Added SILC Server library.
[silc.git] / lib / silccrypt / rsa.c
index ec85853a2f3dc9d90d310bb141d27272013a240c..18399a5a393a0c49707d0803dad3eb402b27dab8 100644 (file)
@@ -1,51 +1,82 @@
-/* 
- * rsa.c       RSA Public and Private key generation functions,
- *             RSA encrypt and decrypt functions.
- *
- * Author: Pekka Riikonen <priikone@poseidon.pspt.fi>
- *
- * Copyright (C) 1997 - 2000 Pekka Riikonen
- *
- * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
- * it under the terms of the GNU General Public License as published by
- * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
- * (at your option) any later version.
- *
- * This program 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 General Public License for more details.
- *
- * Created: Sat Mar  1 13:26:45 1997 pekka
- *
- * RSA public key cryptographic algorithm used in this distribution is:
- *
- *     Key generation:
- *     p, q            primes
- *     p != q
- *     n = p * q       modulus
- *
- *     Public key exponent:
- *     e   relatively prime to (p-1) * (q-1)
- *     Private key exponent:
- *     d = e ^ -1 mod ((p-1) * (q-1))
- *
- *     Encryption:
- *     c = m ^ e mod n
- *     Decryption:
- *     m = c ^ d mod n
- *
- * This code is based on SSH's (Secure Shell), PGP's (Pretty Good Privacy) 
- * and RSAREF Toolkit's RSA source codes. They all were a big help for me.
- *
- * I also suggest reading Bruce Schneier's; Applied Cryptography, Second 
- * Edition, John Wiley & Sons, Inc. 1996. This book deals about RSA and 
- * everything else too about cryptography.
- *
- */
+/*
+
+  rsa.c        RSA Public and Private key generation functions,
+               RSA encrypt and decrypt functions.
+
+  Author: Pekka Riikonen <priikone@silcnet.org>
+
+  Copyright (C) 1997 - 2005 Pekka Riikonen
+
+  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+  it under the terms of the GNU General Public License as published by
+  the Free Software Foundation; version 2 of the License.
+
+  This program 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 General Public License for more details.
+
+  Created: Sat Mar  1 13:26:45 1997 pekka
+
+  RSA public key cryptographic algorithm used in this distribution is:
+
+       Key generation:
+       p, q            primes
+       p != q
+       n = p * q       modulus
+
+       Public key exponent:
+       e   relatively prime to (p-1) * (q-1)
+       Private key exponent:
+       d = e ^ -1 mod lcm(((p-1) * (q-1)))
+
+       Encryption:
+       c = m ^ e mod n
+       Decryption:
+       m = c ^ d mod n
+
+  Supports CRT (Chinese Remainder Theorem) for private key operations.
+
+  The SSH's (Secure Shell), PGP's (Pretty Good Privacy) and RSAREF
+  Toolkit were used as reference when coding this implementation. They
+  all were a big help for me.
+
+  I also suggest reading Bruce Schneier's; Applied Cryptography, Second
+  Edition, John Wiley & Sons, Inc. 1996. This book deals about RSA and
+  everything else too about cryptography.
+
+*/
 /* $Id$ */
 
-#include "silcincludes.h"
+/*
+   ChangeLog
+
+   o Mon Feb 12 11:20:32 EET 2001  Pekka
+
+     Changed RSA private exponent generation to what PKCS #1 suggests.  We
+     try to find the smallest possible d by doing modinv(e, lcm(phi)) instead
+     of modinv(e, phi).  Note: this is not security fix but optimization.
+
+   o Tue Feb 20 13:58:58 EET 2001  Pekka
+
+     Set key->bits in rsa_generate_key.  It is the modulus length in bits.
+     The `tmplen' in encrypt, decrypt, sign and verify PKCS API functions
+     is now calculated by (key->bits + 7) / 8.  It is the length of one block.
+
+   o Sat Mar 16 18:27:19 EET 2002  Pekka
+
+     Use the SilcRng sent as argument to SILC_PKCS_API_INIT in prime
+     generation.
+
+   o Sat Sep 26 19:59:48 EEST 2002  Pekka
+
+     Fixed double free in public key setting.  Use a bit larger e as
+     starting point in key generation.
+
+*/
+
+#include "silc.h"
+#include "rsa_internal.h"
 #include "rsa.h"
 
 /*
 
 SILC_PKCS_API_INIT(rsa)
 {
-  unsigned int prime_bits = keylen / 2;
-  SilcInt p, q;
+  SilcUInt32 prime_bits = keylen / 2;
+  SilcMPInt p, q;
+  SilcBool found = FALSE;
+
+  if (keylen < 768 || keylen > 16384)
+    return FALSE;
 
   printf("Generating RSA Public and Private keys, might take a while...\n");
 
@@ -65,37 +100,38 @@ SILC_PKCS_API_INIT(rsa)
   silc_mp_init(&q);
 
   /* Find p and q */
- retry_primes:
-  printf("Finding p: ");
-  silc_math_gen_prime(&p, prime_bits, TRUE);
-  
-  printf("\nFinding q: ");
-  silc_math_gen_prime(&q, prime_bits, TRUE);
-  
-  if ((silc_mp_cmp(&p, &q)) == 0) {
-    printf("\nFound equal primes, not good, retrying...\n");
-    goto retry_primes;
+  while (!found) {
+    printf("Finding p: ");
+    silc_math_gen_prime(&p, prime_bits, TRUE, rng);
+
+    printf("\nFinding q: ");
+    silc_math_gen_prime(&q, prime_bits, TRUE, rng);
+
+    if ((silc_mp_cmp(&p, &q)) == 0)
+      printf("\nFound equal primes, not good, retrying...\n");
+    else
+      found = TRUE;
   }
 
