commit 5625d6bd14b25dce00de768d05eaeefde9662fcc Author: imnyang Date: Tue Jun 23 09:56:21 2026 +0900 init diff --git a/.gitignore b/.gitignore new file mode 100644 index 0000000..3a487aa --- /dev/null +++ b/.gitignore @@ -0,0 +1,5 @@ +tests/*.png +tests/*.gerbera +build/ +.vscode +.DS_Store \ No newline at end of file diff --git a/Makefile b/Makefile new file mode 100644 index 0000000..57afa8c --- /dev/null +++ b/Makefile @@ -0,0 +1,29 @@ +CC ?= cc +CPPFLAGS ?= -Iinclude +CFLAGS ?= -std=c11 -O2 -Wall -Wextra -Wpedantic +LDLIBS ?= + +ifeq ($(OS),Windows_NT) +LDLIBS += -lbcrypt +endif + +TARGET := build/gerbera +SOURCES := src/main.c src/encrypt.c src/decrypt.c src/cipher.c +OBJECTS := $(SOURCES:src/%.c=build/%.o) + +$(TARGET): $(OBJECTS) + $(CC) $(CFLAGS) -o $@ $^ $(LDLIBS) + +build/%.o: src/%.c include/gerbera.h | build + $(CC) $(CPPFLAGS) $(CFLAGS) -c -o $@ $< + +build: + mkdir -p build + +.PHONY: clean test + +test: $(TARGET) + GERBERA_BIN=./$(TARGET) sh tests/test.sh + +clean: + rm -rf build diff --git a/README.md b/README.md new file mode 100644 index 0000000..79a1843 --- /dev/null +++ b/README.md @@ -0,0 +1,208 @@ +# Gerbera + +배열을 중심으로 직접 설계한 교육용 파일 암호화/복호화 CLI입니다. + +## 빌드와 사용 + +macOS 또는 Linux에서는 `make` 없이 다음 스크립트로 빌드합니다. + +```sh +./scripts/build.sh +./build/gerbera encrypt 원본.txt 원본.gerbera '비밀번호' +./build/gerbera decrypt 원본.gerbera 복원.txt '비밀번호' +``` + +Windows에서는 Developer Command Prompt 또는 GCC/Clang이 설정된 터미널에서 +다음 명령을 사용합니다. + +```bat +scripts\build.bat +build\gerbera.exe encrypt original.txt original.gerbera password +build\gerbera.exe decrypt original.gerbera restored.txt password +``` + +스크립트 없이 직접 빌드하려면 다음 명령도 사용할 수 있습니다. + +```sh +cc -Iinclude -std=c11 -O2 src/*.c -o build/gerbera +``` + +기존 `make`와 `make test`도 선택적으로 계속 사용할 수 있습니다. + +## 프로젝트 구조 + +```text +Gerbera/ +├── src/ # 암호화, 복호화, 알고리즘, CLI 소스 +├── include/gerbera.h # 공통 상수, 자료형, 함수 선언 +├── scripts/ # make가 필요 없는 빌드 스크립트 +├── tests/test.sh # 암복호화 자동 테스트 +├── build/ # 실행 파일과 오브젝트 파일 +├── Makefile +└── README.md +``` + +`make clean`을 실행하면 생성물만 담긴 `build/` 디렉터리가 정리됩니다. + +## 난수 생성 + +nonce에는 `rand()`를 사용합니다. +운영체제 난수를 사용하면 더 좋겠지만 ~~코드가 복잡해집니다.~~ ~~이건 수행평가에요~~ + +## 배열이 쓰이는 부분 + +- `state[256]`: 바이트 순열 기반 키 스트림 상태 +- `key[32]`: 비밀번호와 nonce에서 만든 내부 키 +- `nonce[16]`: 같은 파일/비밀번호라도 결과를 다르게 만드는 난수 +- `buffer[4096]`: 큰 파일을 일정 크기로 나누어 처리 +- `tag[16]`: 잘못된 비밀번호와 파일 손상을 검사 + +파일 형식은 `MIZUKI🎀(10) + nonce(16) + 원본 크기(8) + 암호문 + tag(16)`입니다. +magic의 실제 바이트 배열은 다음과 같습니다. + +```c +{'M', 'I', 'Z', 'U', 'K', 'I', 0xF0, 0x9F, 0x8E, 0x80} +``` + +## Gerbera-1 알고리즘 설계 + +Gerbera-1은 비밀번호로부터 만든 키 배열과 0부터 255까지의 값을 담은 상태 배열을 +계속 섞어 키 스트림을 만들고, 이를 파일 데이터와 XOR하는 방식입니다. + +### 기호 정의 + +- `P[p]`: 비밀번호의 `p`번째 바이트 +- `N[n]`: 16바이트 난수 nonce의 `n`번째 바이트 +- `K[k]`: 32바이트 키 배열 +- `S[s]`: 256바이트 상태 배열 +- `ROTL8(x, q)`: 8비트 값 `x`를 왼쪽으로 `q`비트 순환 이동 +- `⊕`: 비트 단위 XOR + +8비트 순환 이동은 다음과 같이 계산합니다. + +```text +ROTL8(x, q) = ((x << q) | (x >> (8 - q))) mod 256 +``` + +단, `q = 0`이면 결과는 그대로 `x`입니다. + +### 1. 