_cast<const secp256k1_keypair*>(m_keypair->data());
554 : 422 : bool ret = secp256k1_schnorrsig_sign32(secp256k1_context_sign, sig.data(), hash.data(), keypair, aux.data());
555 [ + - ]: 422 : if (ret) {
556 : : // Additional verification step to prevent using a potentially corrupted signature
557 : 422 : secp256k1_xonly_pubkey pubkey_verify;
558 : 422 : ret = secp256k1_keypair_xonly_pub(secp256k1_context_static, &pubkey_verify, nullptr, keypair);
559 : 422 : ret &= secp256k1_schnorrsig_verify(secp256k1_context_static, sig.data(), hash.begin(), 32, &pubkey_verify);
560 : : }
561 [ - + ]: 422 : if (!ret) memory_cleanse(sig.data(), sig.size());
562 : : return ret;
563 : : }
564 : :
565 : 1 : bool ECC_InitSanityCheck() {
566 : 1 : CKey key = GenerateRandomKey();
567 [ + - ]: 1 : CPubKey pubkey = key.GetPubKey();
568 [ + - ]: 1 : return key.VerifyPubKey(pubkey);
569 : 1 : }
570 : :
571 : : /** Initialize the elliptic curve support. May not be called twice without calling ECC_Stop first. */
572 : 626 : static void ECC_Start() {
573 [ - + ]: 626 : assert(secp256k1_context_sign == nullptr);
574 : :
575 : 626 : secp256k1_context *ctx = secp256k1_context_create(SECP256K1_CONTEXT_NONE);
576 [ - + ]: 626 : assert(ctx != nullptr);
577 : :
578 : 626 : {
579 : : // Pass in a random blinding seed to the secp256k1 context.
580 : 626 : std::vector<unsigned char, secure_allocator<unsigned char>> vseed(32);
581 [ - + ]: 626 : GetRandBytes(vseed);
582 [ + - ]: 626 : bool ret = secp256k1_context_randomize(ctx, vseed.data());
583 [ - + ]: 626 : assert(ret);
584 : 626 : }
585 : :
586 : 626 : secp256k1_context_sign = ctx;
587 : 626 : }
588 : :
589 : : /** Deinitialize the elliptic curve support. No-op if ECC_Start wasn't called first. */
590 : 625 : static void ECC_Stop() {
591 : 625 : secp256k1_context *ctx = secp256k1_context_sign;
592 : 625 : secp256k1_context_sign = nullptr;
593 : :
594 [ + - ]: 625 : if (ctx) {
595 : 625 : secp256k1_context_destroy(ctx);
596 : : }
597 : 625 : }
598 : :
599 : 626 : ECC_Context::ECC_Context()
600 : : {
601 : 626 : ECC_Start();
602 : 626 : }
603 : :
604 : 625 : ECC_Context::~ECC_Context()
605 : : {
606 : 625 : ECC_Stop();
607 : 625 : }
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