   /* If p is smaller than q, switch them */
   if ((silc_mp_cmp(&p, &q)) > 0) {
-    SilcInt hlp;
+    SilcMPInt hlp;
     silc_mp_init(&hlp);
 
     silc_mp_set(&hlp, &p);
     silc_mp_set(&p, &q);
     silc_mp_set(&q, &hlp);
 
-    silc_mp_clear(&hlp);
+    silc_mp_uninit(&hlp);
   }
 
   /* Generate the actual keys */
   rsa_generate_keys((RsaKey *)context, keylen, &p, &q);
 
-  silc_mp_clear(&p);
-  silc_mp_clear(&q);
-  
-  printf("\nKeys generated succesfully.\n");
+  silc_mp_uninit(&p);
+  silc_mp_uninit(&q);
+
+  printf("\nKeys generated successfully.\n");
 
   return TRUE;
 }
@@ -111,11 +147,11 @@ SILC_PKCS_API_GET_PUBLIC_KEY(rsa)
 {
   RsaKey *key = (RsaKey *)context;
   unsigned char *e, *n, *ret;
-  unsigned int e_len, n_len;
+  SilcUInt32 e_len, n_len;
   unsigned char tmp[4];
 
-  e = silc_mp_mp2bin(&key->e, &e_len);
-  n = silc_mp_mp2bin(&key->n, &n_len);
+  e = silc_mp_mp2bin(&key->e, 0, &e_len);
+  n = silc_mp_mp2bin(&key->n, (key->bits + 7) / 8, &n_len);
 
   *ret_len = e_len + 4 + n_len + 4;
   ret = silc_calloc(*ret_len, sizeof(unsigned char));
@@ -149,45 +185,75 @@ SILC_PKCS_API_GET_PUBLIC_KEY(rsa)
 SILC_PKCS_API_GET_PRIVATE_KEY(rsa)
 {
   RsaKey *key = (RsaKey *)context;
-  unsigned char *e, *n, *d, *ret;
-  unsigned int e_len, n_len, d_len;
-  unsigned char tmp[4];
-
-  e = silc_mp_mp2bin(&key->e, &e_len);
-  n = silc_mp_mp2bin(&key->n, &n_len);
-  d = silc_mp_mp2bin(&key->d, &d_len);
-
-  *ret_len = e_len + 4 + n_len + 4 + d_len + 4;
-  ret = silc_calloc(*ret_len, sizeof(unsigned char));
-
-  /* Put the length of the e. */
-  SILC_PUT32_MSB(e_len, tmp);
-  memcpy(ret, tmp, 4);
-
-  /* Put the e. */
-  memcpy(ret + 4, e, e_len);
-
-  /* Put the length of the n. */
-  SILC_PUT32_MSB(n_len, tmp);
-  memcpy(ret + 4 + e_len, tmp, 4);
-
-  /* Put the n. */
-  memcpy(ret + 4 + e_len + 4, n, n_len);
-
-  /* Put the length of the d. */
-  SILC_PUT32_MSB(d_len, tmp);
-  memcpy(ret + 4 + e_len + 4 + n_len, tmp, 4);
+  SilcBuffer buf;
+  unsigned char *e, *n, *d, *ret, *dp = NULL, *dq = NULL;
+  unsigned char *pq = NULL, *qp = NULL, *p = NULL, *q = NULL;
+  SilcUInt32 e_len, n_len, d_len, dp_len, dq_len, pq_len, qp_len, p_len, q_len;
+  SilcUInt32 len = 0;
+
+  e = silc_mp_mp2bin(&key->e, 0, &e_len);
+  n = silc_mp_mp2bin(&key->n, (key->bits + 7) / 8, &n_len);
+  d = silc_mp_mp2bin(&key->d, 0, &d_len);
+  if (key->crt) {
+    dp = silc_mp_mp2bin(&key->dP, 0, &dp_len);
+    dq = silc_mp_mp2bin(&key->dQ, 0, &dq_len);
+    pq = silc_mp_mp2bin(&key->pQ, 0, &pq_len);
+    qp = silc_mp_mp2bin(&key->qP, 0, &qp_len);
+    p = silc_mp_mp2bin(&key->p, 0, &p_len);
+    q = silc_mp_mp2bin(&key->q, 0, &q_len);
+    len = dp_len + 4 + dq_len + 4 + pq_len + 4 + qp_len + 4 + p_len + 4 +
+      q_len + 4;
+  }
 
-  /* Put the n. */
-  memcpy(ret + 4 + e_len + 4 + n_len + 4, d, d_len);
+  buf = silc_buffer_alloc_size(e_len + 4 + n_len + 4 + d_len + 4 + len);
+  len = silc_buffer_format(buf,
+                          SILC_STR_UI_INT(e_len),
+                          SILC_STR_UI_XNSTRING(e, e_len),
+                          SILC_STR_UI_INT(n_len),
+                          SILC_STR_UI_XNSTRING(n, n_len),
+                          SILC_STR_UI_INT(d_len),
+                          SILC_STR_UI_XNSTRING(d, d_len),
+                          SILC_STR_END);
+
+  if (key->crt) {
+    silc_buffer_pull(buf, len);
+    silc_buffer_format(buf,
+                      SILC_STR_UI_INT(dp_len),
+                      SILC_STR_UI_XNSTRING(dp, dp_len),
+                      SILC_STR_UI_INT(dq_len),
+                      SILC_STR_UI_XNSTRING(dq, dq_len),
+                      SILC_STR_UI_INT(pq_len),
+                      SILC_STR_UI_XNSTRING(pq, pq_len),
+                      SILC_STR_UI_INT(qp_len),
+                      SILC_STR_UI_XNSTRING(qp, qp_len),
+                      SILC_STR_UI_INT(p_len),
+                      SILC_STR_UI_XNSTRING(p, p_len),
+                      SILC_STR_UI_INT(q_len),
+                      SILC_STR_UI_XNSTRING(q, q_len),
+                      SILC_STR_END);
+    silc_buffer_push(buf, len);
+
+    memset(dp, 0, dp_len);
+    memset(dq, 0, dq_len);
+    memset(pq, 0, pq_len);
+    memset(qp, 0, qp_len);
+    memset(p, 0, p_len);
+    memset(q, 0, q_len);
+    silc_free(dp);
+    silc_free(dq);
+    silc_free(pq);
+    silc_free(qp);
+    silc_free(p);
+    silc_free(q);
+  }
 
