Better wording for transaction fee notification messages
[novacoin.git] / cryptopp / cryptlib.h
1 // cryptlib.h - written and placed in the public domain by Wei Dai
2 /*! \file
3         This file contains the declarations for the abstract base
4         classes that provide a uniform interface to this library.
5 */
6
7 /*!     \mainpage Crypto++ Library 5.6.0 API Reference
8 <dl>
9 <dt>Abstract Base Classes<dd>
10         cryptlib.h
11 <dt>Authenticated Encryption<dd>
12         AuthenticatedSymmetricCipherDocumentation
13 <dt>Symmetric Ciphers<dd>
14         SymmetricCipherDocumentation
15 <dt>Hash Functions<dd>
16         SHA1, SHA224, SHA256, SHA384, SHA512, Tiger, Whirlpool, RIPEMD160, RIPEMD320, RIPEMD128, RIPEMD256, Weak1::MD2, Weak1::MD4, Weak1::MD5
17 <dt>Non-Cryptographic Checksums<dd>
18         CRC32, Adler32
19 <dt>Message Authentication Codes<dd>
20         VMAC, HMAC, CBC_MAC, CMAC, DMAC, TTMAC, GCM (GMAC)
21 <dt>Random Number Generators<dd>
22         NullRNG(), LC_RNG, RandomPool, BlockingRng, NonblockingRng, AutoSeededRandomPool, AutoSeededX917RNG, DefaultAutoSeededRNG
23 <dt>Password-based Cryptography<dd>
24         PasswordBasedKeyDerivationFunction
25 <dt>Public Key Cryptosystems<dd>
26         DLIES, ECIES, LUCES, RSAES, RabinES, LUC_IES
27 <dt>Public Key Signature Schemes<dd>
28         DSA, GDSA, ECDSA, NR, ECNR, LUCSS, RSASS, RSASS_ISO, RabinSS, RWSS, ESIGN
29 <dt>Key Agreement<dd>
30         #DH, DH2, #MQV, ECDH, ECMQV, XTR_DH
31 <dt>Algebraic Structures<dd>
32         Integer, PolynomialMod2, PolynomialOver, RingOfPolynomialsOver,
33         ModularArithmetic, MontgomeryRepresentation, GFP2_ONB,
34         GF2NP, GF256, GF2_32, EC2N, ECP
35 <dt>Secret Sharing and Information Dispersal<dd>
36         SecretSharing, SecretRecovery, InformationDispersal, InformationRecovery
37 <dt>Compression<dd>
38         Deflator, Inflator, Gzip, Gunzip, ZlibCompressor, ZlibDecompressor
39 <dt>Input Source Classes<dd>
40         StringSource, ArraySource, FileSource, SocketSource, WindowsPipeSource, RandomNumberSource
41 <dt>Output Sink Classes<dd>
42         StringSinkTemplate, ArraySink, FileSink, SocketSink, WindowsPipeSink, RandomNumberSink
43 <dt>Filter Wrappers<dd>
44         StreamTransformationFilter, HashFilter, HashVerificationFilter, SignerFilter, SignatureVerificationFilter
45 <dt>Binary to Text Encoders and Decoders<dd>
46         HexEncoder, HexDecoder, Base64Encoder, Base64Decoder, Base32Encoder, Base32Decoder
47 <dt>Wrappers for OS features<dd>
48         Timer, Socket, WindowsHandle, ThreadLocalStorage, ThreadUserTimer
49 <dt>FIPS 140 related<dd>
50         fips140.h
51 </dl>
52
53 In the FIPS 140-2 validated DLL version of Crypto++, only the following implementation class are available.
54 <dl>
55 <dt>Block Ciphers<dd>
56         AES, DES_EDE2, DES_EDE3, SKIPJACK
57 <dt>Cipher Modes (replace template parameter BC with one of the block ciphers above)<dd>
58         ECB_Mode\<BC\>, CTR_Mode\<BC\>, CBC_Mode\<BC\>, CFB_FIPS_Mode\<BC\>, OFB_Mode\<BC\>
59 <dt>Hash Functions<dd>
60         SHA1, SHA224, SHA256, SHA384, SHA512
61 <dt>Public Key Signature Schemes (replace template parameter H with one of the hash functions above)<dd>
62         RSASS\<PKCS1v15, H\>, RSASS\<PSS, H\>, RSASS_ISO\<H\>, RWSS\<P1363_EMSA2, H\>, DSA, ECDSA\<ECP, H\>, ECDSA\<EC2N, H\>
63 <dt>Message Authentication Codes (replace template parameter H with one of the hash functions above)<dd>
64         HMAC\<H\>, CBC_MAC\<DES_EDE2\>, CBC_MAC\<DES_EDE3\>
65 <dt>Random Number Generators<dd>
66         DefaultAutoSeededRNG (AutoSeededX917RNG\<AES\>)
67 <dt>Key Agreement<dd>
68         #DH
69 <dt>Public Key Cryptosystems<dd>
70         RSAES\<OAEP\<SHA1\> \>
71 </dl>
72
73 <p>This reference manual is a work in progress. Some classes are still lacking detailed descriptions.
74 <p>Click <a href="CryptoPPRef.zip">here</a> to download a zip archive containing this manual.
75 <p>Thanks to Ryan Phillips for providing the Doxygen configuration file
76 and getting me started with this manual.
77 */
78
79 #ifndef CRYPTOPP_CRYPTLIB_H
80 #define CRYPTOPP_CRYPTLIB_H
81
82 #include "config.h"
83 #include "stdcpp.h"
84
85 NAMESPACE_BEGIN(CryptoPP)
86
87 // forward declarations
88 class Integer;
89 class RandomNumberGenerator;
90 class BufferedTransformation;
91
92 //! used to specify a direction for a cipher to operate in (encrypt or decrypt)
93 enum CipherDir {ENCRYPTION, DECRYPTION};
94
95 //! used to represent infinite time
96 const unsigned long INFINITE_TIME = ULONG_MAX;
97
98 // VC60 workaround: using enums as template parameters causes problems
99 template <typename ENUM_TYPE, int VALUE>
100 struct EnumToType
101 {
102         static ENUM_TYPE ToEnum() {return (ENUM_TYPE)VALUE;}
103 };
104
105 enum ByteOrder {LITTLE_ENDIAN_ORDER = 0, BIG_ENDIAN_ORDER = 1};
106 typedef EnumToType<ByteOrder, LITTLE_ENDIAN_ORDER> LittleEndian;
107 typedef EnumToType<ByteOrder, BIG_ENDIAN_ORDER> BigEndian;
108
109 //! base class for all exceptions thrown by Crypto++
110 class CRYPTOPP_DLL Exception : public std::exception
111 {
112 public:
113         //! error types
114         enum ErrorType {
115                 //! a method is not implemented
116                 NOT_IMPLEMENTED,
117                 //! invalid function argument
118                 INVALID_ARGUMENT,
119                 //! BufferedTransformation received a Flush(true) signal but can't flush buffers
120                 CANNOT_FLUSH,
121                 //! data integerity check (such as CRC or MAC) failed
122                 DATA_INTEGRITY_CHECK_FAILED,
123                 //! received input data that doesn't conform to expected format
124                 INVALID_DATA_FORMAT,
125                 //! error reading from input device or writing to output device
126                 IO_ERROR,
127                 //! some error not belong to any of the above categories
128                 OTHER_ERROR
129         };
130
131         explicit Exception(ErrorType errorType, const std::string &s) : m_errorType(errorType), m_what(s) {}
132         virtual ~Exception() throw() {}
133         const char *what() const throw() {return (m_what.c_str());}
134         const std::string &GetWhat() const {return m_what;}
135         void SetWhat(const std::string &s) {m_what = s;}
136         ErrorType GetErrorType() const {return m_errorType;}
137         void SetErrorType(ErrorType errorType) {m_errorType = errorType;}
138
139 private:
140         ErrorType m_errorType;
141         std::string m_what;
142 };
143
144 //! exception thrown when an invalid argument is detected
145 class CRYPTOPP_DLL InvalidArgument : public Exception
146 {
147 public:
148         explicit InvalidArgument(const std::string &s) : Exception(INVALID_ARGUMENT, s) {}
149 };
150
151 //! exception thrown when input data is received that doesn't conform to expected format
152 class CRYPTOPP_DLL InvalidDataFormat : public Exception
153 {
154 public:
155         explicit InvalidDataFormat(const std::string &s) : Exception(INVALID_DATA_FORMAT, s) {}
156 };
157
158 //! exception thrown by decryption filters when trying to decrypt an invalid ciphertext
159 class CRYPTOPP_DLL InvalidCiphertext : public InvalidDataFormat
160 {
161 public:
162         explicit InvalidCiphertext(const std::string &s) : InvalidDataFormat(s) {}
163 };
164
165 //! exception thrown by a class if a non-implemented method is called
166 class CRYPTOPP_DLL NotImplemented : public Exception
167 {
168 public:
169         explicit NotImplemented(const std::string &s) : Exception(NOT_IMPLEMENTED, s) {}
170 };
171
172 //! exception thrown by a class when Flush(true) is called but it can't completely flush its buffers
173 class CRYPTOPP_DLL CannotFlush : public Exception
174 {
175 public:
176         explicit CannotFlush(const std::string &s) : Exception(CANNOT_FLUSH, s) {}
177 };
178
179 //! error reported by the operating system
180 class CRYPTOPP_DLL OS_Error : public Exception
181 {
182 public:
183         OS_Error(ErrorType errorType, const std::string &s, const std::string& operation, int errorCode)
184                 : Exception(errorType, s), m_operation(operation), m_errorCode(errorCode) {}
185         ~OS_Error() throw() {}
186
187         // the operating system API that reported the error
188         const std::string & GetOperation() const {return m_operation;}
189         // the error code return by the operating system
190         int GetErrorCode() const {return m_errorCode;}
191
192 protected:
193         std::string m_operation;
194         int m_errorCode;
195 };
196
197 //! used to return decoding results
198 struct CRYPTOPP_DLL DecodingResult
199 {
200         explicit DecodingResult() : isValidCoding(false), messageLength(0) {}
201         explicit DecodingResult(size_t len) : isValidCoding(true), messageLength(len) {}
202
203         bool operator==(const DecodingResult &rhs) const {return isValidCoding == rhs.isValidCoding && messageLength == rhs.messageLength;}
204         bool operator!=(const DecodingResult &rhs) const {return !operator==(rhs);}
205
206         bool isValidCoding;
207         size_t messageLength;
208
209 #ifdef CRYPTOPP_MAINTAIN_BACKWARDS_COMPATIBILITY
210         operator size_t() const {return isValidCoding ? messageLength : 0;}
211 #endif
212 };
213
214 //! interface for retrieving values given their names
215 /*! \note This class is used to safely pass a variable number of arbitrarily typed arguments to functions
216         and to read values from keys and crypto parameters.
