keyutil.c: Remove stray tabs and trailing space from the list format.
[u/mdw/catacomb] / keyutil.c
index 0b54df2..74f6409 100644 (file)
--- a/keyutil.c
+++ b/keyutil.c
@@ -7,7 +7,7 @@
  * (c) 1999 Straylight/Edgeware
  */
 
-/*----- Licensing notice --------------------------------------------------* 
+/*----- Licensing notice --------------------------------------------------*
  *
  * This file is part of Catacomb.
  *
  * it under the terms of the GNU Library General Public License as
  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  * License, or (at your option) any later version.
- * 
+ *
  * Catacomb is distributed in the hope that it will be useful,
  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  * GNU Library General Public License for more details.
- * 
+ *
  * You should have received a copy of the GNU Library General Public
  * License along with Catacomb; if not, write to the Free
  * Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
@@ -31,6 +31,7 @@
 
 #include "config.h"
 
+#include <ctype.h>
 #include <errno.h>
 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
@@ -46,6 +47,7 @@
 #include <noise.h>
 #include <rand.h>
 
+#include "bintab.h"
 #include "bbs.h"
 #include "dh.h"
 #include "dsa.h"
@@ -55,6 +57,7 @@
 #include "ectab.h"
 #include "fibrand.h"
 #include "getdate.h"
+#include "gfreduce.h"
 #include "key.h"
 #include "mp.h"
 #include "mpmont.h"
@@ -157,17 +160,17 @@ static void setattr(key_file *f, key *k, char *v[])
 
 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 },
+  { "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 }
 };
 
@@ -194,11 +197,12 @@ typedef struct keyopts {
 #define f_limlee 8u                    /* Generate Lim-Lee primes */
 #define f_subgroup 16u                 /* Generate a subgroup */
 #define f_retag 32u                    /* Remove any existing tag */
+#define f_kcdsa 64u                    /* Generate KCDSA primes */
 
 /* --- @dolock@ --- *
  *
  * Arguments:  @keyopts *k@ = key generation options
- *             @key_data *kd@ = pointer to key data to lock
+ *             @key_data **kd@ = pointer to key data to lock
  *             @const char *t@ = tag suffix or null
  *
  * Returns:    ---
@@ -206,35 +210,16 @@ typedef struct keyopts {
  * Use:                Does passphrase locking on new keys.
  */
 
-static void dolock(keyopts *k, key_data *kd, const char *t)
+static void dolock(keyopts *k, key_data **kd, const char *t)
 {
   if (!(k->f & f_lock))
     return;
   if (t)
     dstr_putf(&k->tag, ".%s", t);
-  if (key_plock(k->tag.buf, kd, kd))
+  if (key_plock(kd, 0, k->tag.buf))
     die(EXIT_FAILURE, "couldn't lock key");
 }
 
-/* --- @mpkey@ --- *
- *
- * Arguments:  @key_data *kd@ = pointer to parent key block
- *             @const char *tag@ = pointer to tag string
- *             @mp *m@ = integer to store
- *             @unsigned f@ = flags to set
- *
- * Returns:    ---
- *
- * Use:                Sets a multiprecision integer subkey.
- */
-
-static void mpkey(key_data *kd, const char *tag, mp *m, unsigned f)
-{
-  key_data *kkd = key_structcreate(kd, tag);
-  key_mp(kkd, m);
-  kkd->e |= f;
-}
-
 /* --- @copyparam@ --- *
  *
  * Arguments:  @keyopts *k@ = pointer to key options
@@ -250,8 +235,12 @@ static int copyparam(keyopts *k, const char **pp)
 {
   key_filter kf;
   key_attriter i;
+  key_data *kd;
   const char *n, *v;
 
+  kf.f = KCAT_SHARE;
+  kf.m = KF_CATMASK;
+
   /* --- Quick check if no parameters supplied --- */
 
   if (!k->p)
@@ -260,20 +249,20 @@ static int copyparam(keyopts *k, const char **pp)
   /* --- Run through the checklist --- */
 
   while (*pp) {
-    key_data *kd = key_structfind(&k->p->k, *pp);
+    key_data *kd = key_structfind(k->p->k, *pp);
     if (!kd)
       die(EXIT_FAILURE, "bad parameter key: parameter `%s' not found", *pp);
-    if ((kd->e & KF_CATMASK) != KCAT_SHARE)
+    if (!KEY_MATCH(kd, &kf))
       die(EXIT_FAILURE, "bad parameter key: subkey `%s' is not shared", *pp);
     pp++;
   }
 
   /* --- Copy over the parameters --- */
 
-  kf.f = KCAT_SHARE;
-  kf.m = KF_CATMASK;
-  if (!key_copy(&k->k->k, &k->p->k, &kf))
-    die(EXIT_FAILURE, "unexpected failure while copying parameters");
+  kd = key_copydata(k->p->k, &kf);
+  assert(kd);
+  key_setkeydata(k->kf, k->k, kd);
+  key_drop(kd);
 
   /* --- Copy over attributes --- */
 
@@ -328,7 +317,8 @@ static void keyrand(key_file *kf, const char *id)
     k = key_bytype(kf, "catacomb-rand");
 
   if (k) {
-    key_data *kd = &k->k, kkd;
+    key_data *kd = k->k, *kkd;
+    key_incref(kd);
 
   again:
     switch (kd->e & KF_ENCMASK) {
@@ -337,10 +327,11 @@ static void keyrand(key_file *kf, const char *id)
       case KENC_ENCRYPT: {
        dstr d = DSTR_INIT;
        key_fulltag(k, &d);
-       if (key_punlock(d.buf, kd, &kkd))
+       if (key_punlock(&kkd, kd, d.buf))
          die(EXIT_FAILURE, "error unlocking key `%s'", d.buf);
        dstr_destroy(&d);
-       kd = &kkd;
+       key_drop(kd);
+       kd = kkd;
       } goto again;
       default: {
        dstr d = DSTR_INIT;
@@ -352,8 +343,7 @@ static void keyrand(key_file *kf, const char *id)
     /* --- Key the generator --- */
 
     rand_key(RAND_GLOBAL, kd->u.k.k, kd->u.k.sz);
-    if (kd == &kkd)
-      key_destroy(&kkd);
+    key_drop(kd);
   }
 }
 