-  memset(e, 0, e_len);
-  memset(n, 0, n_len);
   memset(d, 0, d_len);
   silc_free(e);
   silc_free(n);
   silc_free(d);
 
+  ret = silc_buffer_steal(buf, ret_len);
+  silc_buffer_free(buf);
   return ret;
 }
 
@@ -197,32 +263,50 @@ SILC_PKCS_API_SET_PUBLIC_KEY(rsa)
 {
   RsaKey *key = (RsaKey *)context;
   unsigned char tmp[4];
-  unsigned int e_len, n_len;
+  SilcUInt32 e_len, n_len;
+
+  if (key->pub_set) {
+    silc_mp_uninit(&key->e);
+    silc_mp_uninit(&key->n);
+    key->pub_set = FALSE;
+  }
+
+  if (key_len < 4)
+    return 0;
 
   silc_mp_init(&key->e);
   silc_mp_init(&key->n);
 
   memcpy(tmp, key_data, 4);
   SILC_GET32_MSB(e_len, tmp);
-  if (e_len > key_len) {
-    silc_mp_clear(&key->e);
-    silc_mp_clear(&key->n);
-    return FALSE;
+  if (!e_len || e_len + 4 > key_len) {
+    silc_mp_uninit(&key->e);
+    silc_mp_uninit(&key->n);
+    return 0;
   }
 
   silc_mp_bin2mp(key_data + 4, e_len, &key->e);
-  
+
+  if (key_len < 4 + e_len + 4) {
+    silc_mp_uninit(&key->e);
+    silc_mp_uninit(&key->n);
+    return 0;
+  }
+
   memcpy(tmp, key_data + 4 + e_len, 4);
   SILC_GET32_MSB(n_len, tmp);
-  if (e_len + n_len > key_len) {
-    silc_mp_clear(&key->e);
-    silc_mp_clear(&key->n);
-    return FALSE;
+  if (!n_len || e_len + 4 + n_len + 4 > key_len) {
+    silc_mp_uninit(&key->e);
+    silc_mp_uninit(&key->n);
+    return 0;
   }
 
   silc_mp_bin2mp(key_data + 4 + e_len + 4, n_len, &key->n);
 
-  return TRUE;
+  key->bits = silc_mp_sizeinbase(&key->n, 2);
+  key->pub_set = TRUE;
+
+  return key->bits;
 }
 
 /* Set private key. This derives the public key from the private
@@ -232,44 +316,166 @@ SILC_PKCS_API_SET_PUBLIC_KEY(rsa)
 SILC_PKCS_API_SET_PRIVATE_KEY(rsa)
 {
   RsaKey *key = (RsaKey *)context;
-  unsigned char tmp[4];
-  unsigned int e_len, n_len, d_len;
+  SilcBufferStruct k;
+  unsigned char *tmp;
+  SilcUInt32 len;
 
-  silc_mp_init(&key->e);
-  silc_mp_init(&key->n);
-  silc_mp_init(&key->d);
+  if (key->prv_set) {
+    silc_mp_uninit(&key->d);
+    key->prv_set = FALSE;
+  }
 
-  memcpy(tmp, key_data, 4);
-  SILC_GET32_MSB(e_len, tmp);
-  if (e_len > key_len) {
-    silc_mp_clear(&key->e);
-    silc_mp_clear(&key->n);
-    return FALSE;
+  if (key->pub_set) {
+    silc_mp_uninit(&key->e);
+    silc_mp_uninit(&key->n);
+    key->pub_set = FALSE;
   }
 
-  silc_mp_bin2mp(key_data + 4, e_len, &key->e);
-  
-  memcpy(tmp, key_data + 4 + e_len, 4);
-  SILC_GET32_MSB(n_len, tmp);
-  if (e_len + n_len > key_len) {
-    silc_mp_clear(&key->e);
-    silc_mp_clear(&key->n);
+  if (key_len < 4)
     return FALSE;
-  }
 
-  silc_mp_bin2mp(key_data + 4 + e_len + 4, n_len, &key->n);
+  silc_buffer_set(&k, key_data, key_len);
 
