Add cyclic group abstraction, with test code. Separate off exponentation
[u/mdw/catacomb] / keyutil.c
index 673f4ea..1619707 100644 (file)
--- a/keyutil.c
+++ b/keyutil.c
@@ -1,6 +1,6 @@
 /* -*-c-*-
  *
- * $Id: keyutil.c,v 1.5 2000/02/12 18:21:03 mdw Exp $
+ * $Id: keyutil.c,v 1.18 2004/04/01 12:50:09 mdw Exp $
  *
  * Simple key manager program
  *
 /*----- Revision history --------------------------------------------------* 
  *
  * $Log: keyutil.c,v $
+ * Revision 1.18  2004/04/01 12:50:09  mdw
+ * Add cyclic group abstraction, with test code.  Separate off exponentation
+ * functions for better static linking.  Fix a buttload of bugs on the way.
+ * Generally ensure that negative exponents do inversion correctly.  Add
+ * table of standard prime-field subgroups.  (Binary field subgroups are
+ * currently unimplemented but easy to add if anyone ever finds a good one.)
+ *
+ * Revision 1.17  2004/03/28 01:58:47  mdw
+ * Generate, store and retreive elliptic curve keys.
+ *
+ * Revision 1.16  2003/10/15 09:31:45  mdw
+ * Fix help message.
+ *
+ * Revision 1.15  2003/05/15 23:23:24  mdw
+ * Fix behaviour with bogus trailing attributes.
+ *
+ * Revision 1.14  2001/02/23 09:03:27  mdw
+ * Simplify usage message by removing nonexistant options.
+ *
+ * Revision 1.13  2001/02/21 20:04:27  mdw
+ * Provide help on individual commands (some need it desparately).  Allow
+ * atomic retagging of keys.
+ *
+ * Revision 1.12  2001/02/03 11:58:22  mdw
+ * Store the correct seed information and count for DSA keys now that it's
+ * available.
+ *
+ * Revision 1.11  2000/12/06 20:33:27  mdw
+ * Make flags be macros rather than enumerations, to ensure that they're
+ * unsigned.
+ *
+ * Revision 1.10  2000/10/08 12:02:21  mdw
+ * Use @MP_EQ@ instead of @MP_CMP@.
+ *
+ * Revision 1.9  2000/08/15 21:40:49  mdw
+ * Minor formatting change in listing attributes.
+ *
+ * Revision 1.8  2000/07/29 09:59:13  mdw
+ * Support Lim-Lee primes in Diffie-Hellman parameter generation.
+ *
+ * Revision 1.7  2000/07/01 11:18:51  mdw
+ * Use new interfaces for key manipulation.
+ *
+ * Revision 1.6  2000/06/17 11:28:22  mdw
+ * Use secure memory interface from MP library.  `rand_getgood' is
+ * deprecated.
+ *
  * Revision 1.5  2000/02/12 18:21:03  mdw
  * Overhaul of key management (again).
  *
 #include "bbs.h"
 #include "dh.h"
 #include "dsa.h"
+#include "dsarand.h"
+#include "ec.h"
+#include "ec-keys.h"
+#include "ectab.h"
 #include "fibrand.h"
 #include "getdate.h"
 #include "key.h"
 #include "pgen.h"
 #include "rsa.h"
 
+#include "sha-mgf.h"
+#include "sha256-mgf.h"
+#include "sha224-mgf.h"
+#include "sha384-mgf.h"
+#include "sha512-mgf.h"
+#include "tiger-mgf.h"
+#include "rmd128-mgf.h"
+#include "rmd160-mgf.h"
+#include "rmd256-mgf.h"
+#include "rmd320-mgf.h"
+#include "md5-mgf.h"
+#include "dsarand.h"
+
 /*----- Handy global state ------------------------------------------------*/
 
 static const char *keyfile = "keyring";
@@ -143,8 +207,11 @@ static void setattr(key_file *f, key *k, char *v[])
     int err;
     char *p = *v;
     size_t eq = strcspn(p, "=");
-    if (p[eq] == 0)
-      moan("invalid assignment: `%s'", p);
+    if (!p[eq]) {
+      moan("invalid assignment: `%s' (ignored)", p);
+      v++;
+      continue;
+    }
     p[eq] = 0;
     p += eq + 1;
     if ((err = key_putattr(f, k, *v, *p ? p : 0)) != 0)
@@ -153,6 +220,26 @@ static void setattr(key_file *f, key *k, char *v[])
   }
 }
 