비밀번호에서 키 배열 생성 + +먼저 고정된 32바이트 초기 배열을 `K`에 복사합니다. 암호화 키와 인증 키가 +같아지지 않도록 첫 번째 원소에 용도 구분 값 `D`를 XOR합니다. + +```text +K[0] = K[0] ⊕ D +D = 0x43 (암호화용) +D = 0x41 (인증용) +``` + +그다음 `r = 0 ... 8191`의 8192라운드 동안 비밀번호의 모든 바이트를 순회합니다. + +```text +a = (p + r) mod 32 +b = (a + 11) mod 32 +c = (a + 23) mod 32 + +m = K[b] + P[p] + N[(p + r) mod 16] + r + +K[a] = ROTL8(K[a] ⊕ m, K[c] mod 8) + K[c] +``` + +각 라운드가 끝날 때 키 배열의 멀리 떨어진 두 원소를 한 번 더 섞습니다. + +```text +K[r mod 32] = K[r mod 32] + ⊕ ROTL8(K[(r + 17) mod 32], r mod 8) +``` + +따라서 같은 비밀번호를 사용해도 파일마다 무작위로 생성되는 `N`이 다르면 +최종 키 배열도 달라집니다. + +### 2. 256바이트 상태 배열 초기화 + +상태 배열은 먼저 `S[n] = n`으로 초기화합니다. 이후 1024회 반복하면서 키와 +nonce를 이용해 원소의 위치를 교환합니다. + +```text +S[n] = n, 0 ≤ n < 256 +j = 0 + +for n = 0 ... 1023: + i = n mod 256 + j = j + S[i] + K[n mod 32] + N[n mod 16] + swap(S[i], S[j]) +``` + +모든 계산이 바이트 단위이므로 `j` 역시 자동으로 `mod 256`이 적용됩니다. + +### 3. 키 스트림 생성과 암호화 + +파일의 각 바이트 위치 `t`마다 상태 배열을 다시 섞고 키 스트림 바이트 `Z[t]`를 +계산합니다. + +```text +i = i + 1 +j = j + S[i] + K[t mod 32] +swap(S[i], S[j]) + +u = S[(S[i] + S[j]) mod 256] +Z[t] = u ⊕ ROTL8(K[(t + u) mod 32], t mod 8) +``` + +평문 바이트 `M[t]`와 키 스트림을 XOR하면 암호문 `C[t]`가 됩니다. + +```text +C[t] = M[t] ⊕ Z[t] +``` + +XOR에는 `x ⊕ y ⊕ y = x`라는 성질이 있으므로 복호화도 같은 수식입니다. + +```text +M[t] = C[t] ⊕ Z[t] +``` + +즉, 암호화와 복호화는 같은 키 스트림 생성 함수를 사용하고 입력 데이터만 +다릅니다. 파일 전체를 메모리에 올리지 않고 `buffer[4096]` 단위로 처리하지만, +상태 배열과 현재 위치 `t`를 유지하므로 하나의 연속된 키 스트림이 만들어집니다. + +### 4. 인증 태그 계산 + +비밀번호 오류나 파일 변조를 찾기 위해 헤더와 암호문의 각 바이트 `x`를 별도의 +32바이트 인증 상태 배열 `A`에 누적합니다. 현재까지 처리한 길이를 `L`이라 하면: + +```text +a = L mod 32 +b = (a + 7) mod 32 +c = (a + 19) mod 32 + +A[a] = ROTL8(A[a] ⊕ x ⊕ A[c], A[b] mod 8) + A[b] + a +A[c] = A[c] ⊕ ROTL8(x + A[a], a mod 8) +L = L + 1 +``` + +모든 데이터를 처리한 뒤 길이 `L`을 8바이트 little-endian 배열로 만들어 같은 +방식으로 누적합니다. 그 후 256회의 최종 혼합을 수행합니다. + +```text +for n = 0 ... 255: + v = A[(n + 1) mod 32] + A[(n + 13) mod 32] + n + A[n mod 32] = A[n mod 32] ⊕ ROTL8(v, n mod 8) +``` + +마지막 16바이트 인증 태그는 배열의 앞쪽과 뒤쪽을 XOR하여 얻습니다. + +```text +TAG[n] = A[n] ⊕ A[n + 16], 0 ≤ n < 16 +``` + +복호화할 때는 평문을 출력하기 전에 암호문으로 태그를 다시 계산합니다. 저장된 +태그와 계산한 태그가 다르면 잘못된 비밀번호 또는 손상된 파일로 판단하여 출력을 +만들지 않습니다. + +### 전체 처리 과정 + +```text +암호화: 파일 → 키 스트림 생성 → 원본 바이트 XOR → 암호문 + TAG +복호화: 암호문 → TAG 검증 → 같은 키 스트림 XOR → 원본 파일 +``` diff --git a/include/gerbera.h b/include/gerbera.h new file mode 100644 index 0000000..98914f8 --- /dev/null +++ b/include/gerbera.h @@ -0,0 +1,43 @@ +#ifndef GERBERA_H +#define GERBERA_H + +#include +#include + +#define GERBERA_MAGIC_SIZE 10 +#define