-  memcpy(tmp, key_data + 4 + e_len + 4 + n_len, 4);
-  SILC_GET32_MSB(d_len, tmp);
-  if (e_len + n_len + d_len > key_len) {
-    silc_mp_clear(&key->e);
-    silc_mp_clear(&key->n);
-    return FALSE;
+  silc_mp_init(&key->e);
+  silc_mp_init(&key->n);
+  silc_mp_init(&key->d);
+  key->prv_set = TRUE;
+  key->pub_set = TRUE;
+
+  /* Get e */
+  if (silc_buffer_unformat(&k,
+                          SILC_STR_UI_INT(&len),
+                          SILC_STR_END) < 0)
+    goto err;
+  silc_buffer_pull(&k, 4);
+  if (silc_buffer_unformat(&k,
+                          SILC_STR_UI_XNSTRING(&tmp, len),
+                          SILC_STR_END) < 0)
+    goto err;
+  silc_mp_bin2mp(tmp, len, &key->e);
+  silc_buffer_pull(&k, len);
+
+  /* Get n */
+  if (silc_buffer_unformat(&k,
+                          SILC_STR_UI_INT(&len),
+                          SILC_STR_END) < 0)
+    goto err;
+  silc_buffer_pull(&k, 4);
+  if (silc_buffer_unformat(&k,
+                          SILC_STR_UI_XNSTRING(&tmp, len),
+                          SILC_STR_END) < 0)
+    goto err;
+  silc_mp_bin2mp(tmp, len, &key->n);
+  silc_buffer_pull(&k, len);
+
+  /* Get d */
+  if (silc_buffer_unformat(&k,
+                          SILC_STR_UI_INT(&len),
+                          SILC_STR_END) < 0)
+    goto err;
+  silc_buffer_pull(&k, 4);
+  if (silc_buffer_unformat(&k,
+                          SILC_STR_UI_XNSTRING(&tmp, len),
+                          SILC_STR_END) < 0)
+    goto err;
+  silc_mp_bin2mp(tmp, len, &key->d);
+  silc_buffer_pull(&k, len);
+
+  /* Get optimized d for CRT, if present. */
+  if (silc_buffer_len(&k) > 4) {
+    key->crt = TRUE;
+    silc_mp_init(&key->dP);
+    silc_mp_init(&key->dQ);
+    silc_mp_init(&key->pQ);
+    silc_mp_init(&key->qP);
+    silc_mp_init(&key->p);
+    silc_mp_init(&key->q);
+
+    /* Get dP */
+    if (silc_buffer_unformat(&k,
+                            SILC_STR_UI_INT(&len),
+                            SILC_STR_END) < 0)
+      goto err;
+    silc_buffer_pull(&k, 4);
+    if (silc_buffer_unformat(&k,
+                            SILC_STR_UI_XNSTRING(&tmp, len),
+                            SILC_STR_END) < 0)
+      goto err;
+    silc_mp_bin2mp(tmp, len, &key->dP);
+    silc_buffer_pull(&k, len);
+
+    /* Get dQ */
+    if (silc_buffer_unformat(&k,
+                            SILC_STR_UI_INT(&len),
+                            SILC_STR_END) < 0)
+      goto err;
+    silc_buffer_pull(&k, 4);
+    if (silc_buffer_unformat(&k,
+                            SILC_STR_UI_XNSTRING(&tmp, len),
+                            SILC_STR_END) < 0)
+      goto err;
+    silc_mp_bin2mp(tmp, len, &key->dQ);
+    silc_buffer_pull(&k, len);
+
+    /* Get pQ */
+    if (silc_buffer_unformat(&k,
+                            SILC_STR_UI_INT(&len),
+                            SILC_STR_END) < 0)
+      goto err;
+    silc_buffer_pull(&k, 4);
+    if (silc_buffer_unformat(&k,
+                            SILC_STR_UI_XNSTRING(&tmp, len),
+                            SILC_STR_END) < 0)
+      goto err;
+    silc_mp_bin2mp(tmp, len, &key->pQ);
+    silc_buffer_pull(&k, len);
+
+    /* Get qP */
+    if (silc_buffer_unformat(&k,
+                            SILC_STR_UI_INT(&len),
+                            SILC_STR_END) < 0)
+      goto err;
+    silc_buffer_pull(&k, 4);
+    if (silc_buffer_unformat(&k,
+                            SILC_STR_UI_XNSTRING(&tmp, len),
+                            SILC_STR_END) < 0)
+      goto err;
+    silc_mp_bin2mp(tmp, len, &key->qP);
+    silc_buffer_pull(&k, len);
+
+    /* Get p */
+    if (silc_buffer_unformat(&k,
+                            SILC_STR_UI_INT(&len),
+                            SILC_STR_END) < 0)
+      goto err;
+    silc_buffer_pull(&k, 4);
+    if (silc_buffer_unformat(&k,
+                            SILC_STR_UI_XNSTRING(&tmp, len),
+                            SILC_STR_END) < 0)
+      goto err;
+    silc_mp_bin2mp(tmp, len, &key->p);
+    silc_buffer_pull(&k, len);
+
+    /* Get q */
+    if (silc_buffer_unformat(&k,
+                            SILC_STR_UI_INT(&len),
+                            SILC_STR_END) < 0)
+      goto err;
+    silc_buffer_pull(&k, 4);
+    if (silc_buffer_unformat(&k,
+                            SILC_STR_UI_XNSTRING(&tmp, len),
+                            SILC_STR_END) < 0)
+      goto err;
+    silc_mp_bin2mp(tmp, len, &key->q);
+    silc_buffer_pull(&k, len);
   }
 
-  silc_mp_bin2mp(key_data + 4 + e_len + 4 + n_len + 4, d_len, &key->d);
+  key->bits = silc_mp_sizeinbase(&key->n, 2);
+  return key->bits;
 
-  return TRUE;
+ err:
+  rsa_clear_keys(key);
+  return FALSE;
 }
 
 SILC_PKCS_API_CONTEXT_LEN(rsa)
@@ -277,75 +483,32 @@ SILC_PKCS_API_CONTEXT_LEN(rsa)
   return sizeof(RsaKey);
 }
 