+/*----- Seeding -----------------------------------------------------------*/
+
+const struct seedalg { const char *p; grand *(*gen)(const void *, size_t); }
+seedtab[] = {
+  { "dsarand",         dsarand_create },
+  { "rmd128-mgf",  rmd128_mgfrand },
+  { "rmd160-mgf",  rmd160_mgfrand },
+  { "rmd256-mgf",  rmd256_mgfrand },
+  { "rmd320-mgf",  rmd320_mgfrand },
+  { "sha-mgf",  sha_mgfrand },
+  { "sha224-mgf",  sha224_mgfrand },
+  { "sha256-mgf",  sha256_mgfrand },
+  { "sha384-mgf",  sha384_mgfrand },
+  { "sha512-mgf",  sha512_mgfrand },
+  { "tiger-mgf",  tiger_mgfrand },
+  { 0, 0 }
+};
+
+#define SEEDALG_DEFAULT (seedtab + 2)
+
 /*----- Key generation ----------------------------------------------------*/
 
 /* --- Key generation parameters --- */
@@ -163,14 +250,17 @@ typedef struct keyopts {
   dstr tag;                            /* Full tag name for the key */
   unsigned f;                          /* Flags for the new key */
   unsigned bits, qbits;                        /* Bit length for the new key */
+  const char *curve;                   /* Elliptic curve name/info */
+  grand *r;                            /* Random number source */
   key *p;                              /* Parameters key-data */
 } keyopts;
 
-enum {
-  f_bogus = 1,                         /* Error in parsing */
-  f_lock = 2,                          /* Passphrase-lock private key */
-  f_quiet = 4                          /* Don't show a progress indicator */
-};
+#define f_bogus 1u                     /* Error in parsing */
+#define f_lock 2u                      /* Passphrase-lock private key */
+#define f_quiet 4u                     /* Don't show a progress indicator */
+#define f_limlee 8u                    /* Generate Lim-Lee primes */
+#define f_subgroup 16u                 /* Generate a subgroup */
+#define f_retag 32u                    /* Remove any existing tag */
 
 /* --- @dolock@ --- *
  *
@@ -340,7 +430,7 @@ static void alg_binary(keyopts *k)
   sz = (k->bits + 7) >> 3;
   p = sub_alloc(sz);
   m = (1 << (((k->bits - 1) & 7) + 1)) - 1;
-  rand_getgood(RAND_GLOBAL, p, sz);
+  k->r->ops->fill(k->r, p, sz);
   *p &= m;
   key_binary(&k->k->k, p, sz);
   k->k->k.e |= KCAT_SYMM | KF_BURN;
@@ -356,7 +446,7 @@ static void alg_des(keyopts *k)
   int i;
 
   if (!k->bits)
-    k->bits = 112;
+    k->bits = 168;
   if (k->p)
     die(EXIT_FAILURE, "no shared parameters for DES keys");
   if (k->bits % 56 || k->bits > 168)
@@ -364,7 +454,7 @@ static void alg_des(keyopts *k)
 
   sz = k->bits / 7;
   p = sub_alloc(sz);
-  rand_getgood(RAND_GLOBAL, p, sz);    /* Too much work done here! */
+  k->r->ops->fill(k->r, p, sz);
   for (i = 0; i < sz; i++) {
     octet x = p[i] | 0x01;
     x = x ^ (x >> 4);
@@ -381,7 +471,7 @@ static void alg_des(keyopts *k)
 
 static void alg_rsa(keyopts *k)
 {
-  rsa_param rp;
+  rsa_priv rp;
   key_data *kd;
 
   /* --- Sanity checking --- */
@@ -393,31 +483,24 @@ static void alg_rsa(keyopts *k)
 
   /* --- Generate the RSA parameters --- */
 
-  if (rsa_gen(&rp, k->bits, &rand_global, 0,
+  if (rsa_gen(&rp, k->bits, k->r, 0,
              (k->f & f_quiet) ? 0 : pgen_ev, 0))
     die(EXIT_FAILURE, "RSA key generation failed");
 
   /* --- Run a test encryption --- */
 
   {
-    grand *g = fibrand_create(rand_global.ops->word(&rand_global));
-    mpmont mm;
+    grand *g = fibrand_create(k->r->ops->word(k->r));
+    rsa_pub rpp;
     mp *m = mprand_range(MP_NEW, rp.n, g, 0);
     mp *c;
 
-    /* --- Encrypt the plaintext --- */
-
-    mpmont_create(&mm, rp.n);
-    c = mpmont_exp(&mm, MP_NEW, m, rp.e);
-    mpmont_destroy(&mm);
-
-    /* --- Decrypt the ciphertext --- */
-
-    c = rsa_decrypt(&rp, c, c, g);
-
-    /* --- Check everything went OK --- */
+    rpp.n = rp.n;
+    rpp.e = rp.e;
+    c = rsa_qpubop(&rpp, MP_NEW, m);
+    c = rsa_qprivop(&rp, c, c, g);
 