GERBERA_NONCE_SIZE 16 +#define GERBERA_TAG_SIZE 16 +#define GERBERA_BUFFER_SIZE 4096 +#define GERBERA_HEADER_SIZE (GERBERA_MAGIC_SIZE + GERBERA_NONCE_SIZE + 8) +#define GERBERA_OVERHEAD_SIZE (GERBERA_HEADER_SIZE + GERBERA_TAG_SIZE) + +typedef struct { + uint8_t state[256]; + uint8_t key[32]; + uint8_t i; + uint8_t j; + uint64_t position; +} GerberaCipher; + +typedef struct { + uint8_t state[32]; + uint64_t length; +} GerberaAuth; + +void gerbera_cipher_init(GerberaCipher *ctx, const char *password, + const uint8_t nonce[GERBERA_NONCE_SIZE]); +void gerbera_cipher_apply(GerberaCipher *ctx, uint8_t data[], size_t length); + +void gerbera_auth_init(GerberaAuth *ctx, const char *password, + const uint8_t nonce[GERBERA_NONCE_SIZE]); +void gerbera_auth_update(GerberaAuth *ctx, const uint8_t data[], size_t length); +void gerbera_auth_finish(GerberaAuth *ctx, uint8_t tag[GERBERA_TAG_SIZE]); +int gerbera_constant_time_equal(const uint8_t a[], const uint8_t b[], + size_t length); + +int encrypt_file(const char *input_path, const char *output_path, + const char *password); +int decrypt_file(const char *input_path, const char *output_path, + const char *password); + +#endif diff --git a/scripts/build.bat b/scripts/build.bat new file mode 100644 index 0000000..f588aea --- /dev/null +++ b/scripts/build.bat @@ -0,0 +1,43 @@ +@echo off +setlocal + +if not exist build mkdir build + +where cl >nul 2>nul +if %errorlevel% equ 0 goto build_msvc + +where gcc >nul 2>nul +if %errorlevel% equ 0 goto build_gcc + +where clang >nul 2>nul +if %errorlevel% equ 0 goto build_clang + +echo C compiler not found. Install Visual Studio Build Tools, GCC, or Clang. +exit /b 1 + +:build_msvc +pushd build +cl /nologo /std:c11 /O2 /W4 /I..\include ^ + ..\src\main.c ..\src\encrypt.c ..\src\decrypt.c ..\src\cipher.c ^ + /Fe:gerbera.exe bcrypt.lib +set "result=%errorlevel%" +popd +if not %result% equ 0 exit /b %result% +goto success + +:build_gcc +gcc -Iinclude -std=c11 -O2 -Wall -Wextra -Wpedantic ^ + src\main.c src\encrypt.c src\decrypt.c src\cipher.c ^ + -o build\gerbera.exe -lbcrypt +if not %errorlevel% equ 0 exit /b %errorlevel% +goto success + +:build_clang +clang -Iinclude -std=c11 -O2 -Wall -Wextra -Wpedantic ^ + src\main.c src\encrypt.c src\decrypt.c src\cipher.c ^ + -o build\gerbera.exe -lbcrypt +if not %errorlevel% equ 0 exit /b %errorlevel% + +:success +echo Build complete: build\gerbera.exe +exit /b 0 diff --git a/scripts/build.sh b/scripts/build.sh new file mode 100755 index 0000000..dcf37eb --- /dev/null +++ b/scripts/build.sh @@ -0,0 +1,20 @@ +#!