217         \note To obtain an object that implements NameValuePairs for the purpose of parameter
218         passing, use the MakeParameters() function.
219         \note To get a value from NameValuePairs, you need to know the name and the type of the value. 
220         Call GetValueNames() on a NameValuePairs object to obtain a list of value names that it supports.
221         Then look at the Name namespace documentation to see what the type of each value is, or
222         alternatively, call GetIntValue() with the value name, and if the type is not int, a
223         ValueTypeMismatch exception will be thrown and you can get the actual type from the exception object.
224 */
225 class CRYPTOPP_NO_VTABLE NameValuePairs
226 {
227 public:
228         virtual ~NameValuePairs() {}
229
230         //! exception thrown when trying to retrieve a value using a different type than expected
231         class CRYPTOPP_DLL ValueTypeMismatch : public InvalidArgument
232         {
233         public:
234                 ValueTypeMismatch(const std::string &name, const std::type_info &stored, const std::type_info &retrieving)
235                         : InvalidArgument("NameValuePairs: type mismatch for '" + name + "', stored '" + stored.name() + "', trying to retrieve '" + retrieving.name() + "'")
236                         , m_stored(stored), m_retrieving(retrieving) {}
237
238                 const std::type_info & GetStoredTypeInfo() const {return m_stored;}
239                 const std::type_info & GetRetrievingTypeInfo() const {return m_retrieving;}
240
241         private:
242                 const std::type_info &m_stored;
243                 const std::type_info &m_retrieving;
244         };
245
246         //! get a copy of this object or a subobject of it
247         template <class T>
248         bool GetThisObject(T &object) const
249         {
250                 return GetValue((std::string("ThisObject:")+typeid(T).name()).c_str(), object);
251         }
252
253         //! get a pointer to this object, as a pointer to T
254         template <class T>
255         bool GetThisPointer(T *&p) const
256         {
257                 return GetValue((std::string("ThisPointer:")+typeid(T).name()).c_str(), p);
258         }
259
260         //! get a named value, returns true if the name exists
261         template <class T>
262         bool GetValue(const char *name, T &value) const
263         {
264                 return GetVoidValue(name, typeid(T), &value);
265         }
266
267         //! get a named value, returns the default if the name doesn't exist
268         template <class T>
269         T GetValueWithDefault(const char *name, T defaultValue) const
270         {
271                 GetValue(name, defaultValue);
272                 return defaultValue;
273         }
274
275         //! get a list of value names that can be retrieved
276         CRYPTOPP_DLL std::string GetValueNames() const
277                 {std::string result; GetValue("ValueNames", result); return result;}
278
279         //! get a named value with type int
280         /*! used to ensure we don't accidentally try to get an unsigned int
281                 or some other type when we mean int (which is the most common case) */
282         CRYPTOPP_DLL bool GetIntValue(const char *name, int &value) const
283                 {return GetValue(name, value);}
284
285         //! get a named value with type int, with default
286         CRYPTOPP_DLL int GetIntValueWithDefault(const char *name, int defaultValue) const
287                 {return GetValueWithDefault(name, defaultValue);}
288
289         //! used by derived classes to check for type mismatch
290         CRYPTOPP_DLL static void CRYPTOPP_API ThrowIfTypeMismatch(const char *name, const std::type_info &stored, const std::type_info &retrieving)
291                 {if (stored != retrieving) throw ValueTypeMismatch(name, stored, retrieving);}
292
293         template <class T>
294         void GetRequiredParameter(const char *className, const char *name, T &value) const
295         {
296                 if (!GetValue(name, value))
297                         throw InvalidArgument(std::string(className) + ": missing required parameter '" + name + "'");
298         }
299
300         CRYPTOPP_DLL void GetRequiredIntParameter(const char *className, const char *name, int &value) const
301         {
302                 if (!GetIntValue(name, value))
303                         throw InvalidArgument(std::string(className) + ": missing required parameter '" + name + "'");
304         }
305
306         //! to be implemented by derived classes, users should use one of the above functions instead
307         CRYPTOPP_DLL virtual bool GetVoidValue(const char *name, const std::type_info &valueType, void *pValue) const =0;
308 };
309
310 //! namespace containing value name definitions
311 /*!     value names, types and semantics:
312
313         ThisObject:ClassName (ClassName, copy of this object or a subobject)
314         ThisPointer:ClassName (const ClassName *, pointer to this object or a subobject)
315 */
316 DOCUMENTED_NAMESPACE_BEGIN(Name)
317 // more names defined in argnames.h
318 DOCUMENTED_NAMESPACE_END
319
320 //! empty set of name-value pairs
321 class CRYPTOPP_DLL NullNameValuePairs : public NameValuePairs
322 {
323 public:
324         bool GetVoidValue(const char *name, const std::type_info &valueType, void *pValue) const {return false;}
325 };
326
327 //! _
328 extern CRYPTOPP_DLL const NullNameValuePairs g_nullNameValuePairs;
329
330 // ********************************************************
331
332 //! interface for cloning objects, this is not implemented by most classes yet
333 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE Clonable
334 {
335 public:
336         virtual ~Clonable() {}
337         //! this is not implemented by most classes yet
338         virtual Clonable* Clone() const {throw NotImplemented("Clone() is not implemented yet.");}      // TODO: make this =0
339 };
340
341 //! interface for all crypto algorithms
342
343 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE Algorithm : public Clonable
344 {
345 public:
346         /*! When FIPS 140-2 compliance is enabled and checkSelfTestStatus == true,
347                 this constructor throws SelfTestFailure if the self test hasn't been run or fails. */
348         Algorithm(bool checkSelfTestStatus = true);
349         //! returns name of this algorithm, not universally implemented yet
350         virtual std::string AlgorithmName() const {return "unknown";}
351 };
352
353 //! keying interface for crypto algorithms that take byte strings as keys
354 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE SimpleKeyingInterface
355 {
356 public:
357         virtual ~SimpleKeyingInterface() {}
358
359         //! returns smallest valid key length in bytes */
360         virtual size_t MinKeyLength() const =0;
361         //! returns largest valid key length in bytes */
362         virtual size_t MaxKeyLength() const =0;
363         //! returns default (recommended) key length in bytes */
364         virtual size_t DefaultKeyLength() const =0;
365
366         //! returns the smallest valid key length in bytes that is >= min(n, GetMaxKeyLength())
367         virtual size_t GetValidKeyLength(size_t n) const =0;
368
369         //! returns whether n is a valid key length
370         virtual bool IsValidKeyLength(size_t n) const
371                 {return n == GetValidKeyLength(n);}
372
373         //! set or reset the key of this object
374         /*! \param params is used to specify Rounds, BlockSize, etc. */
375         virtual void SetKey(const byte *key, size_t length, const NameValuePairs &params = g_nullNameValuePairs);
376
377         //! calls SetKey() with an NameValuePairs object that just specifies "Rounds"
378         void SetKeyWithRounds(const byte *key, size_t length, int rounds);
379
380         //! calls SetKey() with an NameValuePairs object that just specifies "IV"
381         void SetKeyWithIV(const byte *key, size_t length, const byte *iv, size_t ivLength);
382
383         //! calls SetKey() with an NameValuePairs object that just specifies "IV"
384         void SetKeyWithIV(const byte *key, size_t length, const byte *iv)
385                 {SetKeyWithIV(key, length, iv, IVSize());}
386
387         enum IV_Requirement {UNIQUE_IV = 0, RANDOM_IV, UNPREDICTABLE_RANDOM_IV, INTERNALLY_GENERATED_IV, NOT_RESYNCHRONIZABLE};
388         //! returns the minimal requirement for secure IVs
389         virtual IV_Requirement IVRequirement() const =0;
390
391         //! returns whether this object can be resynchronized (i.e. supports initialization vectors)
392         /*! If this function returns true, and no IV is passed to SetKey() and CanUseStructuredIVs()==true, an IV of all 0's will be assumed. */
393         bool IsResynchronizable() const {return IVRequirement() < NOT_RESYNCHRONIZABLE;}
394         //! returns whether this object can use random IVs (in addition to ones returned by GetNextIV)
395         bool CanUseRandomIVs() const {return IVRequirement() <= UNPREDICTABLE_RANDOM_IV;}
396         //! returns whether this object can use random but possibly predictable IVs (in addition to ones returned by GetNextIV)
397         bool CanUsePredictableIVs() const {return IVRequirement() <= RANDOM_IV;}
398         //! returns whether this object can use structured IVs, for example a counter (in addition to ones returned by GetNextIV)
399         bool CanUseStructuredIVs() const {return IVRequirement() <= UNIQUE_IV;}
400
401         virtual unsigned int IVSize() const {throw NotImplemented(GetAlgorithm().AlgorithmName() + ": this object doesn't support resynchronization");}
402         //! returns default length of IVs accepted by this object
403         unsigned int DefaultIVLength() const {return IVSize();}
404         //! returns minimal length of IVs accepted by this object
405         virtual unsigned int MinIVLength() const {return IVSize();}
406         //! returns maximal length of IVs accepted by this object
407         virtual unsigned int MaxIVLength() const {return IVSize();}
408         //! resynchronize with an IV. ivLength=-1 means use IVSize()
409         virtual void Resynchronize(const byte *iv, int ivLength=-1) {throw NotImplemented(GetAlgorithm().AlgorithmName() + ": this object doesn't support resynchronization");}
410         //! get a secure IV for the next message
411         /*! This method should be called after you finish encrypting one message and are ready to start the next one.
412                 After calling it, you must call SetKey() or Resynchronize() before using this object again. 
413                 This method is not implemented on decryption objects. */
414         virtual void GetNextIV(RandomNumberGenerator &rng, byte *IV);
415
416 protected:
417         virtual const Algorithm & GetAlgorithm() const =0;
418         virtual void UncheckedSetKey(const byte *key, unsigned int length, const NameValuePairs &params) =0;
419
420         void ThrowIfInvalidKeyLength(size_t length);
421         void ThrowIfResynchronizable();                 // to be called when no IV is passed
422         void ThrowIfInvalidIV(const byte *iv);  // check for NULL IV if it can't be used
423         size_t ThrowIfInvalidIVLength(int size);
424         const byte * GetIVAndThrowIfInvalid(const NameValuePairs &params, size_t &size);
425         inline void AssertValidKeyLength(size_t length) const
426                 {assert(IsValidKeyLength(length));}
427 };
428
429 //! interface for the data processing part of block ciphers
430
431 /*! Classes derived from BlockTransformation are block ciphers
432         in ECB mode (for example the DES::Encryption class), which are stateless.