-    if (MP_CMP(c, !=, m))
+    if (!MP_EQ(c, m))
       die(EXIT_FAILURE, "test encryption failed");
     mp_drop(c);
     mp_drop(m);
@@ -441,8 +524,7 @@ static void alg_rsa(keyopts *k)
   mpkey(kd, "d-mod-q", rp.dq, KCAT_PRIV | KF_BURN);
   dolock(k, kd, "private");
 
-  mp_drop(rp.p); mp_drop(rp.q); mp_drop(rp.n); mp_drop(rp.q_inv);
-  mp_drop(rp.e); mp_drop(rp.d); mp_drop(rp.dp); mp_drop(rp.dq);
+  rsa_privfree(&rp);
 }
 
 static void alg_dsaparam(keyopts *k)
@@ -455,6 +537,7 @@ static void alg_dsaparam(keyopts *k)
     dstr d = DSTR_INIT;
     base64_ctx c;
     key_data *kd = &k->k->k;
+    dsa_seed ds;
 
     /* --- Choose appropriate bit lengths if necessary --- */
 
@@ -467,12 +550,12 @@ static void alg_dsaparam(keyopts *k)
 
     sz = (k->qbits + 7) >> 3;
     p = sub_alloc(sz);
-    rand_getgood(RAND_GLOBAL, p, sz);
+    k->r->ops->fill(k->r, p, sz);
 
     /* --- Allocate the parameters --- */
 
-    if (dsa_seed(&dp, k->qbits, k->bits, 0, p, sz,
-                (k->f & f_quiet) ? 0 : pgen_ev, 0))
+    if (dsa_gen(&dp, k->qbits, k->bits, 0, p, sz, &ds,
+               (k->f & f_quiet) ? 0 : pgen_ev, 0))
       die(EXIT_FAILURE, "DSA parameter generation failed");
 
     /* --- Store the parameters --- */
@@ -490,9 +573,13 @@ static void alg_dsaparam(keyopts *k)
     base64_init(&c);
     c.maxline = 0;
     c.indent = "";
-    base64_encode(&c, p, sz, &d);
+    base64_encode(&c, ds.p, ds.sz, &d);
     base64_encode(&c, 0, 0, &d);
     key_putattr(k->kf, k->k, "seed", d.buf);
+    DRESET(&d);
+    dstr_putf(&d, "%u", ds.count);
+    key_putattr(k->kf, k->k, "count", d.buf);
+    xfree(ds.p);
     sub_free(p, sz);
     dstr_destroy(&d);
   }
@@ -514,8 +601,7 @@ static void alg_dsa(keyopts *k)
 
   /* --- Choose a private key --- */
 
-  x = mprand_range(MP_NEW, q, &rand_global, 0);
-  mp_burn(x);
+  x = mprand_range(MP_NEWSEC, q, k->r, 0);
   mpmont_create(&mm, p);
   y = mpmont_exp(&mm, MP_NEW, g, x);
 
@@ -534,17 +620,42 @@ static void alg_dsa(keyopts *k)
 static void alg_dhparam(keyopts *k)
 {
   static const char *pl[] = { "p", "q", "g", 0 };
+  key_data *kd = &k->k->k;
   if (!copyparam(k, pl)) {
     dh_param dp;
-    key_data *kd = &k->k->k;
+    int rc;
 
     if (!k->bits)
       k->bits = 1024;
 
     /* --- Choose a large safe prime number --- */
 
-    if (dh_gen(&dp, k->qbits, k->bits, 0, &rand_global,
-              (k->f & f_quiet) ? 0 : pgen_ev, 0))
+    if (k->f & f_limlee) {
+      mp **f;
+      size_t nf;
+      if (!k->qbits)
+       k->qbits = 256;
+      rc = dh_limlee(&dp, k->qbits, k->bits,
+                    (k->f & f_subgroup) ? DH_SUBGROUP : 0,
+                    0, k->r, (k->f & f_quiet) ? 0 : pgen_ev, 0,
+                    (k->f & f_quiet) ? 0 : pgen_evspin, 0, &nf, &f);
+      if (!rc) {
+       dstr d = DSTR_INIT;
+       size_t i;
+       for (i = 0; i < nf; i++) {
+         if (i)
+           dstr_puts(&d, ", ");
+         mp_writedstr(f[i], &d, 10);
+         mp_drop(f[i]);
+       }
+       key_putattr(k->kf, k->k, "factors", d.buf);
+       dstr_destroy(&d);
+      }
+    } else
+      rc = dh_gen(&dp, k->qbits, k->bits, 0, k->r,
+                 (k->f & f_quiet) ? 0 : pgen_ev, 0);
+
+    if (rc)
       die(EXIT_FAILURE, "Diffie-Hellman parameter generation failed");
 
     key_structure(kd);
@@ -554,7 +665,7 @@ static void alg_dhparam(keyopts *k)
     mp_drop(dp.q);
     mp_drop(dp.p);
     mp_drop(dp.g);
-  }    
+  }
 }
 
 static void alg_dh(keyopts *k)
@@ -576,8 +687,7 @@ static void alg_dh(keyopts *k)
    * Since %$g$% has order %$q$%, choose %$x < q$%.
    */
 
