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# cryptofun |
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Crypto algorithms from scratch. Academic purposes only. |
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## RSA |
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- [x] GenerateKeyPair |
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- [x] Encrypt |
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- [x] Decrypt |
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- [x] Blind |
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- [x] Blind Signature |
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- [x] Unblind Signature |
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- [x] Verify Signature |
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- [x] Homomorphic Multiplication |
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## Paillier |
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## ECC |
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## Shamir Secret Sharing |
@ -0,0 +1,49 @@ |
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package prime |
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import "math/rand" |
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func RandInt(min int, max int) int { |
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r := rand.Intn(max-min) + min |
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return r |
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} |
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func RandPrime(min int, max int) int { |
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primes := SieveOfEratosthenes(max) |
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randN := rand.Intn(len(primes)-0) + 0 |
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return primes[randN] |
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} |
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// return list of primes less than N
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func SieveOfEratosthenes(N int) (primes []int) { |
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b := make([]bool, N) |
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for i := 2; i < N; i++ { |
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if b[i] == true { |
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continue |
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} |
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primes = append(primes, i) |
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for k := i * i; k < N; k += i { |
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b[k] = true |
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} |
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} |
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return |
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} |
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func Gcd(a, b int) int { |
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var bgcd func(a, b, res int) int |
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bgcd = func(a, b, res int) int { |
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switch { |
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case a == b: |
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return res * a |
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case a%2 == 0 && b%2 == 0: |
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return bgcd(a/2, b/2, 2*res) |
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case a%2 == 0: |
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|
return bgcd(a/2, b, res) |
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|
case b%2 == 0: |
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|
return bgcd(a, b/2, res) |
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|
case a > b: |
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return bgcd(a-b, b, res) |
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default: |
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return bgcd(a, b-a, res) |
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|
} |
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} |
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return bgcd(a, b, 1) |
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} |
@ -0,0 +1,98 @@ |
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package rsa |
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import ( |
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"bytes" |
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"math/big" |
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"math/rand" |
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"time" |
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prime "../prime" |
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) |
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const ( |
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MaxPrime = 2000 |
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MinPrime = 500 |
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) |
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type PublicKey struct { |
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|
E *big.Int `json:"e"` |
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|
N *big.Int `json:"n"` |
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} |
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type PublicKeyString struct { |
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|
E string `json:"e"` |
||||
|
N string `json:"n"` |
||||
|
} |
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|
type PrivateKey struct { |
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|
D *big.Int `json:"d"` |
||||
|
N *big.Int `json:"n"` |
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|
} |
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type Key struct { |
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PubK PublicKey |
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PrivK PrivateKey |
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|
} |
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func GenerateKeyPair() (key Key) { |