@@ -363,6 +353,7 @@ static void alg_binary(keyopts *k)
 {
   unsigned sz;
   unsigned m;
+  key_data *kd;
   octet *p;
 
   if (!k->bits)
@@ -375,17 +366,19 @@ static void alg_binary(keyopts *k)
   m = (1 << (((k->bits - 1) & 7) + 1)) - 1;
   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;
+  kd = key_newbinary(KCAT_SYMM | KF_BURN, p, sz);
   memset(p, 0, sz);
+  dolock(k, &kd, 0);
+  key_setkeydata(k->kf, k->k, kd);
+  key_drop(kd);
   sub_free(p, sz);
-  dolock(k, &k->k->k, 0);
 }
 
 static void alg_des(keyopts *k)
 {
   unsigned sz;
   octet *p;
+  key_data *kd;
   int i;
 
   if (!k->bits)
@@ -405,17 +398,18 @@ static void alg_des(keyopts *k)
     x = x ^ (x >> 1);
     p[i] = (p[i] & 0xfe) | (x & 0x01);
   }
-  key_binary(&k->k->k, p, sz);
-  k->k->k.e |= KCAT_SYMM | KF_BURN;
+  kd = key_newbinary(KCAT_SYMM | KF_BURN, p, sz);
   memset(p, 0, sz);
+  dolock(k, &kd, 0);
+  key_setkeydata(k->kf, k->k, kd);
+  key_drop(kd);
   sub_free(p, sz);
-  dolock(k, &k->k->k, 0);
 }
 
 static void alg_rsa(keyopts *k)
 {
   rsa_priv rp;
-  key_data *kd;
+  key_data *kd, *kkd;
 
   /* --- Sanity checking --- */
 
@@ -452,21 +446,21 @@ static void alg_rsa(keyopts *k)
 
   /* --- Allrighty then --- */
 
-  kd = &k->k->k;
-  key_structure(kd);
-  mpkey(kd, "n", rp.n, KCAT_PUB);
-  mpkey(kd, "e", rp.e, KCAT_PUB);
-
-  kd = key_structcreate(kd, "private");
-  key_structure(kd);
-  mpkey(kd, "d", rp.d, KCAT_PRIV | KF_BURN);
-  mpkey(kd, "p", rp.p, KCAT_PRIV | KF_BURN);
-  mpkey(kd, "q", rp.q, KCAT_PRIV | KF_BURN);
-  mpkey(kd, "q-inv", rp.q_inv, KCAT_PRIV | KF_BURN);
-  mpkey(kd, "d-mod-p", rp.dp, KCAT_PRIV | KF_BURN);
-  mpkey(kd, "d-mod-q", rp.dq, KCAT_PRIV | KF_BURN);
-  dolock(k, kd, "private");
-
+  kd = key_newstruct();
+  key_structsteal(kd, "n", key_newmp(KCAT_PUB, rp.n));
+  key_structsteal(kd, "e", key_newmp(KCAT_PUB, rp.e));
+
+  kkd = key_newstruct();
+  key_structsteal(kkd, "d", key_newmp(KCAT_PRIV | KF_BURN, rp.d));
+  key_structsteal(kkd, "p", key_newmp(KCAT_PRIV | KF_BURN, rp.p));
+  key_structsteal(kkd, "q", key_newmp(KCAT_PRIV | KF_BURN, rp.q));
+  key_structsteal(kkd, "q-inv", key_newmp(KCAT_PRIV | KF_BURN, rp.q_inv));
+  key_structsteal(kkd, "d-mod-p", key_newmp(KCAT_PRIV | KF_BURN, rp.dp));
+  key_structsteal(kkd, "d-mod-q", key_newmp(KCAT_PRIV | KF_BURN, rp.dq));
+  dolock(k, &kkd, "private");
+  key_structsteal(kd, "private", kkd);
+  key_setkeydata(k->kf, k->k, kd);
+  key_drop(kd);
   rsa_privfree(&rp);
 }
 
@@ -479,7 +473,7 @@ static void alg_dsaparam(keyopts *k)
     size_t sz;
     dstr d = DSTR_INIT;
     base64_ctx c;
-    key_data *kd = &k->k->k;
+    key_data *kd;
     dsa_seed ds;
 
     /* --- Choose appropriate bit lengths if necessary --- */
@@ -487,7 +481,7 @@ static void alg_dsaparam(keyopts *k)
     if (!k->qbits)
       k->qbits = 160;
     if (!k->bits)
-      k->bits = 768;
+      k->bits = 1024;
 
     /* --- Allocate a seed block --- */
 
@@ -503,13 +497,15 @@ static void alg_dsaparam(keyopts *k)
 
     /* --- Store the parameters --- */
 
-    key_structure(kd);
-    mpkey(kd, "q", dp.q, KCAT_SHARE);
-    mpkey(kd, "p", dp.p, KCAT_SHARE);
-    mpkey(kd, "g", dp.g, KCAT_SHARE);
+    kd = key_newstruct();
+    key_structsteal(kd, "q", key_newmp(KCAT_SHARE, dp.q));
+    key_structsteal(kd, "p", key_newmp(KCAT_SHARE, dp.p));
+    key_structsteal(kd, "g", key_newmp(KCAT_SHARE, dp.g));
     mp_drop(dp.q);
     mp_drop(dp.p);
     mp_drop(dp.g);
+    key_setkeydata(k->kf, k->k, kd);
+    key_drop(kd);
 