-  x = mprand_range(MP_NEW, q, &rand_global, 0);
-  mp_burn(x);
+  x = mprand_range(MP_NEWSEC, q, k->r, 0);
 
   /* --- Compute the public key %$y = g^x \bmod p$% --- */
 
@@ -599,7 +709,7 @@ static void alg_dh(keyopts *k)
 
 static void alg_bbs(keyopts *k)
 {
-  bbs_param bp;
+  bbs_priv bp;
   key_data *kd;
 
   /* --- Sanity checking --- */
@@ -611,7 +721,7 @@ static void alg_bbs(keyopts *k)
 
   /* --- Generate the BBS parameters --- */
 
-  if (bbs_gen(&bp, k->bits, &rand_global, 0,
+  if (bbs_gen(&bp, k->bits, k->r, 0,
              (k->f & f_quiet) ? 0 : pgen_ev, 0))
     die(EXIT_FAILURE, "Blum-Blum-Shub key generation failed");
 
@@ -627,7 +737,88 @@ static void alg_bbs(keyopts *k)
   mpkey(kd, "q", bp.q, KCAT_PRIV | KF_BURN);
   dolock(k, kd, "private");
 
-  mp_drop(bp.p); mp_drop(bp.q); mp_drop(bp.n);
+  bbs_privfree(&bp);
+}
+
+static void alg_ecparam(keyopts *k)
+{
+  static const char *pl[] = { "curve", 0 };
+  if (!copyparam(k, pl)) {
+    ec_info ei;
+    const char *e;
+    key_data *kd = &k->k->k;
+
+    /* --- Decide on a curve --- */
+
+    if (!k->bits) k->bits = 256;
+    if (!k->curve) {
+      if (k->bits <= 56) k->curve = "secp112r1";
+      else if (k->bits <= 64) k->curve = "secp128r1";
+      else if (k->bits <= 80) k->curve = "secp160r1";
+      else if (k->bits <= 96) k->curve = "secp192r1";
+      else if (k->bits <= 112) k->curve = "secp224r1";
+      else if (k->bits <= 128) k->curve = "secp256r1";
+      else if (k->bits <= 192) k->curve = "secp384r1";
+      else if (k->bits <= 256) k->curve = "secp521r1";
+      else
+       die(EXIT_FAILURE, "no built-in curves provide %u-bit security",
+           k->bits);
+    }
+
+    /* --- Check it --- */
+
+    if ((e = ec_getinfo(&ei, k->curve)) != 0)
+      die(EXIT_FAILURE, "error in curve spec: %s", e);
+    if (!(k->f & f_quiet) && (e = ec_checkinfo(&ei, k->r)) != 0)
+      moan("WARNING!  curve check failed: %s", e);
+    ec_freeinfo(&ei);
+
+    /* --- Write out the answer --- */
+
+    key_structure(kd);
+    kd = key_structcreate(kd, "curve");
+    key_string(kd, k->curve);
+    kd->e |= KCAT_SHARE;
+  }
+}
+
+static void alg_ec(keyopts *k)
+{
+  key_data *kd = &k->k->k;
+  key_data *kkd;
+  mp *x = MP_NEW;
+  ec p = EC_INIT;
+  const char *e;
+  ec_info ei;
+
+  /* --- Get the curve --- */
+
+  alg_ecparam(k);
+  if ((kkd = key_structfind(kd, "curve")) == 0)
+    die(EXIT_FAILURE, "unexpected failure looking up subkey `curve')");
+  if ((kkd->e & KF_ENCMASK) != KENC_STRING)
+    die(EXIT_FAILURE, "subkey `curve' is not a string");
+  if ((e = ec_getinfo(&ei, kkd->u.p)) != 0)
+    die(EXIT_FAILURE, "error in curve spec: %s", e);
+
+  /* --- Invent a private exponent and compute the public key --- */
+
+  x = mprand_range(MP_NEWSEC, ei.r, k->r, 0);
+  ec_mul(ei.c, &p, &ei.g, x);
+
+  /* --- Store everything away --- */
+
+  kkd = key_structcreate(kd, "p");
+  key_ec(kkd, &p);
+  kkd->e |= KCAT_PUB;
+  kkd = key_structcreate(kd, "private");
+  key_structure(kkd);
+  mpkey(kkd, "x", x, KCAT_PRIV | KF_BURN);
+
+  /* --- Done --- */
+
+  ec_freeinfo(&ei);
+  mp_drop(x);
 }
 