433         These classes should not be used directly, but only in combination with
434         a mode class (see CipherModeDocumentation in modes.h).
435 */
436 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE BlockTransformation : public Algorithm
437 {
438 public:
439         //! encrypt or decrypt inBlock, xor with xorBlock, and write to outBlock
440         virtual void ProcessAndXorBlock(const byte *inBlock, const byte *xorBlock, byte *outBlock) const =0;
441
442         //! encrypt or decrypt one block
443         /*! \pre size of inBlock and outBlock == BlockSize() */
444         void ProcessBlock(const byte *inBlock, byte *outBlock) const
445                 {ProcessAndXorBlock(inBlock, NULL, outBlock);}
446
447         //! encrypt or decrypt one block in place
448         void ProcessBlock(byte *inoutBlock) const
449                 {ProcessAndXorBlock(inoutBlock, NULL, inoutBlock);}
450
451         //! block size of the cipher in bytes
452         virtual unsigned int BlockSize() const =0;
453
454         //! returns how inputs and outputs should be aligned for optimal performance
455         virtual unsigned int OptimalDataAlignment() const;
456
457         //! returns true if this is a permutation (i.e. there is an inverse transformation)
458         virtual bool IsPermutation() const {return true;}
459
460         //! returns true if this is an encryption object
461         virtual bool IsForwardTransformation() const =0;
462
463         //! return number of blocks that can be processed in parallel, for bit-slicing implementations
464         virtual unsigned int OptimalNumberOfParallelBlocks() const {return 1;}
465
466         enum {BT_InBlockIsCounter=1, BT_DontIncrementInOutPointers=2, BT_XorInput=4, BT_ReverseDirection=8} FlagsForAdvancedProcessBlocks;
467
468         //! encrypt and xor blocks according to flags (see FlagsForAdvancedProcessBlocks)
469         /*! /note If BT_InBlockIsCounter is set, last byte of inBlocks may be modified. */
470         virtual size_t AdvancedProcessBlocks(const byte *inBlocks, const byte *xorBlocks, byte *outBlocks, size_t length, word32 flags) const;
471
472         inline CipherDir GetCipherDirection() const {return IsForwardTransformation() ? ENCRYPTION : DECRYPTION;}
473 };
474
475 //! interface for the data processing part of stream ciphers
476
477 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE StreamTransformation : public Algorithm
478 {
479 public:
480         //! return a reference to this object, 
481         /*! This function is useful for passing a temporary StreamTransformation object to a 
482                 function that takes a non-const reference. */
483         StreamTransformation& Ref() {return *this;}
484
485         //! returns block size, if input must be processed in blocks, otherwise 1
486         virtual unsigned int MandatoryBlockSize() const {return 1;}
487
488         //! returns the input block size that is most efficient for this cipher
489         /*! \note optimal input length is n * OptimalBlockSize() - GetOptimalBlockSizeUsed() for any n > 0 */
490         virtual unsigned int OptimalBlockSize() const {return MandatoryBlockSize();}
491         //! returns how much of the current block is used up
492         virtual unsigned int GetOptimalBlockSizeUsed() const {return 0;}
493
494         //! returns how input should be aligned for optimal performance
495         virtual unsigned int OptimalDataAlignment() const;
496
497         //! encrypt or decrypt an array of bytes of specified length
498         /*! \note either inString == outString, or they don't overlap */
499         virtual void ProcessData(byte *outString, const byte *inString, size_t length) =0;
500
501         //! for ciphers where the last block of data is special, encrypt or decrypt the last block of data
502         /*! For now the only use of this function is for CBC-CTS mode. */
503         virtual void ProcessLastBlock(byte *outString, const byte *inString, size_t length);
504         //! returns the minimum size of the last block, 0 indicating the last block is not special
505         virtual unsigned int MinLastBlockSize() const {return 0;}
506
507         //! same as ProcessData(inoutString, inoutString, length)
508         inline void ProcessString(byte *inoutString, size_t length)
509                 {ProcessData(inoutString, inoutString, length);}
510         //! same as ProcessData(outString, inString, length)
511         inline void ProcessString(byte *outString, const byte *inString, size_t length)
512                 {ProcessData(outString, inString, length);}
513         //! implemented as {ProcessData(&input, &input, 1); return input;}
514         inline byte ProcessByte(byte input)
515                 {ProcessData(&input, &input, 1); return input;}
516
517         //! returns whether this cipher supports random access
518         virtual bool IsRandomAccess() const =0;
519         //! for random access ciphers, seek to an absolute position
520         virtual void Seek(lword n)
521         {
522                 assert(!IsRandomAccess());
523                 throw NotImplemented("StreamTransformation: this object doesn't support random access");
524         }
525
526         //! returns whether this transformation is self-inverting (e.g. xor with a keystream)
527         virtual bool IsSelfInverting() const =0;
528         //! returns whether this is an encryption object
529         virtual bool IsForwardTransformation() const =0;
530 };
531
532 //! interface for hash functions and data processing part of MACs
533
534 /*! HashTransformation objects are stateful.  They are created in an initial state,
535         change state as Update() is called, and return to the initial
536         state when Final() is called.  This interface allows a large message to
537         be hashed in pieces by calling Update() on each piece followed by
538         calling Final().
539 */
540 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE HashTransformation : public Algorithm
541 {
542 public:
543         //! return a reference to this object, 
544         /*! This function is useful for passing a temporary HashTransformation object to a 
545                 function that takes a non-const reference. */
546         HashTransformation& Ref() {return *this;}
547
548         //! process more input
549         virtual void Update(const byte *input, size_t length) =0;
550
551         //! request space to write input into
552         virtual byte * CreateUpdateSpace(size_t &size) {size=0; return NULL;}
553
554         //! compute hash for current message, then restart for a new message
555         /*!     \pre size of digest == DigestSize(). */
556         virtual void Final(byte *digest)
557                 {TruncatedFinal(digest, DigestSize());}
558
559         //! discard the current state, and restart with a new message
560         virtual void Restart()
561                 {TruncatedFinal(NULL, 0);}
562
563         //! size of the hash/digest/MAC returned by Final()
564         virtual unsigned int DigestSize() const =0;
565
566         //! same as DigestSize()
567         unsigned int TagSize() const {return DigestSize();}
568
569
570         //! block size of underlying compression function, or 0 if not block based
571         virtual unsigned int BlockSize() const {return 0;}
572
573         //! input to Update() should have length a multiple of this for optimal speed
574         virtual unsigned int OptimalBlockSize() const {return 1;}
575
576         //! returns how input should be aligned for optimal performance
577         virtual unsigned int OptimalDataAlignment() const;
578
579         //! use this if your input is in one piece and you don't want to call Update() and Final() separately
580         virtual void CalculateDigest(byte *digest, const byte *input, size_t length)
581                 {Update(input, length); Final(digest);}
582
583         //! verify that digest is a valid digest for the current message, then reinitialize the object
584         /*! Default implementation is to call Final() and do a bitwise comparison
585                 between its output and digest. */
586         virtual bool Verify(const byte *digest)
587                 {return TruncatedVerify(digest, DigestSize());}
588
589         //! use this if your input is in one piece and you don't want to call Update() and Verify() separately
590         virtual bool VerifyDigest(const byte *digest, const byte *input, size_t length)
591                 {Update(input, length); return Verify(digest);}
592
593         //! truncated version of Final()
594         virtual void TruncatedFinal(byte *digest, size_t digestSize) =0;
595
596         //! truncated version of CalculateDigest()
597         virtual void CalculateTruncatedDigest(byte *digest, size_t digestSize, const byte *input, size_t length)
598                 {Update(input, length); TruncatedFinal(digest, digestSize);}
599
600         //! truncated version of Verify()
601         virtual bool TruncatedVerify(const byte *digest, size_t digestLength);
602
603         //! truncated version of VerifyDigest()
604         virtual bool VerifyTruncatedDigest(const byte *digest, size_t digestLength, const byte *input, size_t length)
605                 {Update(input, length); return TruncatedVerify(digest, digestLength);}
606
607 protected:
608         void ThrowIfInvalidTruncatedSize(size_t size) const;
609 };
610
611 typedef HashTransformation HashFunction;
612
613 //! interface for one direction (encryption or decryption) of a block cipher
614 /*! \note These objects usually should not be used directly. See BlockTransformation for more details. */
615 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE BlockCipher : public SimpleKeyingInterface, public BlockTransformation
616 {
617 protected:
618         const Algorithm & GetAlgorithm() const {return *this;}
619 };
620
621 //! interface for one direction (encryption or decryption) of a stream cipher or cipher mode
622 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE SymmetricCipher : public SimpleKeyingInterface, public StreamTransformation
623 {
624 protected:
625         const Algorithm & GetAlgorithm() const {return *this;}
626 };
627
628 //! interface for message authentication codes
629 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE MessageAuthenticationCode : public SimpleKeyingInterface, public HashTransformation
630 {
631 protected:
632         const Algorithm & GetAlgorithm() const {return *this;}
633 };
634
635 //! interface for for one direction (encryption or decryption) of a stream cipher or block cipher mode with authentication
636 /*! The StreamTransformation part of this interface is used to encrypt/decrypt the data, and the MessageAuthenticationCode part of this
637         interface is used to input additional authenticated data (AAD, which is MAC'ed but not encrypted), and to generate/verify the MAC. */
638 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE AuthenticatedSymmetricCipher : public MessageAuthenticationCode, public StreamTransformation
639 {
640 public:
641         //! this indicates that a member function was called in the wrong state, for example trying to encrypt a message before having set the key or IV
642         class BadState : public Exception
643         {
644         public:
645                 explicit BadState(const std::string &name, const char *message) : Exception(OTHER_ERROR, name + ": " + message) {}
646                 explicit BadState(const std::string &name, const char *function, const char *state) : Exception(OTHER_ERROR, name + ": " + function + " was called before " + state) {}
647         };
648
649         //! the maximum length of AAD that can be input before the encrypted data
650         virtual lword MaxHeaderLength() const =0;
651         //! the maximum length of encrypted data
652         virtual lword MaxMessageLength() const =0;
653         //! the maximum length of AAD that can be input after the encrypted data
654         virtual lword MaxFooterLength() const {return 0;}
655         //! if this function returns true, SpecifyDataLengths() must be called before attempting to input data
656         /*! This is the case for some schemes, such as CCM. */
657         virtual bool NeedsPrespecifiedDataLengths() const {return false;}
658         //! this function only needs to be called if NeedsPrespecifiedDataLengths() returns true
659         void SpecifyDataLengths(lword headerLength, lword messageLength, lword footerLength=0);
660         //! encrypt and generate MAC in one call. will truncate MAC if macSize < TagSize()
661         virtual void EncryptAndAuthenticate(byte *ciphertext, byte *mac, size_t macSize, const byte *iv, int ivLength, const byte *header, size_t headerLength, const byte *message, size_t messageLength);
662         //! decrypt and verify MAC in one call, returning true iff MAC is valid. will assume MAC is truncated if macLength < TagSize()
663         virtual bool DecryptAndVerify(byte *message, const byte *mac, size_t macLength, const byte *iv, int ivLength, const byte *header, size_t headerLength, const byte *ciphertext, size_t ciphertextLength);
664
665         // redeclare this to avoid compiler ambiguity errors
666         virtual std::string AlgorithmName() const =0;
667
668 protected:
669         const Algorithm & GetAlgorithm() const {return *static_cast<const MessageAuthenticationCode *>(this);}
670         virtual void UncheckedSpecifyDataLengths(lword headerLength, lword messageLength, lword footerLength) {}
671 };
672
673 #ifdef CRYPTOPP_MAINTAIN_BACKWARDS_COMPATIBILITY
674 typedef SymmetricCipher StreamCipher;
675 #endif
676
677 //! interface for random number generators
678 /*! All return values are uniformly distributed over the range specified.