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rand.Seed(time.Now().Unix()) |
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p := prime.RandPrime(MinPrime, MaxPrime) |
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|
q := prime.RandPrime(MinPrime, MaxPrime) |
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|
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n := p * q |
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|
phi := (p - 1) * (q - 1) |
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e := 65537 |
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|
var pubK PublicKey |
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|
pubK.E = big.NewInt(int64(e)) |
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|
pubK.N = big.NewInt(int64(n)) |
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|
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||||
|
d := new(big.Int).ModInverse(big.NewInt(int64(e)), big.NewInt(int64(phi))) |
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|
|
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|
var privK PrivateKey |
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|
privK.D = d |
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|
privK.N = big.NewInt(int64(n)) |
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|
|
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|
key.PubK = pubK |
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|
key.PrivK = privK |
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|
return key |
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} |
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func Encrypt(m *big.Int, pubK PublicKey) *big.Int { |
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|
Me := new(big.Int).Exp(m, pubK.E, nil) |
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|
c := new(big.Int).Mod(Me, pubK.N) |
||||
|
return c |
||||
|
} |
||||
|
func Decrypt(c *big.Int, privK PrivateKey) *big.Int { |
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|
Cd := new(big.Int).Exp(c, privK.D, nil) |
||||
|
m := new(big.Int).Mod(Cd, privK.N) |
||||
|
return m |
||||
|
} |
||||
|
|
||||
|
func Blind(m *big.Int, r *big.Int, pubK PublicKey) *big.Int { |
||||
|
rE := new(big.Int).Exp(r, pubK.E, nil) |
||||
|
mrE := new(big.Int).Mul(m, rE) |
||||
|
mBlinded := new(big.Int).Mod(mrE, pubK.N) |
||||
|
return mBlinded |
||||
|
} |
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|
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|
func BlindSign(m *big.Int, privK PrivateKey) *big.Int { |
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|
sigma := new(big.Int).Exp(m, privK.D, privK.N) |
||||
|
return sigma |
||||
|
} |
||||
|
func Unblind(sigma *big.Int, r *big.Int, pubK PublicKey) *big.Int { |
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|
r1 := new(big.Int).ModInverse(r, pubK.N) |
||||
|
bsr := new(big.Int).Mul(sigma, r1) |
||||
|
sig := new(big.Int).Mod(bsr, pubK.N) |
||||
|
return sig |
||||
|
} |
||||
|
func Verify(msg *big.Int, mSigned *big.Int, pubK PublicKey) bool { |
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|
//decrypt the mSigned with pubK
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||||
|
Cd := new(big.Int).Exp(mSigned, pubK.E, nil) |
||||
|
m := new(big.Int).Mod(Cd, pubK.N) |
||||
|
return bytes.Equal(msg.Bytes(), m.Bytes()) |
||||
|
} |
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|
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|
func HomomorphicMul(c1 *big.Int, c2 *big.Int, pubK PublicKey) *big.Int { |
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|
c1c2 := new(big.Int).Mul(c1, c2) |
||||
|
n2 := new(big.Int).Mul(pubK.N, pubK.N) |
||||
|
d := new(big.Int).Mod(c1c2, n2) |
||||
|
return d |
||||
|
} |
@ -0,0 +1,54 @@ |
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|
package rsa |
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import ( |
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"bytes" |
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"math/big" |
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|
"testing" |
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|
) |
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|
func TestEncryptDecrypt(t *testing.T) { |
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|
key := GenerateKeyPair() |
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|
mBytes := []byte("Hi") |
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|
m := new(big.Int).SetBytes(mBytes) |
||||
|
c := Encrypt(m, key.PubK) |
||||
|
|
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|
d := Decrypt(c, key.PrivK) |
||||
|
if m == d { |
||||
|
t.Errorf("m not equal to decrypted") |
||||
|
} |
||||
|
} |
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|
func TestBlindSignature(t *testing.T) { |
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|
key := GenerateKeyPair() |
||||
|
|
||||
|
mBytes := []byte("Hi") |
||||
|
m := new(big.Int).SetBytes(mBytes) |
||||
|
c := Encrypt(m, key.PubK) |
||||
|
|
||||
|
d := Decrypt(c, key.PrivK) |
||||
|
if m == d { |
||||
|
t.Errorf("decrypted d not equal to original m") |
||||
|
} |
||||
|
rVal := big.NewInt(int64(101)) |
||||
|
mBlinded := Blind(m, rVal, key.PubK) |
||||
|
sigma := BlindSign(mBlinded, key.PrivK) |
||||
|
mSigned := Unblind(sigma, rVal, key.PubK) |
||||
|
verified := Verify(m, mSigned, key.PubK) |
||||
|
if !verified { |
||||
|
t.Errorf("false, signature not verified") |
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|
} |
||||
|
} |
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|
|
||||
|
func TestHomomorphiMultiplication(t *testing.T) { |
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|
key := GenerateKeyPair() |
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|
|
||||
|
n1 := big.NewInt(int64(11)) |
||||
|
n2 := big.NewInt(int64(15)) |
||||
|
c1 := Encrypt(n1, key.PubK) |
||||
|
c2 := Encrypt(n2, key.PubK) |
||||
|
c3c4 := HomomorphicMul(c1, c2, key.PubK) |
||||
|
d := Decrypt(c3c4, key.PrivK) |
||||
|
if !bytes.Equal(new(big.Int).Mul(n1, n2).Bytes(), d.Bytes()) { |
||||
|
t.Errorf("decrypted result not equal to original result") |
||||
|
} |
||||
|
} |