 /* --- The algorithm tables --- */
@@ -647,6 +838,8 @@ static keyalg algtab[] = {
   { "dh",              alg_dh,         "Diffie-Hellman key exchange" },
   { "dh-param",                alg_dhparam,    "Diffie-Hellman parameters" },
   { "bbs",             alg_bbs,        "Blum-Blum-Shub generator" },
+  { "ec-param",                alg_ecparam,    "Elliptic curve parameters" },
+  { "ec",              alg_ec,         "Elliptic curve crypto" },
   { 0,                 0 }
 };
 
@@ -660,7 +853,10 @@ static int cmd_add(int argc, char *argv[])
   const char *c = 0;
   keyalg *alg = algtab;
   const char *rtag = 0;
-  keyopts k = { 0, 0, DSTR_INIT, 0, 0, 0, 0 };
+  const struct seedalg *sa = SEEDALG_DEFAULT;
+  keyopts k = { 0, 0, DSTR_INIT, 0, 0, 0, 0, 0 };
+  const char *seed = 0;
+  k.r = &rand_global;
 
   /* --- Parse options for the subcommand --- */
 
@@ -673,12 +869,18 @@ static int cmd_add(int argc, char *argv[])
       { "expire",      OPTF_ARGREQ,    0,      'e' },
       { "comment",     OPTF_ARGREQ,    0,      'c' },
       { "tag",         OPTF_ARGREQ,    0,      't' },
-      { "rand-id",     OPTF_ARGREQ,    0,      'r' },
+      { "rand-id",     OPTF_ARGREQ,    0,      'R' },
+      { "curve",       OPTF_ARGREQ,    0,      'C' },
+      { "seedalg",     OPTF_ARGREQ,    0,      'A' },
+      { "seed",                OPTF_ARGREQ,    0,      's' },
+      { "newseed",     OPTF_ARGREQ,    0,      'n' },
       { "lock",                0,              0,      'l' },
       { "quiet",       0,              0,      'q' },
+      { "lim-lee",     0,              0,      'L' },
+      { "subgroup",    0,              0,      'S' },
       { 0,             0,              0,      0 }
     };
-    int i = mdwopt(argc, argv, "+a:b:B:p:e:c:t:r:lq", opt, 0, 0, 0);
+    int i = mdwopt(argc, argv, "+a:b:B:p:e:c:t:R:C:A:s:n:lqrLS", opt, 0, 0, 0);
     if (i < 0)
       break;
 
@@ -756,6 +958,19 @@ static int cmd_add(int argc, char *argv[])
        c = optarg;
        break;
 
+      /* --- Elliptic curve parameters --- */
+
+      case 'C':
+       if (strcmp(optarg, "list") == 0) {
+         const ecentry *ee;
+         printf("Built-in elliptic curves:\n");
+         for (ee = ectab; ee->name; ee++)
+           printf("  %s\n", ee->name);
+         exit(0);
+       }
+       k.curve = optarg;
+       break;
+
       /* --- Store tags --- */
 
       case 't':
@@ -763,10 +978,63 @@ static int cmd_add(int argc, char *argv[])
          die(EXIT_FAILURE, "bad tag string `%s'", optarg);
        tag = optarg;
        break;
+      case 'r':
+       k.f |= f_retag;
+       break;
+
+      /* --- Seeding --- */
+
+      case 'A': {
+       const struct seedalg *ss;
+       if (strcmp(optarg, "list") == 0) {
+         printf("Seed algorithms:\n");
+         for (ss = seedtab; ss->p; ss++)
+           printf("  %s\n", ss->p);
+         exit(0);
+       }
+       if (seed) die(EXIT_FAILURE, "seed already set -- put -A first");
+       sa = 0;
+       for (ss = seedtab; ss->p; ss++) {
+         if (strcmp(optarg, ss->p) == 0)
+           sa = ss;
+       }
+       if (!sa)
+         die(EXIT_FAILURE, "seed algorithm `%s' not known", optarg);
+      } break;
 
+      case 's': {
+       base64_ctx b;
+       dstr d = DSTR_INIT;
+       if (seed) die(EXIT_FAILURE, "seed already set"); 
+       base64_init(&b);
+       base64_decode(&b, optarg, strlen(optarg), &d);
+       base64_decode(&b, 0, 0, &d);
+       k.r = sa->gen(d.buf, d.len);
+       seed = optarg;
+       dstr_destroy(&d);
+      } break;
+       
+      case 'n': {
+       base64_ctx b;
+       dstr d = DSTR_INIT;
+       char *p;
+       unsigned n = strtoul(optarg, &p, 0);
+       if (n == 0 || *p != 0 || n % 8 != 0)
+         die(EXIT_FAILURE, "bad seed length `%s'", optarg);
+       if (seed) die(EXIT_FAILURE, "seed already set"); 
+       n /= 8;
+       p = xmalloc(n);
+       rand_get(RAND_GLOBAL, p, n);
+       base64_init(&b);
+       base64_encode(&b, p, n, &d);
+       base64_encode(&b, 0, 0, &d);
+       seed = d.buf;
+       k.r = sa->gen(p, n);
+      } break;
+       
       /* --- Other flags --- */
 