/bin/sh +set -eu + +compiler="${CC:-cc}" + +mkdir -p build +"$compiler" \ + -Iinclude \ + -std=c11 \ + -O2 \ + -Wall \ + -Wextra \ + -Wpedantic \ + src/main.c \ + src/encrypt.c \ + src/decrypt.c \ + src/cipher.c \ + -o build/gerbera + +echo "Build complete: build/gerbera" diff --git a/src/cipher.c b/src/cipher.c new file mode 100644 index 0000000..f8ed3c4 --- /dev/null +++ b/src/cipher.c @@ -0,0 +1,145 @@ +#include "gerbera.h" + +#include + +static uint8_t rotate_left8(uint8_t value, unsigned count) +{ + count &= 7U; + return (uint8_t)((value << count) | (value >> ((8U - count) & 7U))); +} + +/* + * Password bytes are folded into a 32-byte array many times. This is an + * educational, original construction; it is not a replacement for a + * reviewed password KDF such as Argon2. + */ +static void derive_key(uint8_t key[32], const char *password, + const uint8_t nonce[GERBERA_NONCE_SIZE], uint8_t domain) +{ + static const uint8_t initial[32] = { + 0x41, 0x6b, 0x79, 0x61, 0x6d, 0x61, 0x4d, 0x69, + 0x7a, 0x75, 0x6b, 0x69, 0x4e, 0x41, 0x45, 0x31, + 0x9d, 0x37, 0x6b, 0xa1, 0xf4, 0x52, 0xc8, 0x0e, + 0x73, 0xbf, 0x25, 0xda, 0x86, 0x19, 0xe0, 0x4c + }; + size_t password_length = strlen(password); + unsigned round; + size_t p; + + memcpy(key, initial, sizeof(initial)); + key[0] ^= domain; + + for (round = 0; round < 8192U; ++round) { + for (p = 0; p < password_length; ++p) { + size_t a = (p + round) & 31U; + size_t b = (a + 11U) & 31U; + size_t c = (a + 23U) & 31U; + uint8_t mixed = (uint8_t)(key[b] + (uint8_t)password[p] + + nonce[(p + round) & 15U] + + (uint8_t)round); + key[a] = (uint8_t)(rotate_left8((uint8_t)(key[a] ^ mixed), + (unsigned)(key[c] & 7U)) + key[c]); + } + key[round & 31U] ^= rotate_left8(key[(round + 17U) & 31U], round & 7U); + } +} + +void gerbera_cipher_init(GerberaCipher *ctx, const char *password, + const uint8_t nonce[GERBERA_NONCE_SIZE]) +{ + unsigned n; + uint8_t j = 0; + + derive_key(ctx->key, password, nonce, 0x43U); + for (n = 0; n < 256U; ++n) { + ctx->state[n] = (uint8_t)n; + } + for (n = 0; n < 1024U; ++n) { + uint8_t i = (uint8_t)n; + uint8_t temporary; + j = (uint8_t)(j + ctx->state[i] + ctx->key[n & 31U] + + nonce[n & 15U]); + temporary = ctx->state[i]; + ctx->state[i] = ctx->state[j]; + ctx->state[j] = temporary; + } + ctx->i = 0; + ctx->j = j; + ctx->position = 0; +} + +void gerbera_cipher_apply(GerberaCipher *ctx, uint8_t data[], size_t length) +{ + size_t n; + + for (n = 0; n < length; ++n) { + uint8_t temporary; + uint8_t stream; + ctx->i = (uint8_t)(ctx->i + 1U); + ctx->j = (uint8_t)(ctx->j + ctx->state[ctx->i] + + ctx->key[ctx->position & 31U]); + temporary = ctx->state[ctx->i]; + ctx->state[ctx->i] = ctx->state[ctx->j]; + ctx->state[ctx->j] = temporary; + stream = ctx->state[(uint8_t)(ctx->state[ctx->i] + + ctx->state[ctx->j])]; + stream ^= rotate_left8(ctx->key[(ctx->position + stream) & 31U], + (unsigned)(ctx->position & 7U)); + data[n] ^= stream; + ++ctx->position; + } +} + +void