     /* --- Store the seed for future verification --- */
 
@@ -518,6 +514,7 @@ static void alg_dsaparam(keyopts *k)
     c.indent = "";
     base64_encode(&c, ds.p, ds.sz, &d);
     base64_encode(&c, 0, 0, &d);
+    DPUTZ(&d);
     key_putattr(k->kf, k->k, "seed", d.buf);
     DRESET(&d);
     dstr_putf(&d, "%u", ds.count);
@@ -533,11 +530,12 @@ static void alg_dsa(keyopts *k)
   mp *q, *p, *g;
   mp *x, *y;
   mpmont mm;
-  key_data *kd = &k->k->k;
+  key_data *kd, *kkd;
 
   /* --- Get the shared parameters --- */
 
   alg_dsaparam(k);
+  key_split(&k->k->k); kd = k->k->k;
   q = getmp(kd, "q");
   p = getmp(kd, "p");
   g = getmp(kd, "g");
@@ -550,12 +548,12 @@ static void alg_dsa(keyopts *k)
 
   /* --- Store everything away --- */
 
-  mpkey(kd, "y", y, KCAT_PUB);
+  key_structsteal(kd, "y", key_newmp(KCAT_PUB, y));
 
-  kd = key_structcreate(kd, "private");
-  key_structure(kd);
-  mpkey(kd, "x", x, KCAT_PRIV | KF_BURN);
-  dolock(k, kd, "private");
+  kkd = key_newstruct();
+  key_structsteal(kkd, "x", key_newmp(KCAT_PRIV | KF_BURN, x));
+  dolock(k, &kkd, "private");
+  key_structsteal(kd, "private", kkd);
 
   mp_drop(x); mp_drop(y);
 }
@@ -563,22 +561,31 @@ 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;
+  key_data *kd;
   if (!copyparam(k, pl)) {
     dh_param dp;
     int rc;
 
     if (k->curve) {
       qd_parse qd;
-      
+      group *g;
+      const char *e;
+
       if (strcmp(k->curve, "list") == 0) {
        unsigned i, w;
-       LIST("Built-in prime groups", stdout, ptab[i].name, ptab[i].name);
+       LIST("Built-in prime fields", stdout, ptab[i].name, ptab[i].name);
        exit(0);
       }
       qd.p = k->curve;
       if (dh_parse(&qd, &dp))
-       die(EXIT_FAILURE, "error in group spec: %s", qd.e);
+       die(EXIT_FAILURE, "error in field spec: %s", qd.e);
+      if (!qd_eofp(&qd))
+       die(EXIT_FAILURE, "junk at end of field spec");
+      if ((g = group_prime(&dp)) == 0)
+       die(EXIT_FAILURE, "invalid prime field");
+      if (!(k->f & f_quiet) && (e = G_CHECK(g, &rand_global)) != 0)
+       moan("WARNING!  group check failed: %s", e);
+      G_DESTROYGROUP(g);
       goto done;
     }
 
@@ -608,6 +615,24 @@ static void alg_dhparam(keyopts *k)
        key_putattr(k->kf, k->k, "factors", d.buf);
        dstr_destroy(&d);
       }
+    } else if (k->f & f_kcdsa) {
+      if (!k->qbits)
+       k->qbits = 256;
+      rc = dh_kcdsagen(&dp, k->qbits, k->bits, 0,
+                      0, k->r, (k->f & f_quiet) ? 0 : pgen_ev, 0);
+      if (!rc) {
+       dstr d = DSTR_INIT;
+       mp *v = MP_NEW;
+
+       mp_writedstr(dp.q, &d, 10);
+       mp_div(&v, 0, dp.p, dp.q);
+       v = mp_lsr(v, v, 1);
+       dstr_puts(&d, ", ");
+       mp_writedstr(v, &d, 10);
+       mp_drop(v);
+       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);
@@ -616,13 +641,15 @@ static void alg_dhparam(keyopts *k)
       die(EXIT_FAILURE, "Diffie-Hellman parameter generation failed");
 
   done:
-    key_structure(kd);
-    mpkey(kd, "p", dp.p, KCAT_SHARE);
-    mpkey(kd, "q", dp.q, KCAT_SHARE);
-    mpkey(kd, "g", dp.g, KCAT_SHARE);
+    kd = key_newstruct();
+    key_structsteal(kd, "p", key_newmp(KCAT_SHARE, dp.p));
+    key_structsteal(kd, "q", key_newmp(KCAT_SHARE, dp.q));
+    key_structsteal(kd, "g", key_newmp(KCAT_SHARE, dp.g));
     mp_drop(dp.q);
     mp_drop(dp.p);
     mp_drop(dp.g);
+    key_setkeydata(k->kf, k->k, kd);
+    key_drop(kd);
   }
 }
 
@@ -631,11 +658,12 @@ static void alg_dh(keyopts *k)
   mp *x, *y;
   mp *p, *q, *g;
   mpmont mm;
-  key_data *kd = &k->k->k;
+  key_data *kd, *kkd;
 
   /* --- Get the shared parameters --- */
 
   alg_dhparam(k);
+  key_split(&k->k->k); kd = k->k->k;
   p = getmp(kd, "p");
   q = getmp(kd, "q");
   g = getmp(kd, "g");
@@ -655,12 +683,12 @@ static void alg_dh(keyopts *k)
 
   /* --- Store everything away --- */
 
-  mpkey(kd, "y", y, KCAT_PUB);
+  key_structsteal(kd, "y", key_newmp(KCAT_PUB, y));
 
-  kd = key_structcreate(kd, "private");
-  key_structure(kd);
-  mpkey(kd, "x", x, KCAT_PRIV | KF_BURN);
-  dolock(k, kd, "private");
+  kkd = key_newstruct();
+  key_structsteal(kkd, "x", key_newmp(KCAT_PRIV | KF_BURN, x));
+  dolock(k, &kkd, "private");
+  key_structsteal(kd, "private", kkd);
 
   mp_drop(x); mp_drop(y);
 }
@@ -668,7 +696,7 @@ static void alg_dh(keyopts *k)
 static void alg_bbs(keyopts *k)
 {
   bbs_priv bp;
-  key_data *kd;
+  key_data *kd, *kkd;
 