-      case 'r':
+      case 'R':
        rtag = optarg;
        break;
       case 'l':
@@ -775,6 +1043,12 @@ static int cmd_add(int argc, char *argv[])
       case 'q':
        k.f |= f_quiet;
        break;
+      case 'L':
+       k.f |= f_limlee;
+       break;
+      case 'S':
+       k.f |= f_subgroup;
+       break;
 
       /* --- Other things are bogus --- */
 
@@ -823,8 +1097,13 @@ static int cmd_add(int argc, char *argv[])
   /* --- Set various simple attributes --- */
 
   if (tag) {
-    int err = key_settag(&f, k.k, tag);
-    if (err)
+    int err;
+    key *kk;
+    if (k.f & f_retag) {
+      if ((kk = key_bytag(&f, tag)) != 0 && strcmp(kk->tag, tag) == 0)
+       key_settag(&f, kk, 0);
+    }
+    if ((err = key_settag(&f, k.k, tag)) != 0)
       die(EXIT_FAILURE, "error setting key tag: %s", key_strerror(err));
   }
 
@@ -835,6 +1114,10 @@ static int cmd_add(int argc, char *argv[])
   }
 
   setattr(&f, k.k, argv + optind + 1);
+  if (seed) {
+    key_putattr(&f, k.k, "genseed", seed);
+    key_putattr(&f, k.k, "seedalg", sa->p);
+  }
 
   key_fulltag(k.k, &k.tag);
 
@@ -871,11 +1154,9 @@ typedef struct listopts {
 
 /* --- Listing flags --- */
 
-enum {
-  f_newline = 2,                       /* Write newline before next entry */
-  f_attr = 4,                          /* Written at least one attribute */
-  f_utc = 8                            /* Emit UTC time, not local time */
-};
+#define f_newline 2u                   /* Write newline before next entry */
+#define f_attr 4u                      /* Written at least one attribute */
+#define f_utc 8u                       /* Emit UTC time, not local time */
 
 /* --- @showkeydata@ --- *
  *
@@ -960,6 +1241,20 @@ static void showkeydata(key_data *k, int ind, listopts *o, dstr *d)
       putchar('\n');
       break;
 
+    /* --- Strings --- */
+
+    case KENC_STRING:
+      printf(" `%s'\n", k->u.p);
+      break;
+
+    /* --- Elliptic curve points --- */
+
+    case KENC_EC:
+      fputs(" 0x", stdout); mp_writefile(k->u.e.x, stdout, 16);
+      fputs(", 0x", stdout); mp_writefile(k->u.e.y, stdout, 16);
+      putchar('\n');
+      break;      
+
     /* --- Structured keys --- *
      *
      * Just iterate over the subkeys.
@@ -1062,7 +1357,7 @@ static void showkey(key *k, listopts *o)
     o->f &= ~f_attr;
     printf("attributes:");
     for (key_mkattriter(&i, k); key_nextattr(&i, &an, &av); ) {
-      printf("\n\t%s = %s", an, av);
+      printf("\n  %s = %s", an, av);
       o->f |= f_attr;
     }
     if (o->f & f_attr)
@@ -1280,7 +1575,7 @@ static int cmd_finger(int argc, char *argv[])
       { "filter",      OPTF_ARGREQ,    0,      'f' },
       { 0,             0,              0,      0 }
     };
-    int i = mdwopt(argc, argv, "f:", opt, 0, 0, 0);
+    int i = mdwopt(argc, argv, "+f:", opt, 0, 0, 0);
     if (i < 0)
       break;
     switch (i) {
@@ -1348,14 +1643,39 @@ static int cmd_tag(int argc, char *argv[])
   key_file f;
   key *k;
   int err;
+  unsigned flags = 0;
+  int rc = 0;
 