-SILC_PKCS_API_DATA_CONTEXT_LEN(rsa)
-{
-  return sizeof(RsaDataContext);
-}
-
-SILC_PKCS_API_SET_ARG(rsa)
-{
-  RsaDataContext *data_ctx = (RsaDataContext *)data_context;
-
-  switch(argnum) {
-  case 1:
-    data_ctx->src = val;
-    return TRUE;
-    break;
-  case 2:
-    data_ctx->dst = val;
-    return TRUE;
-    break;
-  case 3:
-    data_ctx->exp = val;
-    return TRUE;
-    break;
-  case 4:
-    data_ctx->mod = val;
-    return TRUE;
-    break;
-  default:
-    return FALSE;
-    break;
-  }
-
-  return FALSE;
-}
+/* Raw RSA routines */
 
 SILC_PKCS_API_ENCRYPT(rsa)
 {
   RsaKey *key = (RsaKey *)context;
-  int i, tmplen;
-  SilcInt mp_tmp;
-  SilcInt mp_dst;
+  int tmplen;
+  SilcMPInt mp_tmp;
+  SilcMPInt mp_dst;
 
-  silc_mp_init_set_ui(&mp_tmp, 0);
-  silc_mp_init_set_ui(&mp_dst, 0);
+  silc_mp_init(&mp_tmp);
+  silc_mp_init(&mp_dst);
 
   /* Format the data into MP int */
-  for (i = 0; i < src_len; i++) {
-    silc_mp_mul_2exp(&mp_tmp, &mp_tmp, 8);
-    silc_mp_add_ui(&mp_tmp, &mp_tmp, src[i]);
-  }
-
-  silc_mp_out_str(stderr, 16, &mp_tmp);
+  silc_mp_bin2mp(src, src_len, &mp_tmp);
 
   /* Encrypt */
-  rsa_en_de_crypt(&mp_dst, &mp_tmp, &key->e, &key->n);
-  
-  fprintf(stderr, "\n");
-  silc_mp_out_str(stderr, 16, &mp_dst);
+  rsa_public_operation(key, &mp_tmp, &mp_dst);
 
-  tmplen = (1024 + 7) / 8;
+  tmplen = (key->bits + 7) / 8;
 
   /* Format the MP int back into data */
-  for (i = tmplen; i > 0; i--) {
-    dst[i - 1] = (unsigned char)(silc_mp_get_ui(&mp_dst) & 0xff);
-    silc_mp_fdiv_q_2exp(&mp_dst, &mp_dst, 8);
-  }
+  silc_mp_mp2bin_noalloc(&mp_dst, dst, tmplen);
   *dst_len = tmplen;
 
-  silc_mp_clear(&mp_tmp);
-  silc_mp_clear(&mp_dst);
+  silc_mp_uninit(&mp_tmp);
+  silc_mp_uninit(&mp_dst);
 
   return TRUE;
 }
@@ -353,38 +516,27 @@ SILC_PKCS_API_ENCRYPT(rsa)
 SILC_PKCS_API_DECRYPT(rsa)
 {
   RsaKey *key = (RsaKey *)context;
-  int i, tmplen;
-  SilcInt mp_tmp;
-  SilcInt mp_dst;
+  int tmplen;
+  SilcMPInt mp_tmp;
+  SilcMPInt mp_dst;
 
-  silc_mp_init_set_ui(&mp_tmp, 0);
-  silc_mp_init_set_ui(&mp_dst, 0);
+  silc_mp_init(&mp_tmp);
+  silc_mp_init(&mp_dst);
 
   /* Format the data into MP int */
-  for (i = 0; i < src_len; i++) {
-    silc_mp_mul_2exp(&mp_tmp, &mp_tmp, 8);
-    silc_mp_add_ui(&mp_tmp, &mp_tmp, src[i]);
-  }
-
-  silc_mp_out_str(stderr, 16, &mp_tmp);
+  silc_mp_bin2mp(src, src_len, &mp_tmp);
 
   /* Decrypt */
-  rsa_en_de_crypt(&mp_dst, &mp_tmp, &key->d, &key->n);
-
-  fprintf(stderr, "\n");
-  silc_mp_out_str(stderr, 16, &mp_dst);
+  rsa_private_operation(key, &mp_tmp, &mp_dst);
 
-  tmplen = (1024 + 7) / 8;
+  tmplen = (key->bits + 7) / 8;
 
   /* Format the MP int back into data */
-  for (i = tmplen; i > 0; i--) {
-    dst[i - 1] = (unsigned char)(silc_mp_get_ui(&mp_dst) & 0xff);
-    silc_mp_fdiv_q_2exp(&mp_dst, &mp_dst, 8);
-  }
+  silc_mp_mp2bin_noalloc(&mp_dst, dst, tmplen);
   *dst_len = tmplen;
 
-  silc_mp_clear(&mp_tmp);
-  silc_mp_clear(&mp_dst);
+  silc_mp_uninit(&mp_tmp);
+  silc_mp_uninit(&mp_dst);
 
   return TRUE;
 }
@@ -392,33 +544,27 @@ SILC_PKCS_API_DECRYPT(rsa)
 SILC_PKCS_API_SIGN(rsa)
 {
   RsaKey *key = (RsaKey *)context;
-  int i, tmplen;
-  SilcInt mp_tmp;
-  SilcInt mp_dst;
+  int tmplen;
+  SilcMPInt mp_tmp;
+  SilcMPInt mp_dst;
 
-  silc_mp_init_set_ui(&mp_tmp, 0);
-  silc_mp_init_set_ui(&mp_dst, 0);
+  silc_mp_init(&mp_tmp);
+  silc_mp_init(&mp_dst);
 