   /* --- Sanity checking --- */
 
@@ -685,26 +713,128 @@ static void alg_bbs(keyopts *k)
 
   /* --- Allrighty then --- */
 
-  kd = &k->k->k;
-  key_structure(kd);
-  mpkey(kd, "n", bp.n, KCAT_PUB);
+  kd = key_newstruct();
+  key_structsteal(kd, "n", key_newmp(KCAT_PUB, bp.n));
 
-  kd = key_structcreate(kd, "private");
-  key_structure(kd);
-  mpkey(kd, "p", bp.p, KCAT_PRIV | KF_BURN);
-  mpkey(kd, "q", bp.q, KCAT_PRIV | KF_BURN);
-  dolock(k, kd, "private");
+  kkd = key_newstruct();
+  key_structsteal(kkd, "p", key_newmp(KCAT_PRIV | KF_BURN, bp.p));
+  key_structsteal(kkd, "q", key_newmp(KCAT_PRIV | KF_BURN, bp.q));
+  dolock(k, &kkd, "private");
+  key_structsteal(kd, "private", kkd);
+  key_setkeydata(k->kf, k->k, kd);
+  key_drop(kd);
 
   bbs_privfree(&bp);
 }
 
+static void alg_binparam(keyopts *k)
+{
+  static const char *pl[] = { "p", "q", "g", 0 };
+  if (!copyparam(k, pl)) {
+    gbin_param gb;
+    qd_parse qd;
+    group *g;
+    const char *e;
+    key_data *kd;
+
+    /* --- Decide on a field --- */
+
+    if (!k->bits) k->bits = 128;
+    if (k->curve && strcmp(k->curve, "list") == 0) {
+      unsigned i, w;
+      LIST("Built-in binary fields", stdout,
+          bintab[i].name, bintab[i].name);
+      exit(0);
+    }
+    if (!k->curve) {
+      if (k->bits <= 40) k->curve = "p1363-40";
+      else if (k->bits <= 56) k->curve = "p1363-56";
+      else if (k->bits <= 64) k->curve = "p1363-64";
+      else if (k->bits <= 80) k->curve = "p1363-80";
+      else if (k->bits <= 112) k->curve = "p1363-112";
+      else if (k->bits <= 128) k->curve = "p1363-128";
+      else {
+       die(EXIT_FAILURE,
+           "no built-in binary fields provide %u-bit security",
+           k->bits);
+      }
+    }
+
+    /* --- Check it --- */
+
+    qd.e = 0;
+    qd.p = k->curve;
+    if (dhbin_parse(&qd, &gb))
+      die(EXIT_FAILURE, "error in field spec: %s", qd.e);
+    if (!qd_eofp(&qd))
+      die(EXIT_FAILURE, "junk at end of field spec");
+    if ((g = group_binary(&gb)) == 0)
+      die(EXIT_FAILURE, "invalid binary field");
+    if (!(k->f & f_quiet) && (e = G_CHECK(g, &rand_global)) != 0)
+      moan("WARNING!  group check failed: %s", e);
+    G_DESTROYGROUP(g);
+
+    /* --- Write out the answer --- */
+
+    kd = key_newstruct();
+    key_structsteal(kd, "p", key_newmp(KCAT_SHARE, gb.p));
+    key_structsteal(kd, "q", key_newmp(KCAT_SHARE, gb.q));
+    key_structsteal(kd, "g", key_newmp(KCAT_SHARE, gb.g));
+    mp_drop(gb.q);
+    mp_drop(gb.p);
+    mp_drop(gb.g);
+    key_setkeydata(k->kf, k->k, kd);
+    key_drop(kd);
+  }
+}
+
+static void alg_bin(keyopts *k)
+{
+  mp *x, *y;
+  mp *p, *q, *g;
+  gfreduce r;
+  key_data *kd, *kkd;
+
+  /* --- Get the shared parameters --- */
+
+  alg_binparam(k);
+  key_split(&k->k->k); kd = k->k->k;
+  p = getmp(kd, "p");
+  q = getmp(kd, "q");
+  g = getmp(kd, "g");
+
+  /* --- Choose a suitable private key --- *
+   *
+   * Since %$g$% has order %$q$%, choose %$x < q$%.
+   */
+
+  x = mprand_range(MP_NEWSEC, q, k->r, 0);
+
+  /* --- Compute the public key %$y = g^x \bmod p$% --- */
+
+  gfreduce_create(&r, p);
+  y = gfreduce_exp(&r, MP_NEW, g, x);
+  gfreduce_destroy(&r);
+
+  /* --- Store everything away --- */
+
+  key_structsteal(kd, "y", key_newmp(KCAT_PUB, y));
+
+  kkd = key_newstruct();
+  key_structsteal(kkd, "x", key_newmp(KCAT_PRIV | KF_BURN, x));
+  dolock(k, &kkd, "private");
+  key_structsteal(kd, "private", kkd);
+
+  mp_drop(x); mp_drop(y);
+}
+
 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;
+    key_data *kd;
 
     /* --- Decide on a curve --- */
 
@@ -739,16 +869,16 @@ static void alg_ecparam(keyopts *k)
 
     /* --- Write out the answer --- */
 
-    key_structure(kd);
-    kd = key_structcreate(kd, "curve");
-    key_string(kd, k->curve);
-    kd->e |= KCAT_SHARE;
+    kd = key_newstruct();
+    key_structsteal(kd, "curve", key_newstring(KCAT_SHARE, k->curve));
+    key_setkeydata(k->kf, k->k, kd);
+    key_drop(kd);
   }
 }
 
 static void alg_ec(keyopts *k)
 {
-  key_data *kd = &k->k->k;
+  key_data *kd;
   key_data *kkd;
   mp *x = MP_NEW;
   ec p = EC_INIT;
@@ -758,6 +888,7 @@ static void alg_ec(keyopts *k)
   /* --- Get the curve --- */
 
   alg_ecparam(k);
+  key_split(&k->k->k); kd = k->k->k;
   if ((kkd = key_structfind(kd, "curve")) == 0)
     die(EXIT_FAILURE, "unexpected failure looking up subkey `curve')");
   if ((kkd->e & KF_ENCMASK) != KENC_STRING)
@@ -772,12 +903,12 @@ static void alg_ec(keyopts *k)
 