-  if (argc < 2 || argc > 3)
-    die(EXIT_FAILURE, "Usage: tag tag [new-tag]");
+  for (;;) {
+    static struct option opt[] = {
+      { "retag",       0,              0,      'r' },
+      { 0,             0,              0,      0 }
+    };
+    int i = mdwopt(argc, argv, "+r", opt, 0, 0, 0);
+    if (i < 0)
+      break;
+    switch (i) {
+      case 'r':
+       flags |= f_retag;
+       break;
+      default:
+       rc = 1;
+       break;
+    }
+  }
+
+  argv += optind; argc -= optind;
+  if (argc < 1 || argc > 2 || rc)
+    die(EXIT_FAILURE, "Usage: tag [-r] tag [new-tag]");
   doopen(&f, KOPEN_WRITE);
-  if ((k = key_bytag(&f, argv[1])) == 0)
-    die(EXIT_FAILURE, "key `%s' not found", argv[1]);
-  if ((err = key_settag(&f, k, argv[2])) != 0)
-    die(EXIT_FAILURE, "bad tag `%s': %s", argv[2], key_strerror(err));
+  if (flags & f_retag) {
+    if ((k = key_bytag(&f, argv[1])) != 0 && strcmp(k->tag, argv[1]) == 0)
+      key_settag(&f, k, 0);
+  }
+  if ((k = key_bytag(&f, argv[0])) == 0)
+    die(EXIT_FAILURE, "key `%s' not found", argv[0]);
+  if ((err = key_settag(&f, k, argv[1])) != 0)
+    die(EXIT_FAILURE, "bad tag `%s': %s", argv[1], key_strerror(err));
   doclose(&f);
   return (0);
 }
@@ -1510,24 +1830,59 @@ static int cmd_merge(int argc, char *argv[])
 static struct cmd {
   const char *name;
   int (*cmd)(int /*argc*/, char */*argv*/[]);
+  const char *usage;
   const char *help;
 } cmds[] = {
   { "add", cmd_add,
     "add [options] type [attr...]\n\
-       Options: [-lq] [-a alg] [-b|-B bits] [-p param] [-r tag]\n\
-                [-e expire] [-t tag] [-c comment]"
-  },
+       Options: [-lqrLS] [-a alg] [-bB bits] [-p param] [-R tag]\n\
+                [-e expire] [-t tag] [-c comment]", "\
+Options:\n\
+\n\
+-a, --algorithm=ALG    Generate keys suitable for ALG.\n\
+-b, --bits=N           Generate an N-bit key.\n\
+-B, --qbits=N          Use an N-bit subgroup or factors.\n\
+-p, --parameters=TAG   Get group parameters from TAG.\n\
+-C, --curve=CURVE      Use elliptic curve CURVE.\n\
+-e, --expire=TIME      Make the key expire after TIME.\n\
+-c, --comment=STRING   Attach the command STRING to the key.\n\
+-t, --tag=TAG          Tag the key with the name TAG.\n\
+-r, --retag            Untag any key currently with that tag.\n\
+-R, --rand-id=TAG      Use key named TAG for the random number generator.\n\
+-l, --lock             Lock the generated key with a passphrase.\n\
+-q, --quiet            Don't give progress indicators while working.\n\
+-L, --lim-lee          Generate Lim-Lee primes for Diffie-Hellman groups.\n\
+-S, --subgroup         Use a prime-order subgroup for Diffie-Hellman.\n\
+" },
   { "expire", cmd_expire, "expire tag..." },
   { "delete", cmd_delete, "delete tag..." },
-  { "tag", cmd_tag, "tag tag [new-tag]" },
+  { "tag", cmd_tag, "tag [-r] tag [new-tag]", "\
+Options:\n\
+\n\
+-r, --retag            Untag any key currently called new-tag.\n\
+" },
   { "setattr", cmd_setattr, "setattr tag attr..." },
   { "comment", cmd_comment, "comment tag [comment]" },
   { "lock", cmd_lock, "lock qtag" },
   { "unlock", cmd_unlock, "unlock qtag" },
-  { "list", cmd_list, "list [-uqv] [-f filter] [tag...]" },
-  { "fingerprint", cmd_finger, "fingerprint [-f filter] [tag...]" },
+  { "list", cmd_list, "list [-uqv] [-f filter] [tag...]", "\
+Options:\n\
+\n\
+-u, --utc              Display expiry times etc. in UTC, not local time.\n\
+-q, --quiet            Show less information.\n\
+-v, --verbose          Show more information.\n\
+" },
+  { "fingerprint", cmd_finger, "fingerprint [-f filter] [tag...]", "\
+Options:\n\
+\n\
+-f, --filter=FILT      Only hash key components matching FILT.\n\
+" },
   { "tidy", cmd_tidy, "tidy" },
-  { "extract", cmd_extract, "extract [-f filter] file [tag...]" },
+  { "extract", cmd_extract, "extract [-f filter] file [tag...]", "\
+Options:\n\
+\n\
+-f, --filter=FILT      Only extract key components matching FILT.\n\
+" },
   { "merge", cmd_merge, "merge file" },
   { 0, 0, 0 }
 };
@@ -1536,11 +1891,42 @@ typedef struct cmd cmd;
 