679 */
680 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE RandomNumberGenerator : public Algorithm
681 {
682 public:
683         //! update RNG state with additional unpredictable values
684         virtual void IncorporateEntropy(const byte *input, size_t length) {throw NotImplemented("RandomNumberGenerator: IncorporateEntropy not implemented");}
685
686         //! returns true if IncorporateEntropy is implemented
687         virtual bool CanIncorporateEntropy() const {return false;}
688
689         //! generate new random byte and return it
690         virtual byte GenerateByte();
691
692         //! generate new random bit and return it
693         /*! Default implementation is to call GenerateByte() and return its lowest bit. */
694         virtual unsigned int GenerateBit();
695
696         //! generate a random 32 bit word in the range min to max, inclusive
697         virtual word32 GenerateWord32(word32 a=0, word32 b=0xffffffffL);
698
699         //! generate random array of bytes
700         virtual void GenerateBlock(byte *output, size_t size);
701
702         //! generate and discard n bytes
703         virtual void DiscardBytes(size_t n);
704
705         //! generate random bytes as input to a BufferedTransformation
706         virtual void GenerateIntoBufferedTransformation(BufferedTransformation &target, const std::string &channel, lword length);
707
708         //! randomly shuffle the specified array, resulting permutation is uniformly distributed
709         template <class IT> void Shuffle(IT begin, IT end)
710         {
711                 for (; begin != end; ++begin)
712                         std::iter_swap(begin, begin + GenerateWord32(0, end-begin-1));
713         }
714
715 #ifdef CRYPTOPP_MAINTAIN_BACKWARDS_COMPATIBILITY
716         byte GetByte() {return GenerateByte();}
717         unsigned int GetBit() {return GenerateBit();}
718         word32 GetLong(word32 a=0, word32 b=0xffffffffL) {return GenerateWord32(a, b);}
719         word16 GetShort(word16 a=0, word16 b=0xffff) {return (word16)GenerateWord32(a, b);}
720         void GetBlock(byte *output, size_t size) {GenerateBlock(output, size);}
721 #endif
722 };
723
724 //! returns a reference that can be passed to functions that ask for a RNG but doesn't actually use it
725 CRYPTOPP_DLL RandomNumberGenerator & CRYPTOPP_API NullRNG();
726
727 class WaitObjectContainer;
728 class CallStack;
729
730 //! interface for objects that you can wait for
731
732 class CRYPTOPP_NO_VTABLE Waitable
733 {
734 public:
735         virtual ~Waitable() {}
736
737         //! maximum number of wait objects that this object can return
738         virtual unsigned int GetMaxWaitObjectCount() const =0;
739         //! put wait objects into container
740         /*! \param callStack is used for tracing no wait loops, example:
741                      something.GetWaitObjects(c, CallStack("my func after X", 0));
742                            - or in an outer GetWaitObjects() method that itself takes a callStack parameter:
743                              innerThing.GetWaitObjects(c, CallStack("MyClass::GetWaitObjects at X", &callStack)); */
744         virtual void GetWaitObjects(WaitObjectContainer &container, CallStack const& callStack) =0;
745         //! wait on this object
746         /*! same as creating an empty container, calling GetWaitObjects(), and calling Wait() on the container */
747         bool Wait(unsigned long milliseconds, CallStack const& callStack);
748 };
749
750 //! the default channel for BufferedTransformation, equal to the empty string
751 extern CRYPTOPP_DLL const std::string DEFAULT_CHANNEL;
752
753 //! channel for additional authenticated data, equal to "AAD"
754 extern CRYPTOPP_DLL const std::string AAD_CHANNEL;
755
756 //! interface for buffered transformations
757
758 /*! BufferedTransformation is a generalization of BlockTransformation,
759         StreamTransformation, and HashTransformation.
760
761         A buffered transformation is an object that takes a stream of bytes
762         as input (this may be done in stages), does some computation on them, and
763         then places the result into an internal buffer for later retrieval.  Any
764         partial result already in the output buffer is not modified by further
765         input.
766
767         If a method takes a "blocking" parameter, and you
768         pass "false" for it, the method will return before all input has been processed if
769         the input cannot be processed without waiting (for network buffers to become available, for example).
770         In this case the method will return true
771         or a non-zero integer value. When this happens you must continue to call the method with the same
772         parameters until it returns false or zero, before calling any other method on it or
773         attached BufferedTransformation. The integer return value in this case is approximately
774         the number of bytes left to be processed, and can be used to implement a progress bar.
775
776         For functions that take a "propagation" parameter, propagation != 0 means pass on the signal to attached
777         BufferedTransformation objects, with propagation decremented at each step until it reaches 0.
778         -1 means unlimited propagation.
779
780         \nosubgrouping
781 */
782 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE BufferedTransformation : public Algorithm, public Waitable
783 {
784 public:
785         // placed up here for CW8
786         static const std::string &NULL_CHANNEL; // same as DEFAULT_CHANNEL, for backwards compatibility
787
788         BufferedTransformation() : Algorithm(false) {}
789
790         //! return a reference to this object
791         /*! This function is useful for passing a temporary BufferedTransformation object to a 
792                 function that takes a non-const reference. */
793         BufferedTransformation& Ref() {return *this;}
794
795         //!     \name INPUT
796         //@{
797                 //! input a byte for processing
798                 size_t Put(byte inByte, bool blocking=true)
799                         {return Put(&inByte, 1, blocking);}
800                 //! input multiple bytes
801                 size_t Put(const byte *inString, size_t length, bool blocking=true)
802                         {return Put2(inString, length, 0, blocking);}
803
804                 //! input a 16-bit word
805                 size_t PutWord16(word16 value, ByteOrder order=BIG_ENDIAN_ORDER, bool blocking=true);
806                 //! input a 32-bit word
807                 size_t PutWord32(word32 value, ByteOrder order=BIG_ENDIAN_ORDER, bool blocking=true);
808
809                 //! request space which can be written into by the caller, and then used as input to Put()
810                 /*! \param size is requested size (as a hint) for input, and size of the returned space for output */
811                 /*! \note The purpose of this method is to help avoid doing extra memory allocations. */
812                 virtual byte * CreatePutSpace(size_t &size) {size=0; return NULL;}
813
814                 virtual bool CanModifyInput() const {return false;}
815
816                 //! input multiple bytes that may be modified by callee
817                 size_t PutModifiable(byte *inString, size_t length, bool blocking=true)
818                         {return PutModifiable2(inString, length, 0, blocking);}
819
820                 bool MessageEnd(int propagation=-1, bool blocking=true)
821                         {return !!Put2(NULL, 0, propagation < 0 ? -1 : propagation+1, blocking);}
822                 size_t PutMessageEnd(const byte *inString, size_t length, int propagation=-1, bool blocking=true)
823                         {return Put2(inString, length, propagation < 0 ? -1 : propagation+1, blocking);}
824
825                 //! input multiple bytes for blocking or non-blocking processing
826                 /*! \param messageEnd means how many filters to signal MessageEnd to, including this one */
827                 virtual size_t Put2(const byte *inString, size_t length, int messageEnd, bool blocking) =0;
828                 //! input multiple bytes that may be modified by callee for blocking or non-blocking processing
829                 /*! \param messageEnd means how many filters to signal MessageEnd to, including this one */
830                 virtual size_t PutModifiable2(byte *inString, size_t length, int messageEnd, bool blocking)
831                         {return Put2(inString, length, messageEnd, blocking);}
832
833                 //! thrown by objects that have not implemented nonblocking input processing
834                 struct BlockingInputOnly : public NotImplemented
835                         {BlockingInputOnly(const std::string &s) : NotImplemented(s + ": Nonblocking input is not implemented by this object.") {}};
836         //@}
837
838         //!     \name WAITING
839         //@{
840                 unsigned int GetMaxWaitObjectCount() const;
841                 void GetWaitObjects(WaitObjectContainer &container, CallStack const& callStack);
842         //@}
843
844         //!     \name SIGNALS
845         //@{
846                 virtual void IsolatedInitialize(const NameValuePairs &parameters) {throw NotImplemented("BufferedTransformation: this object can't be reinitialized");}
847                 virtual bool IsolatedFlush(bool hardFlush, bool blocking) =0;
848                 virtual bool IsolatedMessageSeriesEnd(bool blocking) {return false;}
849
850                 //! initialize or reinitialize this object
851                 virtual void Initialize(const NameValuePairs &parameters=g_nullNameValuePairs, int propagation=-1);
852                 //! flush buffered input and/or output
853                 /*! \param hardFlush is used to indicate whether all data should be flushed
854                         \note Hard flushes must be used with care. It means try to process and output everything, even if
855                         there may not be enough data to complete the action. For example, hard flushing a HexDecoder would
856                         cause an error if you do it after inputing an odd number of hex encoded characters.
857                         For some types of filters, for example ZlibDecompressor, hard flushes can only
858                         be done at "synchronization points". These synchronization points are positions in the data
859                         stream that are created by hard flushes on the corresponding reverse filters, in this
860                         example ZlibCompressor. This is useful when zlib compressed data is moved across a
861                         network in packets and compression state is preserved across packets, as in the ssh2 protocol.