   /* --- 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);
+  key_structsteal(kd, "p", key_newec(KCAT_PUB, &p));
+
+  kkd = key_newstruct();
+  key_structsteal(kkd, "x", key_newmp(KCAT_PRIV | KF_BURN, x));
+  dolock(k, &kkd, "private");
+  key_structsteal(kd, "private", kkd);
 
   /* --- Done --- */
 
@@ -797,11 +928,13 @@ static keyalg algtab[] = {
   { "binary",          alg_binary,     "Plain binary data" },
   { "des",             alg_des,        "Binary with DES-style parity" },
   { "rsa",             alg_rsa,        "RSA public-key encryption" },
+  { "bbs",             alg_bbs,        "Blum-Blum-Shub generator" },
   { "dsa",             alg_dsa,        "DSA digital signatures" },
   { "dsa-param",       alg_dsaparam,   "DSA shared parameters" },
   { "dh",              alg_dh,         "Diffie-Hellman key exchange" },
   { "dh-param",                alg_dhparam,    "Diffie-Hellman parameters" },
-  { "bbs",             alg_bbs,        "Blum-Blum-Shub generator" },
+  { "bindh",           alg_bin,        "DH over a binary field" },
+  { "bindh-param",     alg_binparam,   "Binary-field DH parameters" },
   { "ec-param",                alg_ecparam,    "Elliptic curve parameters" },
   { "ec",              alg_ec,         "Elliptic curve crypto" },
   { 0,                 0 }
@@ -813,6 +946,7 @@ static int cmd_add(int argc, char *argv[])
 {
   key_file f;
   time_t exp = KEXP_EXPIRE;
+  uint32 kid = rand_global.ops->word(&rand_global);
   const char *tag = 0, *ptag = 0;
   const char *c = 0;
   keyalg *alg = algtab;
@@ -834,6 +968,7 @@ static int cmd_add(int argc, char *argv[])
       { "comment",     OPTF_ARGREQ,    0,      'c' },
       { "tag",         OPTF_ARGREQ,    0,      't' },
       { "rand-id",     OPTF_ARGREQ,    0,      'R' },
+      { "key-id",      OPTF_ARGREQ,    0,      'I' },
       { "curve",       OPTF_ARGREQ,    0,      'C' },
       { "seedalg",     OPTF_ARGREQ,    0,      'A' },
       { "seed",                OPTF_ARGREQ,    0,      's' },
@@ -842,9 +977,10 @@ static int cmd_add(int argc, char *argv[])
       { "quiet",       0,              0,      'q' },
       { "lim-lee",     0,              0,      'L' },
       { "subgroup",    0,              0,      'S' },
+      { "kcdsa",       0,              0,      'K' },
       { 0,             0,              0,      0 }
     };
-    int i = mdwopt(argc, argv, "+a:b:B:p:e:c:t:R:C:A:s:n:lqrLS",
+    int i = mdwopt(argc, argv, "+a:b:B:p:e:c:t:R:I:C:A:s:n:lqrLKS",
                   opt, 0, 0, 0);
     if (i < 0)
       break;
@@ -906,7 +1042,7 @@ static int cmd_add(int argc, char *argv[])
       /* --- Expiry dates get passed to @get_date@ for parsing --- */
 
       case 'e':
-       if (strncmp(optarg, "forever", strlen(optarg)) == 0)
+       if (strcmp(optarg, "forever") == 0)
          exp = KEXP_FOREVER;
        else {
          exp = get_date(optarg, 0);
@@ -963,7 +1099,7 @@ static int cmd_add(int argc, char *argv[])
       case 's': {
        base64_ctx b;
        dstr d = DSTR_INIT;
-       if (seed) die(EXIT_FAILURE, "seed already set"); 
+       if (seed) die(EXIT_FAILURE, "seed already set");
        base64_init(&b);
        base64_decode(&b, optarg, strlen(optarg), &d);
        base64_decode(&b, 0, 0, &d);
@@ -971,7 +1107,7 @@ static int cmd_add(int argc, char *argv[])
        seed = optarg;
        dstr_destroy(&d);
       } break;
-       
+
       case 'n': {
        base64_ctx b;
        dstr d = DSTR_INIT;
@@ -979,7 +1115,7 @@ static int cmd_add(int argc, char *argv[])
        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"); 
+       if (seed) die(EXIT_FAILURE, "seed already set");
        n /= 8;
        p = xmalloc(n);
        rand_get(RAND_GLOBAL, p, n);
@@ -989,7 +1125,20 @@ static int cmd_add(int argc, char *argv[])
        seed = d.buf;
        k.r = sa->gen(p, n);
       } break;
-       
+
+      /* --- Key id --- */
+
+      case 'I': {
+       char *p;
+       unsigned long id;
+
+       errno = 0;
+       id = strtoul(optarg, &p, 16);
+       if (errno || *p || id > MASK32)
+         die(EXIT_FAILURE, "bad key-id `%s'", optarg);
+       kid = id;
+      } break;
+
       /* --- Other flags --- */
 
       case 'R':
@@ -1004,6 +1153,9 @@ static int cmd_add(int argc, char *argv[])
       case 'L':
        k.f |= f_limlee;
        break;
+      case 'K':
+       k.f |= f_kcdsa;
+       break;
       case 'S':
        k.f |= f_subgroup;
        break;
@@ -1043,12 +1195,10 @@ static int cmd_add(int argc, char *argv[])
   keyrand(&f, rtag);
 
   for (;;) {
-    uint32 id = rand_global.ops->word(&rand_global);
     int err;
-    k.k = key_new(&f, id, argv[optind], exp, &err);
-    if (k.k)
+    if ((err = key_new(&f, kid, argv[optind], exp, &k.k)) == 0)
       break;
-    if (err != KERR_DUPID)
+    else if (err != KERR_DUPID)
       die(EXIT_FAILURE, "error adding new key: %s", key_strerror(err));
   }
 