 /*----- Main code ---------------------------------------------------------*/
 
+/* --- @findcmd@ --- *
+ *
+ * Arguments:  @const char *name@ = a command name
+ *
+ * Returns:    Pointer to the command structure.
+ *
+ * Use:                Looks up a command by name.  If the command isn't found, an
+ *             error is reported and the program is terminated.
+ */
+
+static cmd *findcmd(const char *name)
+{
+  cmd *c, *chosen = 0;
+  size_t sz = strlen(name);
+
+  for (c = cmds; c->name; c++) {
+    if (strncmp(name, c->name, sz) == 0) {
+      if (c->name[sz] == 0) {
+       chosen = c;
+       break;
+      } else if (chosen)
+       die(EXIT_FAILURE, "ambiguous command name `%s'", name);
+      else
+       chosen = c;
+    }
+  }
+  if (!chosen)
+    die(EXIT_FAILURE, "unknown command name `%s'", name);
+  return (chosen);
+}
+
 /* --- Helpful GNUy functions --- */
 
 void usage(FILE *fp)
 {
-  pquis(fp, "Usage: $ [-k file] [-i tag] [-t type] command [args]\n");
+  pquis(fp, "Usage: $ [-k keyring] command [args]\n");
 }
 
 void version(FILE *fp)
@@ -1548,17 +1934,26 @@ void version(FILE *fp)
   pquis(fp, "$, Catacomb version " VERSION "\n");
 }
 
-void help(FILE *fp)
+void help(FILE *fp, char **argv)
 {
   cmd *c;
+
   version(fp);
   fputc('\n', fp);
-  usage(fp);
-  fputs("\n\
+  if (*argv) {
+    c = findcmd(*argv);
+    fprintf(fp, "Usage: %s [-k keyring] %s\n", QUIS, c->usage);
+    if (c->help) {
+      fputc('\n', fp); 
+      fputs(c->help, fp);
+    }
+  } else {
+    usage(fp);
+    fputs("\n\
 Performs various simple key management operations.  Command line options\n\
 recognized are:\n\
 \n\
--h, --help             Display this help text.\n\
+-h, --help [COMMAND]   Display this help text (or help for COMMAND).\n\
 -v, --version          Display version number.\n\
 -u, --usage            Display short usage summary.\n\
 \n\
@@ -1567,9 +1962,10 @@ recognized are:\n\
 -t, --type=TYPE                Use key TYPE for random number generator.\n\
 \n\
 The following commands are understood:\n\n",
-       fp);
-  for (c = cmds; c->name; c++)
-    fprintf(fp, "%s\n", c->help);
+         fp);
+    for (c = cmds; c->name; c++)
+      fprintf(fp, "%s\n", c->usage);
+  }
 }
 
 /* --- @main@ --- *
@@ -1586,9 +1982,7 @@ int main(int argc, char *argv[])
 {
   unsigned f = 0;
 
-  enum {
-    f_bogus = 1
-  };
+#define f_bogus 1u
 
   /* --- Initialization --- */
 
@@ -1609,22 +2003,21 @@ int main(int argc, char *argv[])
       /* --- Real live useful options --- */
 
       { "keyring",     OPTF_ARGREQ,    0,      'k' },
-      { "id",          OPTF_ARGREQ,    0,      'i' },
-      { "type",                OPTF_ARGREQ,    0,      't' },
 
       /* --- Magic terminator --- */
 
       { 0,             0,              0,      0 }
     };
-    int i = mdwopt(argc, argv, "+hvu k:i:t:", opt, 0, 0, 0);
+    int i = mdwopt(argc, argv, "+hvu k:", opt, 0, 0, 0);
 
     if (i < 0)
       break;
     switch (i) {
 
       /* --- GNU help options --- */
+
       case 'h':
-       help(stdout);
+       help(stdout, argv + optind);
        exit(0);
       case 'v':
        version(stdout);
@@ -1656,34 +2049,15 @@ int main(int argc, char *argv[])
 
   /* --- Initialize the Catacomb random number generator --- */
 
-  rand_init(RAND_GLOBAL);
   rand_noisesrc(RAND_GLOBAL, &noise_source);
+  rand_seed(RAND_GLOBAL, 160);
 
   /* --- Dispatch to appropriate command handler --- */
 
   argc -= optind;
   argv += optind;
   optind = 0;
-
-  {
-    cmd *c, *chosen = 0;
-    size_t sz = strlen(argv[0]);
-
-    for (c = cmds; c->name; c++) {
-      if (strncmp(argv[0], c->name, sz) == 0) {
-       if (c->name[sz] == 0) {
-         chosen = c;
-         break;
-       } else if (chosen)
-         die(EXIT_FAILURE, "ambiguous command name `%s'", argv[0]);
-       else
-         chosen = c;
-      }
-    }
-    if (!chosen)
-      die(EXIT_FAILURE, "unknown command name `%s'", argv[0]);
-    return (chosen->cmd(argc, argv));
-  }
+  return (findcmd(argv[0])->cmd(argc, argv));
 }
 
 /*----- That's all, folks -------------------------------------------------*/