862                 */
863                 virtual bool Flush(bool hardFlush, int propagation=-1, bool blocking=true);
864                 //! mark end of a series of messages
865                 /*! There should be a MessageEnd immediately before MessageSeriesEnd. */
866                 virtual bool MessageSeriesEnd(int propagation=-1, bool blocking=true);
867
868                 //! set propagation of automatically generated and transferred signals
869                 /*! propagation == 0 means do not automaticly generate signals */
870                 virtual void SetAutoSignalPropagation(int propagation) {}
871
872                 //!
873                 virtual int GetAutoSignalPropagation() const {return 0;}
874 public:
875
876 #ifdef CRYPTOPP_MAINTAIN_BACKWARDS_COMPATIBILITY
877                 void Close() {MessageEnd();}
878 #endif
879         //@}
880
881         //!     \name RETRIEVAL OF ONE MESSAGE
882         //@{
883                 //! returns number of bytes that is currently ready for retrieval
884                 /*! All retrieval functions return the actual number of bytes
885                         retrieved, which is the lesser of the request number and
886                         MaxRetrievable(). */
887                 virtual lword MaxRetrievable() const;
888
889                 //! returns whether any bytes are currently ready for retrieval
890                 virtual bool AnyRetrievable() const;
891
892                 //! try to retrieve a single byte
893                 virtual size_t Get(byte &outByte);
894                 //! try to retrieve multiple bytes
895                 virtual size_t Get(byte *outString, size_t getMax);
896
897                 //! peek at the next byte without removing it from the output buffer
898                 virtual size_t Peek(byte &outByte) const;
899                 //! peek at multiple bytes without removing them from the output buffer
900                 virtual size_t Peek(byte *outString, size_t peekMax) const;
901
902                 //! try to retrieve a 16-bit word
903                 size_t GetWord16(word16 &value, ByteOrder order=BIG_ENDIAN_ORDER);
904                 //! try to retrieve a 32-bit word
905                 size_t GetWord32(word32 &value, ByteOrder order=BIG_ENDIAN_ORDER);
906
907                 //! try to peek at a 16-bit word
908                 size_t PeekWord16(word16 &value, ByteOrder order=BIG_ENDIAN_ORDER) const;
909                 //! try to peek at a 32-bit word
910                 size_t PeekWord32(word32 &value, ByteOrder order=BIG_ENDIAN_ORDER) const;
911
912                 //! move transferMax bytes of the buffered output to target as input
913                 lword TransferTo(BufferedTransformation &target, lword transferMax=LWORD_MAX, const std::string &channel=DEFAULT_CHANNEL)
914                         {TransferTo2(target, transferMax, channel); return transferMax;}
915
916                 //! discard skipMax bytes from the output buffer
917                 virtual lword Skip(lword skipMax=LWORD_MAX);
918
919                 //! copy copyMax bytes of the buffered output to target as input
920                 lword CopyTo(BufferedTransformation &target, lword copyMax=LWORD_MAX, const std::string &channel=DEFAULT_CHANNEL) const
921                         {return CopyRangeTo(target, 0, copyMax, channel);}
922
923                 //! copy copyMax bytes of the buffered output, starting at position (relative to current position), to target as input
924                 lword CopyRangeTo(BufferedTransformation &target, lword position, lword copyMax=LWORD_MAX, const std::string &channel=DEFAULT_CHANNEL) const
925                         {lword i = position; CopyRangeTo2(target, i, i+copyMax, channel); return i-position;}
926
927 #ifdef CRYPTOPP_MAINTAIN_BACKWARDS_COMPATIBILITY
928                 unsigned long MaxRetrieveable() const {return MaxRetrievable();}
929 #endif
930         //@}
931
932         //!     \name RETRIEVAL OF MULTIPLE MESSAGES
933         //@{
934                 //!
935                 virtual lword TotalBytesRetrievable() const;
936                 //! number of times MessageEnd() has been received minus messages retrieved or skipped
937                 virtual unsigned int NumberOfMessages() const;
938                 //! returns true if NumberOfMessages() > 0
939                 virtual bool AnyMessages() const;
940                 //! start retrieving the next message
941                 /*!
942                         Returns false if no more messages exist or this message 
943                         is not completely retrieved.
944                 */
945                 virtual bool GetNextMessage();
946                 //! skip count number of messages
947                 virtual unsigned int SkipMessages(unsigned int count=UINT_MAX);
948                 //!
949                 unsigned int TransferMessagesTo(BufferedTransformation &target, unsigned int count=UINT_MAX, const std::string &channel=DEFAULT_CHANNEL)
950                         {TransferMessagesTo2(target, count, channel); return count;}
951                 //!
952                 unsigned int CopyMessagesTo(BufferedTransformation &target, unsigned int count=UINT_MAX, const std::string &channel=DEFAULT_CHANNEL) const;
953
954                 //!
955                 virtual void SkipAll();
956                 //!
957                 void TransferAllTo(BufferedTransformation &target, const std::string &channel=DEFAULT_CHANNEL)
958                         {TransferAllTo2(target, channel);}
959                 //!
960                 void CopyAllTo(BufferedTransformation &target, const std::string &channel=DEFAULT_CHANNEL) const;
961
962                 virtual bool GetNextMessageSeries() {return false;}
963                 virtual unsigned int NumberOfMessagesInThisSeries() const {return NumberOfMessages();}
964                 virtual unsigned int NumberOfMessageSeries() const {return 0;}
965         //@}
966
967         //!     \name NON-BLOCKING TRANSFER OF OUTPUT
968         //@{
969                 //! upon return, byteCount contains number of bytes that have finished being transfered, and returns the number of bytes left in the current transfer block
970                 virtual size_t TransferTo2(BufferedTransformation &target, lword &byteCount, const std::string &channel=DEFAULT_CHANNEL, bool blocking=true) =0;
971                 //! upon return, begin contains the start position of data yet to be finished copying, and returns the number of bytes left in the current transfer block
972                 virtual size_t CopyRangeTo2(BufferedTransformation &target, lword &begin, lword end=LWORD_MAX, const std::string &channel=DEFAULT_CHANNEL, bool blocking=true) const =0;
973                 //! upon return, messageCount contains number of messages that have finished being transfered, and returns the number of bytes left in the current transfer block
974                 size_t TransferMessagesTo2(BufferedTransformation &target, unsigned int &messageCount, const std::string &channel=DEFAULT_CHANNEL, bool blocking=true);
975                 //! returns the number of bytes left in the current transfer block
976                 size_t TransferAllTo2(BufferedTransformation &target, const std::string &channel=DEFAULT_CHANNEL, bool blocking=true);
977         //@}
978
979         //!     \name CHANNELS
980         //@{
981                 struct NoChannelSupport : public NotImplemented
982                         {NoChannelSupport(const std::string &name) : NotImplemented(name + ": this object doesn't support multiple channels") {}};
983                 struct InvalidChannelName : public InvalidArgument
984                         {InvalidChannelName(const std::string &name, const std::string &channel) : InvalidArgument(name + ": unexpected channel name \"" + channel + "\"") {}};
985
986                 size_t ChannelPut(const std::string &channel, byte inByte, bool blocking=true)
987                         {return ChannelPut(channel, &inByte, 1, blocking);}
988                 size_t ChannelPut(const std::string &channel, const byte *inString, size_t length, bool blocking=true)
989                         {return ChannelPut2(channel, inString, length, 0, blocking);}
990
991                 size_t ChannelPutModifiable(const std::string &channel, byte *inString, size_t length, bool blocking=true)
992                         {return ChannelPutModifiable2(channel, inString, length, 0, blocking);}
993
994                 size_t ChannelPutWord16(const std::string &channel, word16 value, ByteOrder order=BIG_ENDIAN_ORDER, bool blocking=true);
995                 size_t ChannelPutWord32(const std::string &channel, word32 value, ByteOrder order=BIG_ENDIAN_ORDER, bool blocking=true);
996
997                 bool ChannelMessageEnd(const std::string &channel, int propagation=-1, bool blocking=true)
998                         {return !!ChannelPut2(channel, NULL, 0, propagation < 0 ? -1 : propagation+1, blocking);}
999                 size_t ChannelPutMessageEnd(const std::string &channel, const byte *inString, size_t length, int propagation=-1, bool blocking=true)
1000                         {return ChannelPut2(channel, inString, length, propagation < 0 ? -1 : propagation+1, blocking);}
1001
1002                 virtual byte * ChannelCreatePutSpace(const std::string &channel, size_t &size);
1003
1004                 virtual size_t ChannelPut2(const std::string &channel, const byte *begin, size_t length, int messageEnd, bool blocking);
1005                 virtual size_t ChannelPutModifiable2(const std::string &channel, byte *begin, size_t length, int messageEnd, bool blocking);
1006
1007                 virtual bool ChannelFlush(const std::string &channel, bool hardFlush, int propagation=-1, bool blocking=true);
1008                 virtual bool ChannelMessageSeriesEnd(const std::string &channel, int propagation=-1, bool blocking=true);
1009
1010                 virtual void SetRetrievalChannel(const std::string &channel);
1011         //@}
1012
1013         //!     \name ATTACHMENT
1014         /*! Some BufferedTransformation objects (e.g. Filter objects)
1015                 allow other BufferedTransformation objects to be attached. When
1016                 this is done, the first object instead of buffering its output,
1017                 sents that output to the attached object as input. The entire
1018                 attachment chain is deleted when the anchor object is destructed.
1019         */
1020         //@{
1021                 //! returns whether this object allows attachment
1022                 virtual bool Attachable() {return false;}
1023                 //! returns the object immediately attached to this object or NULL for no attachment
1024                 virtual BufferedTransformation *AttachedTransformation() {assert(!Attachable()); return 0;}
1025                 //!