gerbera_auth_init(GerberaAuth *ctx, const char *password, + const uint8_t nonce[GERBERA_NONCE_SIZE]) +{ + derive_key(ctx->state, password, nonce, 0x41U); + ctx->length = 0; +} + +void gerbera_auth_update(GerberaAuth *ctx, const uint8_t data[], size_t length) +{ + size_t n; + + for (n = 0; n < length; ++n) { + size_t a = (size_t)(ctx->length & 31U); + size_t b = (a + 7U) & 31U; + size_t c = (a + 19U) & 31U; + ctx->state[a] = (uint8_t)(rotate_left8( + (uint8_t)(ctx->state[a] ^ data[n] ^ ctx->state[c]), + (unsigned)(ctx->state[b] & 7U)) + ctx->state[b] + (uint8_t)a); + ctx->state[c] ^= rotate_left8((uint8_t)(data[n] + ctx->state[a]), + (unsigned)(a & 7U)); + ++ctx->length; + } +} + +void gerbera_auth_finish(GerberaAuth *ctx, uint8_t tag[GERBERA_TAG_SIZE]) +{ + uint8_t trailer[8]; + unsigned n; + + for (n = 0; n < 8U; ++n) { + trailer[n] = (uint8_t)(ctx->length >> (n * 8U)); + } + gerbera_auth_update(ctx, trailer, sizeof(trailer)); + for (n = 0; n < 256U; ++n) { + uint8_t value = (uint8_t)(ctx->state[(n + 1U) & 31U] + + ctx->state[(n + 13U) & 31U] + n); + ctx->state[n & 31U] ^= rotate_left8(value, n & 7U); + } + for (n = 0; n < GERBERA_TAG_SIZE; ++n) { + tag[n] = (uint8_t)(ctx->state[n] ^ ctx->state[n + 16U]); + } +} + +int gerbera_constant_time_equal(const uint8_t a[], const uint8_t b[], size_t length) +{ + size_t n; + uint8_t difference = 0; + + for (n = 0; n < length; ++n) { + difference |= (uint8_t)(a[n] ^ b[n]); + } + return difference == 0; +} diff --git a/src/decrypt.c b/src/decrypt.c new file mode 100644 index 0000000..5689cfe --- /dev/null +++ b/src/decrypt.c @@ -0,0 +1,112 @@ +#include "gerbera.h" + +#include +#include + +static const uint8_t expected_magic[GERBERA_MAGIC_SIZE] = + {'M', 'I', 'Z', 'U', 'K', 'I', 0xF0, 0x9F, 0x8E, 0x80}; + +static uint64_t decode_u64_le(const uint8_t bytes[8]) +{ + uint64_t value = 0; + unsigned n; + for (n = 0; n < 8U; ++n) { + value |= (uint64_t)bytes[n] << (n * 8U); + } + return value; +} + +int decrypt_file(const char *input_path, const char *output_path, + const char *password) +{ + FILE *input = NULL; + FILE *output = NULL; + uint8_t magic[GERBERA_MAGIC_SIZE]; + uint8_t nonce[GERBERA_NONCE_SIZE]; + uint8_t size_bytes[8]; + uint8_t buffer[GERBERA_BUFFER_SIZE]; + uint8_t stored_tag[GERBERA_TAG_SIZE]; + uint8_t calculated_tag[GERBERA_TAG_SIZE]; + GerberaCipher cipher; + GerberaAuth auth; + uint64_t plain_size; + uint64_t remaining; + long file_size; + size_t count; + int result = 1; + + input = fopen(input_path, "rb"); + if (input == NULL || fseek(input, 0, SEEK_END) != 0 || + (file_size = ftell(input)) < 0 || fseek(input, 0, SEEK_SET) != 0) { + fprintf(stderr, "Could not open the encrypted file.