@@ -1058,7 +1208,9 @@ static int cmd_add(int argc, char *argv[])
     int err;
     key *kk;
     if (k.f & f_retag) {
-      if ((kk = key_bytag(&f, tag)) != 0 && strcmp(kk->tag, tag) == 0)
+      if ((kk = key_bytag(&f, tag)) != 0 &&
+         kk->tag &&
+         strcmp(kk->tag, tag) == 0)
        key_settag(&f, kk, 0);
     }
     if ((err = key_settag(&f, k.k, tag)) != 0)
@@ -1084,7 +1236,7 @@ static int cmd_add(int argc, char *argv[])
   if (ptag) {
     if ((k.p = key_bytag(&f, ptag)) == 0)
       die(EXIT_FAILURE, "parameter key `%s' not found", ptag);
-    if ((k.p->k.e & KF_ENCMASK) != KENC_STRUCT)
+    if ((k.p->k->e & KF_ENCMASK) != KENC_STRUCT)
       die(EXIT_FAILURE, "parameter key `%s' is not structured", ptag);
   }
 
@@ -1094,6 +1246,7 @@ static int cmd_add(int argc, char *argv[])
 
   /* --- Done --- */
 
+  dstr_destroy(&k.tag);
   doclose(&f);
   return (0);
 }
@@ -1176,13 +1329,13 @@ static void showkeydata(key_data *k, int ind, listopts *o, dstr *d)
       if (o->v <= 3)
        fputs(" encrypted\n", stdout);
       else {
-       key_data kd;
-       if (key_punlock(d->buf, k, &kd))
+       key_data *kd;
+       if (key_punlock(&kd, k, d->buf))
          printf(" <failed to unlock %s>\n", d->buf);
        else {
          fputs(" encrypted", stdout);
-         showkeydata(&kd, ind, o, d);
-         key_destroy(&kd);
+         showkeydata(kd, ind, o, d);
+         key_drop(kd);
        }
       }
       break;
@@ -1215,7 +1368,7 @@ static void showkeydata(key_data *k, int ind, listopts *o, dstr *d)
        fputs(", 0x", stdout); mp_writefile(k->u.e.y, stdout, 16);
        putchar('\n');
       }
-      break;      
+      break;
 
     /* --- Structured keys --- *
      *
@@ -1223,23 +1376,23 @@ static void showkeydata(key_data *k, int ind, listopts *o, dstr *d)
      */
 
     case KENC_STRUCT: {
-      sym_iter i;
-      key_struct *ks;
+      key_subkeyiter i;
+      const char *tag;
       size_t n = d->len;
 
       fputs(" {\n", stdout);
-      for (sym_mkiter(&i, &k->u.s); (ks = sym_next(&i)) != 0; ) {
-       if (!key_match(&ks->k, &o->kf))
+      for (key_mksubkeyiter(&i, k); key_nextsubkey(&i, &tag, &k); ) {
+       if (!key_match(k, &o->kf))
          continue;
        INDENT(ind + 2);
-       printf("%s =", SYM_NAME(ks));
+       printf("%s =", tag);
        d->len = n;
-       dstr_putf(d, ".%s", SYM_NAME(ks));
-       showkeydata(&ks->k, ind + 2, o, d);
+       dstr_putf(d, ".%s", tag);
+       showkeydata(k, ind + 2, o, d);
       }
       INDENT(ind);
       fputs("}\n", stdout);
-    } break;      
+    } break;
   }
 
 #undef INDENT
@@ -1262,7 +1415,7 @@ static void showkey(key *k, listopts *o)
 
   /* --- Skip the key if the filter doesn't match --- */
 
-  if (!key_match(&k->k, &o->kf))
+  if (!key_match(k->k, &o->kf))
     return;
 
   /* --- Sort out the expiry and deletion times --- */
@@ -1289,10 +1442,10 @@ static void showkey(key *k, listopts *o)
 
   if (!o->v) {
     if (!(o->f & f_newline)) {
-      printf("%8s  %-20s  %-20s  %-10s  %-10s\n",
+      printf("%8s  %-20s  %-20s  %-10s  %s\n",
             "Id", "Tag", "Type", "Expire", "Delete");
     }
-    printf("%08lx  %-20s  %-20s  %-10s  %-10s\n",
+    printf("%08lx  %-20s  %-20s  %-10s  %s\n",
           (unsigned long)k->id, k->tag ? k->tag : "<none>",
           k->type, ebuf, dbuf);
     o->f |= f_newline;
@@ -1334,10 +1487,10 @@ static void showkey(key *k, listopts *o)
     dstr d = DSTR_INIT;
     fputs("key:", stdout);
     key_fulltag(k, &d);
-    showkeydata(&k->k, 0, o, &d);
+    showkeydata(k->k, 0, o, &d);
     dstr_destroy(&d);
   }
-    
+
   o->f |= f_newline;
 }
 
@@ -1379,7 +1532,7 @@ static int cmd_list(int argc, char *argv[])
        int e = key_readflags(optarg, &p, &o.kf.f, &o.kf.m);
        if (e || *p)
          die(EXIT_FAILURE, "bad filter string `%s'", optarg);
-      } break; 
+      } break;
       default:
        o.f |= f_bogus;
        break;
@@ -1500,6 +1653,29 @@ static int cmd_setattr(int argc, char *argv[])
   return (0);
 }
 