1026                 virtual const BufferedTransformation *AttachedTransformation() const
1027                         {return const_cast<BufferedTransformation *>(this)->AttachedTransformation();}
1028                 //! delete the current attachment chain and replace it with newAttachment
1029                 virtual void Detach(BufferedTransformation *newAttachment = 0)
1030                         {assert(!Attachable()); throw NotImplemented("BufferedTransformation: this object is not attachable");}
1031                 //! add newAttachment to the end of attachment chain
1032                 virtual void Attach(BufferedTransformation *newAttachment);
1033         //@}
1034
1035 protected:
1036         static int DecrementPropagation(int propagation)
1037                 {return propagation != 0 ? propagation - 1 : 0;}
1038
1039 private:
1040         byte m_buf[4];  // for ChannelPutWord16 and ChannelPutWord32, to ensure buffer isn't deallocated before non-blocking operation completes
1041 };
1042
1043 //! returns a reference to a BufferedTransformation object that discards all input
1044 BufferedTransformation & TheBitBucket();
1045
1046 //! interface for crypto material, such as public and private keys, and crypto parameters
1047
1048 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE CryptoMaterial : public NameValuePairs
1049 {
1050 public:
1051         //! exception thrown when invalid crypto material is detected
1052         class CRYPTOPP_DLL InvalidMaterial : public InvalidDataFormat
1053         {
1054         public:
1055                 explicit InvalidMaterial(const std::string &s) : InvalidDataFormat(s) {}
1056         };
1057
1058         //! assign values from source to this object
1059         /*! \note This function can be used to create a public key from a private key. */
1060         virtual void AssignFrom(const NameValuePairs &source) =0;
1061
1062         //! check this object for errors
1063         /*! \param level denotes the level of thoroughness:
1064                 0 - using this object won't cause a crash or exception (rng is ignored)
1065                 1 - this object will probably function (encrypt, sign, etc.) correctly (but may not check for weak keys and such)
1066                 2 - make sure this object will function correctly, and do reasonable security checks
1067                 3 - do checks that may take a long time
1068                 \return true if the tests pass */
1069         virtual bool Validate(RandomNumberGenerator &rng, unsigned int level) const =0;
1070
1071         //! throws InvalidMaterial if this object fails Validate() test
1072         virtual void ThrowIfInvalid(RandomNumberGenerator &rng, unsigned int level) const
1073                 {if (!Validate(rng, level)) throw InvalidMaterial("CryptoMaterial: this object contains invalid values");}
1074
1075 //      virtual std::vector<std::string> GetSupportedFormats(bool includeSaveOnly=false, bool includeLoadOnly=false);
1076
1077         //! save key into a BufferedTransformation
1078         virtual void Save(BufferedTransformation &bt) const
1079                 {throw NotImplemented("CryptoMaterial: this object does not support saving");}
1080
1081         //! load key from a BufferedTransformation
1082         /*! \throws KeyingErr if decode fails
1083                 \note Generally does not check that the key is valid.
1084                         Call ValidateKey() or ThrowIfInvalidKey() to check that. */
1085         virtual void Load(BufferedTransformation &bt)
1086                 {throw NotImplemented("CryptoMaterial: this object does not support loading");}
1087
1088         //! \return whether this object supports precomputation
1089         virtual bool SupportsPrecomputation() const {return false;}
1090         //! do precomputation
1091         /*! The exact semantics of Precompute() is varies, but
1092                 typically it means calculate a table of n objects
1093                 that can be used later to speed up computation. */
1094         virtual void Precompute(unsigned int n)
1095                 {assert(!SupportsPrecomputation()); throw NotImplemented("CryptoMaterial: this object does not support precomputation");}
1096         //! retrieve previously saved precomputation
1097         virtual void LoadPrecomputation(BufferedTransformation &storedPrecomputation)
1098                 {assert(!SupportsPrecomputation()); throw NotImplemented("CryptoMaterial: this object does not support precomputation");}
1099         //! save precomputation for later use
1100         virtual void SavePrecomputation(BufferedTransformation &storedPrecomputation) const
1101                 {assert(!SupportsPrecomputation()); throw NotImplemented("CryptoMaterial: this object does not support precomputation");}
1102
1103         // for internal library use
1104         void DoQuickSanityCheck() const {ThrowIfInvalid(NullRNG(), 0);}
1105
1106 #if (defined(__SUNPRO_CC) && __SUNPRO_CC < 0x590)
1107         // Sun Studio 11/CC 5.8 workaround: it generates incorrect code when casting to an empty virtual base class
1108         char m_sunCCworkaround;
1109 #endif
1110 };
1111
1112 //! interface for generatable crypto material, such as private keys and crypto parameters
1113
1114 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE GeneratableCryptoMaterial : virtual public CryptoMaterial
1115 {
1116 public:
1117         //! generate a random key or crypto parameters
1118         /*! \throws KeyingErr if algorithm parameters are invalid, or if a key can't be generated
1119                 (e.g., if this is a public key object) */
1120         virtual void GenerateRandom(RandomNumberGenerator &rng, const NameValuePairs &params = g_nullNameValuePairs)
1121                 {throw NotImplemented("GeneratableCryptoMaterial: this object does not support key/parameter generation");}
1122
1123         //! calls the above function with a NameValuePairs object that just specifies "KeySize"
1124         void GenerateRandomWithKeySize(RandomNumberGenerator &rng, unsigned int keySize);
1125 };
1126
1127 //! interface for public keys
1128
1129 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE PublicKey : virtual public CryptoMaterial
1130 {
1131 };
1132
1133 //! interface for private keys
1134
1135 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE PrivateKey : public GeneratableCryptoMaterial
1136 {
1137 };
1138
1139 //! interface for crypto prameters
1140
1141 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE CryptoParameters : public GeneratableCryptoMaterial
1142 {
1143 };
1144
1145 //! interface for asymmetric algorithms
1146
1147 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE AsymmetricAlgorithm : public Algorithm
1148 {
1149 public:
1150         //! returns a reference to the crypto material used by this object
1151         virtual CryptoMaterial & AccessMaterial() =0;
1152         //! returns a const reference to the crypto material used by this object
1153         virtual const CryptoMaterial & GetMaterial() const =0;
1154
1155         //! for backwards compatibility, calls AccessMaterial().Load(bt)
1156         void BERDecode(BufferedTransformation &bt)
1157                 {AccessMaterial().Load(bt);}
1158         //! for backwards compatibility, calls GetMaterial().Save(bt)
1159         void DEREncode(BufferedTransformation &bt) const
1160                 {GetMaterial().Save(bt);}
1161 };
1162
1163 //! interface for asymmetric algorithms using public keys
1164
1165 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE PublicKeyAlgorithm : public AsymmetricAlgorithm
1166 {
1167 public:
1168         // VC60 workaround: no co-variant return type
1169         CryptoMaterial & AccessMaterial() {return AccessPublicKey();}
1170         const CryptoMaterial & GetMaterial() const {return GetPublicKey();}
1171
1172         virtual PublicKey & AccessPublicKey() =0;
1173         virtual const PublicKey & GetPublicKey() const {return const_cast<PublicKeyAlgorithm *>(this)->AccessPublicKey();}
1174 };
1175
1176 //! interface for asymmetric algorithms using private keys
1177
1178 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE PrivateKeyAlgorithm : public AsymmetricAlgorithm
1179 {
1180 public:
1181         CryptoMaterial & AccessMaterial() {return AccessPrivateKey();}
1182         const CryptoMaterial & GetMaterial() const {return GetPrivateKey();}
1183
1184         virtual PrivateKey & AccessPrivateKey() =0;
1185         virtual const PrivateKey & GetPrivateKey() const {return const_cast<PrivateKeyAlgorithm *>(this)->AccessPrivateKey();}
1186 };
1187
1188 //! interface for key agreement algorithms
1189
1190 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE KeyAgreementAlgorithm : public AsymmetricAlgorithm
1191 {
1192 public:
1193         CryptoMaterial & AccessMaterial() {return AccessCryptoParameters();}
1194         const CryptoMaterial & GetMaterial() const {return GetCryptoParameters();}
1195
1196         virtual CryptoParameters & AccessCryptoParameters() =0;
1197         virtual const CryptoParameters & GetCryptoParameters() const {return const_cast<KeyAgreementAlgorithm *>(this)->AccessCryptoParameters();}
1198 };
1199
1200 //! interface for public-key encryptors and decryptors
1201
1202 /*! This class provides an interface common to encryptors and decryptors
1203         for querying their plaintext and ciphertext lengths.
1204 */
1205 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE PK_CryptoSystem
1206 {
1207 public:
1208         virtual ~PK_CryptoSystem() {}
1209
1210         //! maximum length of plaintext for a given ciphertext length
1211         /*! \note This function returns 0 if ciphertextLength is not valid (too long or too short). */
1212         virtual size_t MaxPlaintextLength(size_t ciphertextLength) const =0;
1213
1214         //! calculate length of ciphertext given length of plaintext
1215         /*! \note This function returns 0 if plaintextLength is not valid (too long). */
1216         virtual size_t CiphertextLength(size_t plaintextLength) const =0;
1217
1218         //! this object supports the use of the parameter with the given name
1219         /*! some possible parameter names: EncodingParameters, KeyDerivationParameters */
1220         virtual bool ParameterSupported(const char *name) const =0;
1221
1222         //! return fixed ciphertext length, if one exists, otherwise return 0
1223         /*! \note "Fixed" here means length of ciphertext does not depend on length of plaintext.
1224                 It usually does depend on the key length. */
1225         virtual size_t FixedCiphertextLength() const {return 0;}
1226
1227         //! return maximum plaintext length given the fixed ciphertext length, if one exists, otherwise return 0
1228         virtual size_t FixedMaxPlaintextLength() const {return 0;}
1229
1230 #ifdef CRYPTOPP_MAINTAIN_BACKWARDS_COMPATIBILITY
1231         size_t MaxPlainTextLength(size_t cipherTextLength) const {return MaxPlaintextLength(cipherTextLength);}
1232         size_t CipherTextLength(size_t plainTextLength) const {return CiphertextLength(plainTextLength);}
1233 #endif
1234 };
1235
1236 //! interface for public-key encryptors
1237 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE PK_Encryptor : public PK_CryptoSystem, public PublicKeyAlgorithm
1238 {
1239 public:
1240         //! exception thrown when trying to encrypt plaintext of invalid length
1241         class CRYPTOPP_DLL InvalidPlaintextLength : public Exception
1242         {
1243         public:
1244                 InvalidPlaintextLength() : Exception(OTHER_ERROR, "PK_Encryptor: invalid plaintext length") {}
1245         };
1246
1247         //! encrypt a byte string
1248         /*! \pre CiphertextLength(plaintextLength) != 0 (i.e., plaintext isn't too long)
1249                 \pre size of ciphertext == CiphertextLength(plaintextLength)
1250         */
1251         virtual void Encrypt(RandomNumberGenerator &rng, 
1252                 const byte *plaintext, size_t plaintextLength, 
1253                 byte *ciphertext, const NameValuePairs &parameters = g_nullNameValuePairs) const =0;
1254
1255         //! create a new encryption filter
1256         /*! \note The caller is responsible for deleting the returned pointer.
1257                 \note Encoding parameters should be passed in the "EP" channel.