\n"); + goto cleanup; + } + if (file_size < GERBERA_OVERHEAD_SIZE || + fread(magic, 1, sizeof(magic), input) != sizeof(magic) || + fread(nonce, 1, sizeof(nonce), input) != sizeof(nonce) || + fread(size_bytes, 1, sizeof(size_bytes), input) != sizeof(size_bytes) || + memcmp(magic, expected_magic, sizeof(magic)) != 0) { + fprintf(stderr, "The input is not a Gerbera file.\n"); + goto cleanup; + } + plain_size = decode_u64_le(size_bytes); + if (plain_size != (uint64_t)(file_size - GERBERA_OVERHEAD_SIZE)) { + fprintf(stderr, "The file size metadata is invalid.\n"); + goto cleanup; + } + + /* First pass: authenticate before any plaintext is written. */ + gerbera_auth_init(&auth, password, nonce); + gerbera_auth_update(&auth, magic, sizeof(magic)); + gerbera_auth_update(&auth, nonce, sizeof(nonce)); + gerbera_auth_update(&auth, size_bytes, sizeof(size_bytes)); + remaining = plain_size; + while (remaining > 0) { + size_t wanted = remaining < sizeof(buffer) ? (size_t)remaining : sizeof(buffer); + count = fread(buffer, 1, wanted, input); + if (count != wanted) { + fprintf(stderr, "Could not read the encrypted data.\n"); + goto cleanup; + } + gerbera_auth_update(&auth, buffer, count); + remaining -= count; + } + if (fread(stored_tag, 1, sizeof(stored_tag), input) != sizeof(stored_tag)) { + fprintf(stderr, "The authentication tag is missing.\n"); + goto cleanup; + } + gerbera_auth_finish(&auth, calculated_tag); + if (!gerbera_constant_time_equal(stored_tag, calculated_tag, sizeof(stored_tag))) { + fprintf(stderr, "The password is incorrect or the file is corrupted.\n"); + goto cleanup; + } + + output = fopen(output_path, "wb"); + if (output == NULL || fseek(input, GERBERA_HEADER_SIZE, SEEK_SET) != 0) { + fprintf(stderr, "Could not create the output file.\n"); + goto cleanup; + } + gerbera_cipher_init(&cipher, password, nonce); + remaining = plain_size; + while (remaining > 0) { + size_t wanted = remaining < sizeof(buffer) ? (size_t)remaining : sizeof(buffer); + count = fread(buffer, 1, wanted, input); + if (count != wanted) { + fprintf(stderr, "Could not read data for decryption.\n"); + goto cleanup; + } + gerbera_cipher_apply(&cipher, buffer, count); + if (fwrite(buffer, 1, count, output) != count) { + fprintf(stderr, "Could not write the decrypted data.\n"); + goto cleanup; + } + remaining -= count; + } + result = 0; + +cleanup: + if (input != NULL) fclose(input); + if (output != NULL && fclose(output) != 0) result = 1; + if (result != 0) remove(output_path); + return result; +} diff --git a/src/encrypt.c b/src/encrypt.c new file mode 100644 index 0000000..daf623d --- /dev/null +++ b/src/encrypt.c @@ -0,0 +1,105 @@ +#include "gerbera.h" + +#include +#include +#include +#include +#include + +static const uint8_t magic[GERBERA_MAGIC_SIZE] = + {'M', 'I', 'Z', 'U', 'K', 'I', 0xF0, 0x9F, 0x8E, 0x80}; + +static