+/* --- @cmd_getattr@ --- */
+
+static int cmd_getattr(int argc, char *argv[])
+{
+  key_file f;
+  key *k;
+  dstr d = DSTR_INIT;
+  const char *p;
+
+  if (argc != 3)
+    die(EXIT_FAILURE, "Usage: getattr TAG ATTR");
+  doopen(&f, KOPEN_READ);
+  if ((k = key_bytag(&f, argv[1])) == 0)
+    die(EXIT_FAILURE, "key `%s' not found", argv[1]);
+  key_fulltag(k, &d);
+  if ((p = key_getattr(&f, k, argv[2])) == 0)
+    die(EXIT_FAILURE, "no attribute `%s' for key `%s'", argv[2], d.buf);
+  puts(p);
+  dstr_destroy(&d);
+  doclose(&f);
+  return (0);
+}
+
 /* --- @cmd_finger@ --- */
 
 static void fingerprint(key *k, const gchash *ch, const key_filter *kf)
@@ -1583,6 +1759,102 @@ static int cmd_finger(int argc, char *argv[])
   return (rc);
 }
 
+/* --- @cmd_verify@ --- */
+
+static unsigned xdigit(char c)
+{
+  if ('A' <= c && c <= 'Z') return (c + 10 - 'A');
+  if ('a' <= c && c <= 'z') return (c + 10 - 'a');
+  if ('0' <= c && c <= '9') return (c - '0');
+  return (~0u);
+}
+
+static void unhexify(octet *q, char *p, size_t n)
+{
+  unsigned a = 0;
+  int i = 0;
+
+  for (;;) {
+    if (*p == '-' || *p == ':' || isspace((unsigned char)*p)) {
+      p++;
+      continue;
+    }
+    if (!n && !*p)
+      break;
+    if (!*p)
+      die(EXIT_FAILURE, "hex string too short");
+    if (!isxdigit((unsigned char)*p))
+      die(EXIT_FAILURE, "bad hex string");
+    if (!n)
+      die(EXIT_FAILURE, "hex string too long");
+    a = (a << 4) | xdigit(*p++);
+    i++;
+    if (i == 2) {
+      *q++ = U8(a);
+      a = 0;
+      i = 0;
+      n--;
+    }
+  }
+}
+
+static int cmd_verify(int argc, char *argv[])
+{
+  key_file f;
+  int rc = 0;
+  const gchash *ch = &rmd160;
+  ghash *h;
+  key *k;
+  octet *buf;
+  const octet *fpr;
+  key_filter kf = { KF_NONSECRET, KF_NONSECRET };
+
+  for (;;) {
+    static struct option opt[] = {
+      { "filter",      OPTF_ARGREQ,    0,      'f' },
+      { "algorithm",   OPTF_ARGREQ,    0,      'a' },
+      { 0,             0,              0,      0 }
+    };
+    int i = mdwopt(argc, argv, "+f:a:", opt, 0, 0, 0);
+    if (i < 0)
+      break;
+    switch (i) {
+      case 'f': {
+       char *p;
+       int err = key_readflags(optarg, &p, &kf.f, &kf.m);
+       if (err || *p)
+         die(EXIT_FAILURE, "bad filter string `%s'", optarg);
+      } break;
+      case 'a':
+       if ((ch = ghash_byname(optarg)) == 0)
+         die(EXIT_FAILURE, "unknown hash algorithm `%s'", optarg);
+       break;
+      default:
+       rc = 1;
+       break;
+    }
+  }
+
+  argv += optind; argc -= optind;
+  if (rc || argc != 2)
+    die(EXIT_FAILURE, "Usage: verify [-f FILTER] TAG FINGERPRINT");
+
+  doopen(&f, KOPEN_READ);
+
+  if ((k = key_bytag(&f, argv[0])) == 0)
+    die(EXIT_FAILURE, "key `%s' not found", argv[0]);
+  buf = xmalloc(ch->hashsz);
+  unhexify(buf, argv[1], ch->hashsz);
+  h = GH_INIT(ch);
+  if (!key_fingerprint(k, h, &kf))
+    die(EXIT_FAILURE, "key has no fingerprintable components (as filtered)");
+  fpr = GH_DONE(h, 0);
+  if (memcmp(fpr, buf, ch->hashsz) != 0)
+    die(EXIT_FAILURE, "key fingerprint mismatch");
+  doclose(&f);
+  return (0);
+}
+
 /* --- @cmd_comment@ --- */
 
 static int cmd_comment(int argc, char *argv[])
@@ -1652,7 +1924,7 @@ static int cmd_lock(int argc, char *argv[])
 {
   key_file f;
   key *k;
-  key_data *kd;
+  key_data **kd;
   dstr d = DSTR_INIT;
 
   if (argc != 2)
@@ -1660,9 +1932,9 @@ static int cmd_lock(int argc, char *argv[])
   doopen(&f, KOPEN_WRITE);
   if (key_qtag(&f, argv[1], &d, &k, &kd))
     die(EXIT_FAILURE, "key `%s' not found", argv[1]);
-  if (kd->e == KENC_ENCRYPT && key_punlock(d.buf, kd, kd))
+  if ((*kd)->e == KENC_ENCRYPT && key_punlock(kd, 0, d.buf))
     die(EXIT_FAILURE, "couldn't unlock key `%s'", d.buf);
-  if (key_plock(d.buf, kd, kd))
+  if (key_plock(kd, 0, d.buf))
     die(EXIT_FAILURE, "failed to lock key `%s'", d.buf);
   f.f |= KF_MODIFIED;
   doclose(&f);
@@ -1675,7 +1947,7 @@ static int cmd_unlock(int argc, char *argv[])
 {
   key_file f;
   key *k;
-  key_data *kd;
+  key_data **kd;
   dstr d = DSTR_INIT;
 