   /* Format the data into MP int */
-  for (i = 0; i < src_len; i++) {
-    silc_mp_mul_2exp(&mp_tmp, &mp_tmp, 8);
-    silc_mp_add_ui(&mp_tmp, &mp_tmp, src[i]);
-  }
+  silc_mp_bin2mp(src, src_len, &mp_tmp);
 
   /* Sign */
-  rsa_en_de_crypt(&mp_dst, &mp_tmp, &key->d, &key->n);
+  rsa_private_operation(key, &mp_tmp, &mp_dst);
 
-  tmplen = (1024 + 7) / 8;
+  tmplen = (key->bits + 7) / 8;
 
   /* Format the MP int back into data */
-  for (i = tmplen; i > 0; i--) {
-    dst[i - 1] = (unsigned char)(silc_mp_get_ui(&mp_dst) & 0xff);
-    silc_mp_fdiv_q_2exp(&mp_dst, &mp_dst, 8);
-  }
+  silc_mp_mp2bin_noalloc(&mp_dst, dst, tmplen);
   *dst_len = tmplen;
 
-  silc_mp_clear(&mp_tmp);
-  silc_mp_clear(&mp_dst);
+  silc_mp_uninit(&mp_tmp);
+  silc_mp_uninit(&mp_dst);
 
   return TRUE;
 }
@@ -426,28 +572,22 @@ SILC_PKCS_API_SIGN(rsa)
 SILC_PKCS_API_VERIFY(rsa)
 {
   RsaKey *key = (RsaKey *)context;
-  int i, ret;
-  SilcInt mp_tmp, mp_tmp2;
-  SilcInt mp_dst;
+  int ret;
+  SilcMPInt mp_tmp, mp_tmp2;
+  SilcMPInt mp_dst;
 
-  silc_mp_init_set_ui(&mp_tmp, 0);
-  silc_mp_init_set_ui(&mp_tmp2, 0);
-  silc_mp_init_set_ui(&mp_dst, 0);
+  silc_mp_init(&mp_tmp);
+  silc_mp_init(&mp_tmp2);
+  silc_mp_init(&mp_dst);
 
   /* Format the signature into MP int */
-  for (i = 0; i < signature_len; i++) {
-    silc_mp_mul_2exp(&mp_tmp2, &mp_tmp2, 8);
-    silc_mp_add_ui(&mp_tmp2, &mp_tmp2, signature[i]);
-  }
+  silc_mp_bin2mp(signature, signature_len, &mp_tmp2);
 
   /* Verify */
-  rsa_en_de_crypt(&mp_dst, &mp_tmp2, &key->e, &key->n);
+  rsa_public_operation(key, &mp_tmp2, &mp_dst);
 
   /* Format the data into MP int */
-  for (i = 0; i < data_len; i++) {
-    silc_mp_mul_2exp(&mp_tmp, &mp_tmp, 8);
-    silc_mp_add_ui(&mp_tmp, &mp_tmp, data[i]);
-  }
+  silc_mp_bin2mp(data, data_len, &mp_tmp);
 
   ret = TRUE;
 
@@ -455,9 +595,170 @@ SILC_PKCS_API_VERIFY(rsa)
   if ((silc_mp_cmp(&mp_tmp, &mp_dst)) != 0)
     ret = FALSE;
 