1258         */
1259         virtual BufferedTransformation * CreateEncryptionFilter(RandomNumberGenerator &rng, 
1260                 BufferedTransformation *attachment=NULL, const NameValuePairs &parameters = g_nullNameValuePairs) const;
1261 };
1262
1263 //! interface for public-key decryptors
1264
1265 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE PK_Decryptor : public PK_CryptoSystem, public PrivateKeyAlgorithm
1266 {
1267 public:
1268         //! decrypt a byte string, and return the length of plaintext
1269         /*! \pre size of plaintext == MaxPlaintextLength(ciphertextLength) bytes.
1270                 \return the actual length of the plaintext, indication that decryption failed.
1271         */
1272         virtual DecodingResult Decrypt(RandomNumberGenerator &rng, 
1273                 const byte *ciphertext, size_t ciphertextLength, 
1274                 byte *plaintext, const NameValuePairs &parameters = g_nullNameValuePairs) const =0;
1275
1276         //! create a new decryption filter
1277         /*! \note caller is responsible for deleting the returned pointer
1278         */
1279         virtual BufferedTransformation * CreateDecryptionFilter(RandomNumberGenerator &rng, 
1280                 BufferedTransformation *attachment=NULL, const NameValuePairs &parameters = g_nullNameValuePairs) const;
1281
1282         //! decrypt a fixed size ciphertext
1283         DecodingResult FixedLengthDecrypt(RandomNumberGenerator &rng, const byte *ciphertext, byte *plaintext, const NameValuePairs &parameters = g_nullNameValuePairs) const
1284                 {return Decrypt(rng, ciphertext, FixedCiphertextLength(), plaintext, parameters);}
1285 };
1286
1287 #ifdef CRYPTOPP_MAINTAIN_BACKWARDS_COMPATIBILITY
1288 typedef PK_CryptoSystem PK_FixedLengthCryptoSystem;
1289 typedef PK_Encryptor PK_FixedLengthEncryptor;
1290 typedef PK_Decryptor PK_FixedLengthDecryptor;
1291 #endif
1292
1293 //! interface for public-key signers and verifiers
1294
1295 /*! This class provides an interface common to signers and verifiers
1296         for querying scheme properties.
1297 */
1298 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE PK_SignatureScheme
1299 {
1300 public:
1301         //! invalid key exception, may be thrown by any function in this class if the private or public key has a length that can't be used
1302         class CRYPTOPP_DLL InvalidKeyLength : public Exception
1303         {
1304         public:
1305                 InvalidKeyLength(const std::string &message) : Exception(OTHER_ERROR, message) {}
1306         };
1307
1308         //! key too short exception, may be thrown by any function in this class if the private or public key is too short to sign or verify anything
1309         class CRYPTOPP_DLL KeyTooShort : public InvalidKeyLength
1310         {
1311         public:
1312                 KeyTooShort() : InvalidKeyLength("PK_Signer: key too short for this signature scheme") {}
1313         };
1314
1315         virtual ~PK_SignatureScheme() {}
1316
1317         //! signature length if it only depends on the key, otherwise 0
1318         virtual size_t SignatureLength() const =0;
1319
1320         //! maximum signature length produced for a given length of recoverable message part
1321         virtual size_t MaxSignatureLength(size_t recoverablePartLength = 0) const {return SignatureLength();}
1322
1323         //! length of longest message that can be recovered, or 0 if this signature scheme does not support message recovery
1324         virtual size_t MaxRecoverableLength() const =0;
1325
1326         //! length of longest message that can be recovered from a signature of given length, or 0 if this signature scheme does not support message recovery
1327         virtual size_t MaxRecoverableLengthFromSignatureLength(size_t signatureLength) const =0;
1328
1329         //! requires a random number generator to sign
1330         /*! if this returns false, NullRNG() can be passed to functions that take RandomNumberGenerator & */
1331         virtual bool IsProbabilistic() const =0;
1332
1333         //! whether or not a non-recoverable message part can be signed
1334         virtual bool AllowNonrecoverablePart() const =0;
1335
1336         //! if this function returns true, during verification you must input the signature before the message, otherwise you can input it at anytime */
1337         virtual bool SignatureUpfront() const {return false;}
1338
1339         //! whether you must input the recoverable part before the non-recoverable part during signing
1340         virtual bool RecoverablePartFirst() const =0;
1341 };
1342
1343 //! interface for accumulating messages to be signed or verified
1344 /*! Only Update() should be called
1345         on this class. No other functions inherited from HashTransformation should be called.
1346 */
1347 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE PK_MessageAccumulator : public HashTransformation
1348 {
1349 public:
1350         //! should not be called on PK_MessageAccumulator
1351         unsigned int DigestSize() const
1352                 {throw NotImplemented("PK_MessageAccumulator: DigestSize() should not be called");}
1353         //! should not be called on PK_MessageAccumulator
1354         void TruncatedFinal(byte *digest, size_t digestSize) 
1355                 {throw NotImplemented("PK_MessageAccumulator: TruncatedFinal() should not be called");}
1356 };
1357
1358 //! interface for public-key signers
1359
1360 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE PK_Signer : public PK_SignatureScheme, public PrivateKeyAlgorithm
1361 {
1362 public:
1363         //! create a new HashTransformation to accumulate the message to be signed
1364         virtual PK_MessageAccumulator * NewSignatureAccumulator(RandomNumberGenerator &rng) const =0;
1365
1366         virtual void InputRecoverableMessage(PK_MessageAccumulator &messageAccumulator, const byte *recoverableMessage, size_t recoverableMessageLength) const =0;
1367
1368         //! sign and delete messageAccumulator (even in case of exception thrown)
1369         /*! \pre size of signature == MaxSignatureLength()
1370                 \return actual signature length
1371         */
1372         virtual size_t Sign(RandomNumberGenerator &rng, PK_MessageAccumulator *messageAccumulator, byte *signature) const;
1373
1374         //! sign and restart messageAccumulator
1375         /*! \pre size of signature == MaxSignatureLength()
1376                 \return actual signature length
1377         */
1378         virtual size_t SignAndRestart(RandomNumberGenerator &rng, PK_MessageAccumulator &messageAccumulator, byte *signature, bool restart=true) const =0;
1379
1380         //! sign a message
1381         /*! \pre size of signature == MaxSignatureLength()
1382                 \return actual signature length
1383         */
1384         virtual size_t SignMessage(RandomNumberGenerator &rng, const byte *message, size_t messageLen, byte *signature) const;
1385
1386         //! sign a recoverable message
1387         /*! \pre size of signature == MaxSignatureLength(recoverableMessageLength)
1388                 \return actual signature length
1389         */
1390         virtual size_t SignMessageWithRecovery(RandomNumberGenerator &rng, const byte *recoverableMessage, size_t recoverableMessageLength, 
1391                 const byte *nonrecoverableMessage, size_t nonrecoverableMessageLength, byte *signature) const;
1392 };
1393
1394 //! interface for public-key signature verifiers
1395 /*! The Recover* functions throw NotImplemented if the signature scheme does not support
1396         message recovery.
1397         The Verify* functions throw InvalidDataFormat if the scheme does support message
1398         recovery and the signature contains a non-empty recoverable message part. The
1399         Recovery* functions should be used in that case.
1400 */
1401 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE PK_Verifier : public PK_SignatureScheme, public PublicKeyAlgorithm
1402 {
1403 public:
1404         //! create a new HashTransformation to accumulate the message to be verified
1405         virtual PK_MessageAccumulator * NewVerificationAccumulator() const =0;
1406
1407         //! input signature into a message accumulator
1408         virtual void InputSignature(PK_MessageAccumulator &messageAccumulator, const byte *signature, size_t signatureLength) const =0;
1409
1410         //! check whether messageAccumulator contains a valid signature and message, and delete messageAccumulator (even in case of exception thrown)
1411         virtual bool Verify(PK_MessageAccumulator *messageAccumulator) const;
1412
1413         //! check whether messageAccumulator contains a valid signature and message, and restart messageAccumulator
1414         virtual bool VerifyAndRestart(PK_MessageAccumulator &messageAccumulator) const =0;
1415
1416         //! check whether input signature is a valid signature for input message
1417         virtual bool VerifyMessage(const byte *message, size_t messageLen, 
1418                 const byte *signature, size_t signatureLength) const;
1419
1420         //! recover a message from its signature
1421         /*! \pre size of recoveredMessage == MaxRecoverableLengthFromSignatureLength(signatureLength)
1422         */
1423         virtual DecodingResult Recover(byte *recoveredMessage, PK_MessageAccumulator *messageAccumulator) const;
1424
1425         //! recover a message from its signature
1426         /*! \pre size of recoveredMessage == MaxRecoverableLengthFromSignatureLength(signatureLength)
1427         */
1428         virtual DecodingResult RecoverAndRestart(byte *recoveredMessage, PK_MessageAccumulator &messageAccumulator) const =0;
1429
1430         //! recover a message from its signature
1431         /*! \pre size of recoveredMessage == MaxRecoverableLengthFromSignatureLength(signatureLength)
1432         */
1433         virtual DecodingResult RecoverMessage(byte *recoveredMessage, 
1434                 const byte *nonrecoverableMessage, size_t nonrecoverableMessageLength, 
1435                 const byte *signature, size_t signatureLength) const;
1436 };
1437
1438 //! interface for domains of simple key agreement protocols
1439
1440 /*! A key agreement domain is a set of parameters that must be shared
1441         by two parties in a key agreement protocol, along with the algorithms
1442         for generating key pairs and deriving agreed values.
1443 */
1444 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE SimpleKeyAgreementDomain : public KeyAgreementAlgorithm
1445 {
1446 public:
1447         //! return length of agreed value produced
1448         virtual unsigned int AgreedValueLength() const =0;
1449         //! return length of private keys in this domain
1450         virtual unsigned int PrivateKeyLength() const =0;
1451         //! return length of public keys in this domain
1452         virtual unsigned int PublicKeyLength() const =0;
1453         //! generate private key
1454         /*! \pre size of privateKey == PrivateKeyLength() */
1455         virtual void GeneratePrivateKey(RandomNumberGenerator &rng, byte *privateKey) const =0;
1456         //! generate public key
1457         /*!     \pre size of publicKey == PublicKeyLength() */
1458         virtual void GeneratePublicKey(RandomNumberGenerator &rng, const byte *privateKey, byte *publicKey) const =0;
1459         //! generate private/public key pair
1460         /*! \note equivalent to calling GeneratePrivateKey() and then GeneratePublicKey() */
1461         virtual void GenerateKeyPair(RandomNumberGenerator &rng, byte *privateKey, byte *publicKey) const;
1462         //! derive agreed value from your private key and couterparty's public key, return false in case of failure
1463         /*! \note If you have previously validated the public key, use validateOtherPublicKey=false to save time.