void encode_u64_le(uint8_t bytes[8], uint64_t value) +{ + unsigned n; + for (n = 0; n < 8U; ++n) { + bytes[n] = (uint8_t)(value >> (n * 8U)); + } +} + +static int random_nonce(uint8_t nonce[GERBERA_NONCE_SIZE]) +{ + static int initialized = 0; + + if (!initialized) { + srand((unsigned)time(NULL)); + initialized = 1; + } + + for (size_t i = 0; i < GERBERA_NONCE_SIZE; ++i) { + nonce[i] = (uint8_t)rand(); + } + + return 1; +} + +int encrypt_file(const char *input_path, const char *output_path, + const char *password) +{ + FILE *input = NULL; + FILE *output = NULL; + uint8_t nonce[GERBERA_NONCE_SIZE]; + uint8_t size_bytes[8]; + uint8_t buffer[GERBERA_BUFFER_SIZE]; + uint8_t tag[GERBERA_TAG_SIZE]; + GerberaCipher cipher; + GerberaAuth auth; + long input_size; + size_t count; + int result = 1; + + input = fopen(input_path, "rb"); + if (input == NULL || fseek(input, 0, SEEK_END) != 0 || + (input_size = ftell(input)) < 0 || fseek(input, 0, SEEK_SET) != 0) { + fprintf(stderr, "Could not open the input file or determine its size.\n"); + goto cleanup; + } + if (!random_nonce(nonce)) { + fprintf(stderr, "Could not generate a secure random nonce.\n"); + goto cleanup; + } + output = fopen(output_path, "wb"); + if (output == NULL) { + fprintf(stderr, "Could not create the output file.\n"); + goto cleanup; + } + + encode_u64_le(size_bytes, (uint64_t)input_size); + if (fwrite(magic, 1, sizeof(magic), output) != sizeof(magic) || + fwrite(nonce, 1, sizeof(nonce), output) != sizeof(nonce) || + fwrite(size_bytes, 1, sizeof(size_bytes), output) != sizeof(size_bytes)) { + fprintf(stderr, "Could not write the encrypted file header.\n"); + goto cleanup; + } + + gerbera_cipher_init(&cipher, password, nonce); + gerbera_auth_init(&auth, password, nonce); + gerbera_auth_update(&auth, magic, sizeof(magic)); + gerbera_auth_update(&auth, nonce, sizeof(nonce)); + gerbera_auth_update(&auth, size_bytes, sizeof(size_bytes)); + + while ((count = fread(buffer, 1, sizeof(buffer), input)) > 0) { + gerbera_cipher_apply(&cipher, buffer, count); + gerbera_auth_update(&auth, buffer, count); + if (fwrite(buffer, 1, count, output) != count) { + fprintf(stderr, "Could not write the encrypted data.\n"); + goto cleanup; + } + } + if (ferror(input)) { + fprintf(stderr, "An error occurred while reading the input file.\n"); + goto cleanup; + } + gerbera_auth_finish(&auth, tag); + if (fwrite(tag, 1, sizeof(tag), output) != sizeof(tag)) { + fprintf(stderr, "Could not write the authentication tag.