   if (argc != 2)
@@ -1683,9 +1955,9 @@ static int cmd_unlock(int argc, char *argv[])
   doopen(&f, KOPEN_WRITE);
   if (key_qtag(&f, argv[1], &d, &k, &kd))
     die(EXIT_FAILURE, "key `%s' not found", argv[1]);
-  if (kd->e != KENC_ENCRYPT)
+  if ((*kd)->e != KENC_ENCRYPT)
     die(EXIT_FAILURE, "key `%s' is not encrypted", d.buf);
-  if (kd->e == KENC_ENCRYPT && key_punlock(d.buf, kd, kd))
+  if (key_punlock(kd, 0, d.buf))
     die(EXIT_FAILURE, "couldn't unlock key `%s'", d.buf);
   f.f |= KF_MODIFIED;
   doclose(&f);
@@ -1701,6 +1973,8 @@ static int cmd_extract(int argc, char *argv[])
   int i;
   int rc = 0;
   key_filter kf = { 0, 0 };
+  dstr d = DSTR_INIT;
+  const char *outfile = 0;
   FILE *fp;
 
   for (;;) {
@@ -1729,9 +2003,13 @@ static int cmd_extract(int argc, char *argv[])
     die(EXIT_FAILURE, "Usage: extract [-f FILTER] FILE [TAG...]");
   if (strcmp(*argv, "-") == 0)
     fp = stdout;
-  else if (!(fp = fopen(*argv, "w"))) {
-    die(EXIT_FAILURE, "couldn't open `%s' for writing: %s",
-       *argv, strerror(errno));
+  else {
+    outfile = *argv;
+    dstr_putf(&d, "%s.new", outfile);
+    if (!(fp = fopen(d.buf, "w"))) {
+      die(EXIT_FAILURE, "couldn't open `%s' for writing: %s",
+         d.buf, strerror(errno));
+    }
   }
 
   doopen(&f, KOPEN_READ);
@@ -1740,7 +2018,7 @@ static int cmd_extract(int argc, char *argv[])
     key *k;
     for (key_mkiter(&i, &f); (k = key_next(&i)) != 0; )
       key_extract(&f, k, fp, &kf);
-  } else {    
+  } else {
     for (i = 1; i < argc; i++) {
       if ((k = key_bytag(&f, argv[i])) != 0)
        key_extract(&f, k, fp, &kf);
@@ -1750,8 +2028,9 @@ static int cmd_extract(int argc, char *argv[])
       }
     }
   }
-  if (fclose(fp))
+  if (fclose(fp) || (outfile && rename(d.buf, outfile)))
     die(EXIT_FAILURE, "error writing file: %s", strerror(errno));
+  dstr_destroy(&d);
   doclose(&f);
   return (rc);
 }
@@ -1781,7 +2060,7 @@ static int cmd_merge(int argc, char *argv[])
   if (strcmp(argv[1], "-") == 0)
     fp = stdin;
   else if (!(fp = fopen(argv[1], "r"))) {
-    die(EXIT_FAILURE, "couldn't open `%s' for writing: %s",
+    die(EXIT_FAILURE, "couldn't open `%s' for reading: %s",
        argv[1], strerror(errno));
   }
 
@@ -1800,8 +2079,10 @@ static int cmd_merge(int argc, char *argv[])
      ghashtab[i], ghashtab[i]->name)                                   \
   LI("Elliptic curves", ec,                                            \
      ectab[i].name, ectab[i].name)                                     \
-  LI("Diffie-Hellman groups", dh,                                      \
+  LI("Prime Diffie-Hellman groups", dh,                                        \
      ptab[i].name, ptab[i].name)                                       \
+  LI("Binary Diffie-Hellman groups", bindh,                            \
+     bintab[i].name, bintab[i].name)                                   \
   LI("Key-generation algorithms", keygen,                              \
      algtab[i].name, algtab[i].name)                                   \
   LI("Random seeding algorithms", seed,                                        \
@@ -1835,6 +2116,13 @@ Options:\n\
 -a, --algorithm=HASH   Use the named HASH algorithm.\n\
                          ($ show hash for list.)\n\
 " },
+  { "verify", cmd_verify, "verify [-f FILTER] TAG FINGERPRINT", "\
+Options:\n\
+\n\
+-f, --filter=FILT      Only hash key components matching FILT.\n\
+-a, --algorithm=HASH   Use the named HASH algorithm.\n\
+                         ($ show hash for list.)\n\
+" },
   { "extract", cmd_extract, "extract [-f FILTER] FILE [TAG...]", "\
 Options:\n\
 \n\
@@ -1844,6 +2132,7 @@ Options:\n\
   { "expire", cmd_expire, "expire TAG..." },
   { "delete", cmd_delete, "delete TAG..." },
   { "setattr", cmd_setattr, "setattr TAG ATTR..." },
+  { "getattr", cmd_getattr, "getattr TAG ATTR" },
   { "comment", cmd_comment, "comment TAG [COMMENT]" },
   { "lock", cmd_lock, "lock QTAG" },
   { "unlock", cmd_unlock, "unlock QTAG" },
@@ -1855,9 +2144,9 @@ Options:\n\
   { "tidy", cmd_tidy, "tidy" },
   { "add", cmd_add,
     "add [-OPTIONS] TYPE [ATTR...]\n\
-       Options: [-lqrLS] [-a ALG] [-bB BITS] [-p PARAM] [-R TAG]\n\
-                [-A SEEDALG] [-s SEED] [-n BITS]\n\
-                [-e EXPIRE] [-t TAG] [-c COMMENT]", "\
+       Options: [-lqrLKS] [-a ALG] [-bB BITS] [-p PARAM] [-R TAG]\n\
+                [-A SEEDALG] [-s SEED] [-n BITS] [-I KEYID]\n\
+                [-e EXPIRE] [-t TAG] [-c COMMENT]", "\
 Options:\n\
 \n\
 -a, --algorithm=ALG    Generate keys suitable for ALG.\n\
@@ -1876,9 +2165,11 @@ Options:\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\
+-I, --key-id=ID                Force the key-id for the new key.\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\
+-K, --kcdsa            Generate KCDSA-style Lim-Lee primes for DH groups.\n\
 -S, --subgroup         Use a prime-order subgroup for Diffie-Hellman.\n\
 " },
   { 0, 0, 0 }