-  silc_mp_clear(&mp_tmp);
-  silc_mp_clear(&mp_tmp2);
-  silc_mp_clear(&mp_dst);
+  silc_mp_uninit(&mp_tmp);
+  silc_mp_uninit(&mp_tmp2);
+  silc_mp_uninit(&mp_dst);
+
+  return ret;
+}
+
+
+/* PKCS#1 RSA routines */
+
+SILC_PKCS_API_ENCRYPT(pkcs1)
+{
+  RsaKey *key = (RsaKey *)context;
+  SilcMPInt mp_tmp;
+  SilcMPInt mp_dst;
+  unsigned char padded[2048 + 1];
+  SilcUInt32 len = (key->bits + 7) / 8;
+
+  if (sizeof(padded) < len)
+    return FALSE;
+
+  /* Pad data */
+  if (!silc_pkcs1_encode(SILC_PKCS1_BT_PUB, src, src_len,
+                        padded, len, NULL))
+    return FALSE;
+
+  silc_mp_init(&mp_tmp);
+  silc_mp_init(&mp_dst);
+
+  /* Data to MP */
+  silc_mp_bin2mp(padded, len, &mp_tmp);
+
+  /* Encrypt */
+  rsa_public_operation(key, &mp_tmp, &mp_dst);
+
+  /* MP to data */
+  silc_mp_mp2bin_noalloc(&mp_dst, dst, len);
+  *dst_len = len;
+
+  memset(padded, 0, sizeof(padded));
+  silc_mp_uninit(&mp_tmp);
+  silc_mp_uninit(&mp_dst);
+
+  return TRUE;
+}
+
+SILC_PKCS_API_DECRYPT(pkcs1)
+{
+  RsaKey *key = (RsaKey *)context;
+  SilcMPInt mp_tmp;
+  SilcMPInt mp_dst;
+  unsigned char *padded, unpadded[2048 + 1];
+  SilcUInt32 padded_len;
+
+  silc_mp_init(&mp_tmp);
+  silc_mp_init(&mp_dst);
+
+  /* Data to MP */
+  silc_mp_bin2mp(src, src_len, &mp_tmp);
+
+  /* Decrypt */
+  rsa_private_operation(key, &mp_tmp, &mp_dst);
+
+  /* MP to data */
+  padded = silc_mp_mp2bin(&mp_dst, (key->bits + 7) / 8, &padded_len);
+
+  /* Unpad data */
+  if (!silc_pkcs1_decode(SILC_PKCS1_BT_PUB, padded, padded_len,
+                        unpadded, sizeof(unpadded), dst_len)) {
+    memset(padded, 0, padded_len);
+    silc_free(padded);
+    silc_mp_uninit(&mp_tmp);
+    silc_mp_uninit(&mp_dst);
+    return FALSE;
+  }
+
+  /* Copy to destination */
+  memcpy(dst, unpadded, *dst_len);
+
+  memset(padded, 0, padded_len);
+  memset(unpadded, 0, sizeof(unpadded));
+  silc_free(padded);
+  silc_mp_uninit(&mp_tmp);
+  silc_mp_uninit(&mp_dst);
+
+  return TRUE;
+}
+
+SILC_PKCS_API_SIGN(pkcs1)
+{
+  RsaKey *key = (RsaKey *)context;
+  SilcMPInt mp_tmp;
+  SilcMPInt mp_dst;
+  unsigned char padded[2048 + 1];
+  SilcUInt32 len = (key->bits + 7) / 8;
+
+  if (sizeof(padded) < len)
+    return FALSE;
+
+  /* Pad data */
+  if (!silc_pkcs1_encode(SILC_PKCS1_BT_PRV1, src, src_len,
+                        padded, len, NULL))
+    return FALSE;
+
+  silc_mp_init(&mp_tmp);
+  silc_mp_init(&mp_dst);
+
+  /* Data to MP */
+  silc_mp_bin2mp(padded, len, &mp_tmp);
+
+  /* Sign */
+  rsa_private_operation(key, &mp_tmp, &mp_dst);
+
+  /* MP to data */
+  silc_mp_mp2bin_noalloc(&mp_dst, dst, len);
+  *dst_len = len;
+
+  memset(padded, 0, sizeof(padded));
+  silc_mp_uninit(&mp_tmp);
+  silc_mp_uninit(&mp_dst);
+
+  return TRUE;
+}
+
+SILC_PKCS_API_VERIFY(pkcs1)
+{
+  RsaKey *key = (RsaKey *)context;
+  int ret = TRUE;
+  SilcMPInt mp_tmp2;
+  SilcMPInt mp_dst;
+  unsigned char *verify, unpadded[2048 + 1];
+  SilcUInt32 verify_len, len = (key->bits + 7) / 8;
+
+  silc_mp_init(&mp_tmp2);
+  silc_mp_init(&mp_dst);
+
+  /* Format the signature into MP int */
+  silc_mp_bin2mp(signature, signature_len, &mp_tmp2);
+
+  /* Verify */
+  rsa_public_operation(key, &mp_tmp2, &mp_dst);
+
+  /* MP to data */
+  verify = silc_mp_mp2bin(&mp_dst, len, &verify_len);
+
+  /* Unpad data */
+  if (!silc_pkcs1_decode(SILC_PKCS1_BT_PRV1, verify, verify_len,
+                        unpadded, sizeof(unpadded), &len)) {
+    memset(verify, 0, verify_len);
+    silc_free(verify);
+    silc_mp_uninit(&mp_tmp2);
+    silc_mp_uninit(&mp_dst);
+    return FALSE;
+  }
+
+  /* Compare */
+  if (memcmp(data, unpadded, len))
+    ret = FALSE;
+
+  memset(verify, 0, verify_len);
+  memset(unpadded, 0, sizeof(unpadded));
+  silc_free(verify);
+  silc_mp_uninit(&mp_tmp2);
+  silc_mp_uninit(&mp_dst);
 
   return ret;
 }
@@ -466,84 +767,134 @@ SILC_PKCS_API_VERIFY(rsa)
    to compute the modulus n has to be generated before calling this. They
    are then sent as argument for the function. */
 
-void rsa_generate_keys(RsaKey *key, unsigned int bits, 
-                      SilcInt *p, SilcInt *q)
+SilcBool rsa_generate_keys(RsaKey *key, SilcUInt32 bits,
+                      SilcMPInt *p, SilcMPInt *q)
 {
-  SilcInt phi, hlp;
-  SilcInt dq;
-  SilcInt pm1, qm1;
-  
+  SilcMPInt phi, hlp;
+  SilcMPInt div, lcm;
+  SilcMPInt pm1, qm1;
+
   /* Initialize variables */
-  silc_mp_init(&key->p);
-  silc_mp_init(&key->q);
   silc_mp_init(&key->n);
   silc_mp_init(&key->e);
   silc_mp_init(&key->d);
+  silc_mp_init(&key->dP);
+  silc_mp_init(&key->dQ);
+  silc_mp_init(&key->pQ);
+  silc_mp_init(&key->qP);
   silc_mp_init(&phi);
   silc_mp_init(&hlp);
-  silc_mp_init(&dq);
+  silc_mp_init(&div);
+  silc_mp_init(&lcm);
   silc_mp_init(&pm1);
   silc_mp_init(&qm1);
 