\n"); + goto cleanup; + } + result = 0; + +cleanup: + if (input != NULL) fclose(input); + if (output != NULL && fclose(output) != 0) result = 1; + if (result != 0) remove(output_path); + return result; +} diff --git a/src/main.c b/src/main.c new file mode 100644 index 0000000..20b5c3d --- /dev/null +++ b/src/main.c @@ -0,0 +1,91 @@ +#include "gerbera.h" + +#include +#include + +static void print_usage(const char *program) +{ + fprintf(stderr, + "Usage:\n" + " %s encrypt \n" + " %s decrypt \n", + program, program); +} + +static int interactive_mode(void) +{ + char mode[16]; + char input[1024]; + char output[1024]; + char password[1024]; + + printf("Mode (encrypt/decrypt): "); + if (!fgets(mode, sizeof(mode), stdin)) + return 1; + + printf("Input file: "); + if (!fgets(input, sizeof(input), stdin)) + return 1; + + printf("Output file: "); + if (!fgets(output, sizeof(output), stdin)) + return 1; + + printf("Password: "); + if (!fgets(password, sizeof(password), stdin)) + return 1; + + mode[strcspn(mode, "\r\n")] = '\0'; + input[strcspn(input, "\r\n")] = '\0'; + output[strcspn(output, "\r\n")] = '\0'; + password[strcspn(password, "\r\n")] = '\0'; + + if (password[0] == '\0') { + fprintf(stderr, "The password cannot be empty.\n"); + return 2; + } + + if (strcmp(input, output) == 0) { + fprintf(stderr, "The paths of the input and output files cannot be the same.\n"); + return 2; + } + + if (strcmp(mode, "encrypt") == 0) + return encrypt_file(input, output, password); + + if (strcmp(mode, "decrypt") == 0) + return decrypt_file(input, output, password); + + fprintf(stderr, "Unknown mode. Use 'encrypt' or 'decrypt'.\n"); + return 2; +} + +int main(int argc, char *argv[]) +{ + if (argc == 1) + return interactive_mode(); + + if (argc != 5) { + print_usage(argv[0]); + return 2; + } + + if (argv[4][0] == '\0') { + fprintf(stderr, "The password cannot be empty.\n"); + return 2; + } + + if (strcmp(argv[2], argv[3]) == 0) { + fprintf(stderr, "The paths of the input and output files cannot be the same.\n"); + return 2; + } + + if (strcmp(argv[1], "encrypt") == 0) + return encrypt_file(argv[2], argv[3], argv[4]); + + if (strcmp(argv[1], "decrypt") == 0) + return decrypt_file(argv[2], argv[3], argv[4]); + + print_usage(argv[0]); + return 2; +} diff --git a/tests/test.sh b/tests/test.sh new file mode 100644 index 0000000..119302f --- /dev/null +++ b/tests/test.sh @@ -0,0 +1,20 @@ +#!/bin/sh +set -eu + +bin="${GERBERA_BIN:-./build/gerbera}" +work="${TMPDIR:-/tmp}/gerbera-test-$$" +mkdir "$work" +trap 'rm -rf "$work"' EXIT HUP INT TERM + +printf 'Array-based encryption test\n\000\001\377' > "$work/plain.bin" +"$bin" encrypt "$work/plain.bin" "$work/encrypted.gerbera" 'test-password' +"$bin" decrypt "$work/encrypted.gerbera" "$work/decrypted.bin" 'test-password' +cmp "$work/plain.bin" "$work/decrypted.bin" + +if "$bin" decrypt "$work/encrypted.gerbera" "$work/wrong.bin" 'wrong-password'; then + echo "wrong password unexpectedly succeeded" >&2 + exit 1 +fi +test ! -e "$work/wrong.bin" + +echo "All tests passed."