1464                 \pre size of agreedValue == AgreedValueLength()
1465                 \pre length of privateKey == PrivateKeyLength()
1466                 \pre length of otherPublicKey == PublicKeyLength()
1467         */
1468         virtual bool Agree(byte *agreedValue, const byte *privateKey, const byte *otherPublicKey, bool validateOtherPublicKey=true) const =0;
1469
1470 #ifdef CRYPTOPP_MAINTAIN_BACKWARDS_COMPATIBILITY
1471         bool ValidateDomainParameters(RandomNumberGenerator &rng) const
1472                 {return GetCryptoParameters().Validate(rng, 2);}
1473 #endif
1474 };
1475
1476 //! interface for domains of authenticated key agreement protocols
1477
1478 /*! In an authenticated key agreement protocol, each party has two
1479         key pairs. The long-lived key pair is called the static key pair,
1480         and the short-lived key pair is called the ephemeral key pair.
1481 */
1482 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE AuthenticatedKeyAgreementDomain : public KeyAgreementAlgorithm
1483 {
1484 public:
1485         //! return length of agreed value produced
1486         virtual unsigned int AgreedValueLength() const =0;
1487
1488         //! return length of static private keys in this domain
1489         virtual unsigned int StaticPrivateKeyLength() const =0;
1490         //! return length of static public keys in this domain
1491         virtual unsigned int StaticPublicKeyLength() const =0;
1492         //! generate static private key
1493         /*! \pre size of privateKey == PrivateStaticKeyLength() */
1494         virtual void GenerateStaticPrivateKey(RandomNumberGenerator &rng, byte *privateKey) const =0;
1495         //! generate static public key
1496         /*!     \pre size of publicKey == PublicStaticKeyLength() */
1497         virtual void GenerateStaticPublicKey(RandomNumberGenerator &rng, const byte *privateKey, byte *publicKey) const =0;
1498         //! generate private/public key pair
1499         /*! \note equivalent to calling GenerateStaticPrivateKey() and then GenerateStaticPublicKey() */
1500         virtual void GenerateStaticKeyPair(RandomNumberGenerator &rng, byte *privateKey, byte *publicKey) const;
1501
1502         //! return length of ephemeral private keys in this domain
1503         virtual unsigned int EphemeralPrivateKeyLength() const =0;
1504         //! return length of ephemeral public keys in this domain
1505         virtual unsigned int EphemeralPublicKeyLength() const =0;
1506         //! generate ephemeral private key
1507         /*! \pre size of privateKey == PrivateEphemeralKeyLength() */
1508         virtual void GenerateEphemeralPrivateKey(RandomNumberGenerator &rng, byte *privateKey) const =0;
1509         //! generate ephemeral public key
1510         /*!     \pre size of publicKey == PublicEphemeralKeyLength() */
1511         virtual void GenerateEphemeralPublicKey(RandomNumberGenerator &rng, const byte *privateKey, byte *publicKey) const =0;
1512         //! generate private/public key pair
1513         /*! \note equivalent to calling GenerateEphemeralPrivateKey() and then GenerateEphemeralPublicKey() */
1514         virtual void GenerateEphemeralKeyPair(RandomNumberGenerator &rng, byte *privateKey, byte *publicKey) const;
1515
1516         //! derive agreed value from your private keys and couterparty's public keys, return false in case of failure
1517         /*! \note The ephemeral public key will always be validated.
1518                       If you have previously validated the static public key, use validateStaticOtherPublicKey=false to save time.
1519                 \pre size of agreedValue == AgreedValueLength()
1520                 \pre length of staticPrivateKey == StaticPrivateKeyLength()
1521                 \pre length of ephemeralPrivateKey == EphemeralPrivateKeyLength()
1522                 \pre length of staticOtherPublicKey == StaticPublicKeyLength()
1523                 \pre length of ephemeralOtherPublicKey == EphemeralPublicKeyLength()
1524         */
1525         virtual bool Agree(byte *agreedValue,
1526                 const byte *staticPrivateKey, const byte *ephemeralPrivateKey,
1527                 const byte *staticOtherPublicKey, const byte *ephemeralOtherPublicKey,
1528                 bool validateStaticOtherPublicKey=true) const =0;
1529
1530 #ifdef CRYPTOPP_MAINTAIN_BACKWARDS_COMPATIBILITY
1531         bool ValidateDomainParameters(RandomNumberGenerator &rng) const
1532                 {return GetCryptoParameters().Validate(rng, 2);}
1533 #endif
1534 };
1535
1536 // interface for password authenticated key agreement protocols, not implemented yet
1537 #if 0
1538 //! interface for protocol sessions
1539 /*! The methods should be called in the following order:
1540
1541         InitializeSession(rng, parameters);     // or call initialize method in derived class
1542         while (true)
1543         {
1544                 if (OutgoingMessageAvailable())
1545                 {
1546                         length = GetOutgoingMessageLength();
1547                         GetOutgoingMessage(message);
1548                         ; // send outgoing message
1549                 }
1550
1551                 if (LastMessageProcessed())
1552                         break;
1553
1554                 ; // receive incoming message
1555                 ProcessIncomingMessage(message);
1556         }
1557         ; // call methods in derived class to obtain result of protocol session
1558 */
1559 class ProtocolSession
1560 {
1561 public:
1562         //! exception thrown when an invalid protocol message is processed
1563         class ProtocolError : public Exception
1564         {
1565         public:
1566                 ProtocolError(ErrorType errorType, const std::string &s) : Exception(errorType, s) {}
1567         };
1568
1569         //! exception thrown when a function is called unexpectedly
1570         /*! for example calling ProcessIncomingMessage() when ProcessedLastMessage() == true */
1571         class UnexpectedMethodCall : public Exception
1572         {
1573         public:
1574                 UnexpectedMethodCall(const std::string &s) : Exception(OTHER_ERROR, s) {}
1575         };
1576
1577         ProtocolSession() : m_rng(NULL), m_throwOnProtocolError(true), m_validState(false) {}
1578         virtual ~ProtocolSession() {}
1579
1580         virtual void InitializeSession(RandomNumberGenerator &rng, const NameValuePairs &parameters) =0;
1581
1582         bool GetThrowOnProtocolError() const {return m_throwOnProtocolError;}
1583         void SetThrowOnProtocolError(bool throwOnProtocolError) {m_throwOnProtocolError = throwOnProtocolError;}
1584
1585         bool HasValidState() const {return m_validState;}
1586
1587         virtual bool OutgoingMessageAvailable() const =0;
1588         virtual unsigned int GetOutgoingMessageLength() const =0;
1589         virtual void GetOutgoingMessage(byte *message) =0;
1590
1591         virtual bool LastMessageProcessed() const =0;
1592         virtual void ProcessIncomingMessage(const byte *message, unsigned int messageLength) =0;
1593
1594 protected:
1595         void HandleProtocolError(Exception::ErrorType errorType, const std::string &s) const;
1596         void CheckAndHandleInvalidState() const;
1597         void SetValidState(bool valid) {m_validState = valid;}
1598
1599         RandomNumberGenerator *m_rng;
1600
1601 private:
1602         bool m_throwOnProtocolError, m_validState;
1603 };
1604
1605 class KeyAgreementSession : public ProtocolSession
1606 {
1607 public:
1608         virtual unsigned int GetAgreedValueLength() const =0;
1609         virtual void GetAgreedValue(byte *agreedValue) const =0;
1610 };
1611
1612 class PasswordAuthenticatedKeyAgreementSession : public KeyAgreementSession
1613 {
1614 public:
1615         void InitializePasswordAuthenticatedKeyAgreementSession(RandomNumberGenerator &rng, 
1616                 const byte *myId, unsigned int myIdLength, 
1617                 const byte *counterPartyId, unsigned int counterPartyIdLength, 
1618                 const byte *passwordOrVerifier, unsigned int passwordOrVerifierLength);
1619 };
1620
1621 class PasswordAuthenticatedKeyAgreementDomain : public KeyAgreementAlgorithm
1622 {
1623 public:
1624         //! return whether the domain parameters stored in this object are valid
1625         virtual bool ValidateDomainParameters(RandomNumberGenerator &rng) const
1626                 {return GetCryptoParameters().Validate(rng, 2);}
1627
1628         virtual unsigned int GetPasswordVerifierLength(const byte *password, unsigned int passwordLength) const =0;
1629         virtual void GeneratePasswordVerifier(RandomNumberGenerator &rng, const byte *userId, unsigned int userIdLength, const byte *password, unsigned int passwordLength, byte *verifier) const =0;
1630
1631         enum RoleFlags {CLIENT=1, SERVER=2, INITIATOR=4, RESPONDER=8};
1632
1633         virtual bool IsValidRole(unsigned int role) =0;
1634         virtual PasswordAuthenticatedKeyAgreementSession * CreateProtocolSession(unsigned int role) const =0;
1635 };
1636 #endif
1637
1638 //! BER Decode Exception Class, may be thrown during an ASN1 BER decode operation
1639 class CRYPTOPP_DLL BERDecodeErr : public InvalidArgument
1640 {
1641 public: 
1642         BERDecodeErr() : InvalidArgument("BER decode error") {}
1643         BERDecodeErr(const std::string &s) : InvalidArgument(s) {}
1644 };
1645
1646 //! interface for encoding and decoding ASN1 objects
1647 class CRYPTOPP_DLL CRYPTOPP_NO_VTABLE ASN1Object
1648 {
1649 public:
1650         virtual ~ASN1Object() {}
1651         //! decode this object from a BufferedTransformation, using BER (Basic Encoding Rules)
1652         virtual void BERDecode(BufferedTransformation &bt) =0;
1653         //! encode this object into a BufferedTransformation, using DER (Distinguished Encoding Rules)
1654         virtual void DEREncode(BufferedTransformation &bt) const =0;
1655         //! encode this object into a BufferedTransformation, using BER
1656         /*! this may be useful if DEREncode() would be too inefficient */
1657         virtual void BEREncode(BufferedTransformation &bt) const {DEREncode(bt);}
1658 };
1659
1660 #ifdef CRYPTOPP_MAINTAIN_BACKWARDS_COMPATIBILITY
1661 typedef PK_SignatureScheme PK_SignatureSystem;
1662 typedef SimpleKeyAgreementDomain PK_SimpleKeyAgreementDomain;
1663 typedef AuthenticatedKeyAgreementDomain PK_AuthenticatedKeyAgreementDomain;
1664 #endif
1665
1666 NAMESPACE_END
1667
1668 #endif