-  /* Set the primes */
-  silc_mp_set(&key->p, p);
-  silc_mp_set(&key->q, q);
-  
+  /* Set modulus length */
+  key->bits = bits;
+
   /* Compute modulus, n = p * q */
-  silc_mp_mul(&key->n, &key->p, &key->q);
-  
+  silc_mp_mul(&key->n, p, q);
+
   /* phi = (p - 1) * (q - 1) */
-  silc_mp_sub_ui(&pm1, &key->p, 1);
-  silc_mp_sub_ui(&qm1, &key->q, 1);
+  silc_mp_sub_ui(&pm1, p, 1);
+  silc_mp_sub_ui(&qm1, q, 1);
   silc_mp_mul(&phi, &pm1, &qm1);
-  
+
   /* Set e, the public exponent. We try to use same public exponent
-     for all keys. Also, to make encryption faster we use small 
+     for all keys. Also, to make encryption faster we use small
      number. */
-  silc_mp_set_ui(&key->e, 127);
+  silc_mp_set_ui(&key->e, 65533);
  retry_e:
   /* See if e is relatively prime to phi. gcd == greates common divisor,
      if gcd equals 1 they are relatively prime. */
   silc_mp_gcd(&hlp, &key->e, &phi);
-  if((silc_mp_cmp_ui(&hlp, 1)) > 0) {
+  if ((silc_mp_cmp_ui(&hlp, 1)) > 0) {
     silc_mp_add_ui(&key->e, &key->e, 2);
     goto retry_e;
   }
-  
-  /* Find d, the private exponent. First we do phi / 2, to get it a 
-     bit smaller */
-  silc_mp_div_ui(&dq, &phi, 2);
-  silc_mp_modinv(&key->d, &key->e, &dq);
-  
-  silc_mp_clear(&phi);
-  silc_mp_clear(&hlp);
-  silc_mp_clear(&dq);
-  silc_mp_clear(&pm1);
-  silc_mp_clear(&qm1);
+
+  /* Find d, the private exponent, e ^ -1 mod lcm(phi). */
+  silc_mp_gcd(&div, &pm1, &qm1);
+  silc_mp_div(&lcm, &phi, &div);
+  silc_mp_modinv(&key->d, &key->e, &lcm);
+
+  /* Optimize d with CRT.  We precompute as much as possible. */
+  silc_mp_mod(&key->dP, &key->d, &pm1);
+  silc_mp_mod(&key->dQ, &key->d, &qm1);
+  silc_mp_modinv(&key->pQ, p, q);
+  silc_mp_mul(&key->pQ, p, &key->pQ);
+  silc_mp_mod(&key->pQ, &key->pQ, &key->n);
+  silc_mp_modinv(&key->qP, q, p);
+  silc_mp_mul(&key->qP, q, &key->qP);
+  silc_mp_mod(&key->qP, &key->qP, &key->n);
+  silc_mp_set(&key->p, p);
+  silc_mp_set(&key->q, q);
+  key->crt = TRUE;
+
+  silc_mp_uninit(&phi);
+  silc_mp_uninit(&hlp);
+  silc_mp_uninit(&div);
+  silc_mp_uninit(&lcm);
+  silc_mp_uninit(&pm1);
+  silc_mp_uninit(&qm1);
+
+  return TRUE;
 }
 
 /* Clears whole key structure. */
 
-void rsa_clear_keys(RsaKey *key)
+SilcBool rsa_clear_keys(RsaKey *key)
 {
   key->bits = 0;
-  silc_mp_clear(&key->p);
-  silc_mp_clear(&key->q);
-  silc_mp_clear(&key->n);
-  silc_mp_clear(&key->e);
-  silc_mp_clear(&key->d);
+  if (key->pub_set) {
+    silc_mp_uninit(&key->n);
+    silc_mp_uninit(&key->e);
+  }
+  if (key->prv_set)
+    silc_mp_uninit(&key->d);
+  if (key->prv_set && key->crt) {
+    silc_mp_uninit(&key->dP);
+    silc_mp_uninit(&key->dQ);
+    silc_mp_uninit(&key->pQ);
+    silc_mp_uninit(&key->qP);
+    silc_mp_uninit(&key->p);
+    silc_mp_uninit(&key->q);
+  }
+  return TRUE;
 }
 
-/* RSA encrypt/decrypt function. cm = ciphertext or plaintext,
-   mc = plaintext or ciphertext, expo = public or private exponent,
-   and modu = modulus. 
+/* RSA public key operation */
 
-   Encrypt: c = m ^ e mod n,
-   Decrypt: m = c ^ d mod n 
-*/
+SilcBool rsa_public_operation(RsaKey *key, SilcMPInt *src, SilcMPInt *dst)
+{
+  /* dst = src ^ e mod n */
+  silc_mp_pow_mod(dst, src, &key->e, &key->n);
+  return TRUE;
+}
+
+/* RSA private key operation */
 
-void rsa_en_de_crypt(SilcInt *cm, SilcInt *mc, 
-                    SilcInt *expo, SilcInt *modu)
+SilcBool rsa_private_operation(RsaKey *key, SilcMPInt *src, SilcMPInt *dst)
 {
-  silc_mp_powm(cm, mc, expo, modu);
+  if (!key->crt) {
+    /* dst = src ^ d mod n */
+    silc_mp_pow_mod(dst, src, &key->d, &key->n);
+  } else {
+    /* CRT */
+    SilcMPInt tmp;
+
+    silc_mp_init(&tmp);
+
+    /* dst = ((src ^ dP mod p) * qP) + ((src ^ dQ mod q) * pQ) mod n */
+    silc_mp_pow_mod(dst, src, &key->dP, &key->p);
+    silc_mp_mul(dst, dst, &key->qP);
+    silc_mp_pow_mod(&tmp, src, &key->dQ, &key->q);
+    silc_mp_mul(&tmp, &tmp, &key->pQ);
+    silc_mp_add(dst, dst, &tmp);
+    silc_mp_mod(dst, dst, &key->n);
+
+    silc_mp_uninit(&tmp);
+  }
+
+  return TRUE;
 }