Added anti-forgery tests for EdDSA

Note how EdDSA fails miserably to reject all-zero signatures.  This is
the first critical vulnerability since 1.0.

Added tests vectors for public key generation

Public key generation was up until now only tested implicitly.  Test
vectors can make us more confident.

Fixed wrong dependency in the makefile

Don't try to malloc() zero bytes

Some platforms refuse to allocate zero bytes.  This causes the entire
test suite to fail miserably.

To avoid this, we now fake success, and return the NULL pointer.  It
won't be dereferenced anyway.

Corrected failing test on 32-bit systems

When size_t is not uint64_t, converting "negative" size_t integers to
uint64_t yields nonsensical results.  That is, the following isn't
portable:

    size_t   x = 42;
    uint64_t y = -i;

Because y might be missing the high order bits if size_t is smaller than
uint64_t. Instead, we want to convert to a large sized integer *before*
we negate it:

    size_t   x = 42;
    uint64_t y = -(uint64_t)i;

Changelog formatting

Merge pull request #97 from MikeA1/patch-1

Update makefile

Tests for crypto_verify*() catch more errors

The test had a symmetry that caused them to miss a possible error, where
the implementer would replace an `|` operator by an `&` operator.
Breaking that symmetry allow them to catch that error.

The other errors are caught all the same.

Faster crypto_verify*() tests

There was no need to test every possible value to catch the errors the
tests caugth.  Cutting them down makes the test 64000 times faster,
which matters quite a lot when we run the TIS interpreter.

The new tests catch just as many errors as the old ones.

Properly ignore the formal-analysis folder

The way it was done earlier was also ignoring the formal-analysis.sh
script, which was then absent from the tarball releases.

Run the TIS interpreter in 2 commands instead of 3.

The TIS interpreter doesn't need to be run from inside the
formal-analysis folder. We can refer to the relevant C files directly.
This simplify the README a tiny little bit.

Corrected formal analysis setup script

The script did not create the right directory, so the files didn't copy
properly.

Corrected variable sized buffer in the tests.

The p_eddsa_random() test was triggering the TIS interbreter because of
a variable sized array allocated on the stack.  The test run properly
with a fixed sized buffer.  (Variable size buffers are tested elsewhere,
most notably with the test vectors).

Update makefile

Very minor spelling/punctuation change.

2.0.3 changelog

Improved the test suite

The test suite has been trimmed down a little, and improved a bit.  The
main goal was to have the TIS interpreter to run the entire test suite
in less than 20 hours, so I (and others) could realistically run it on
each new release.

- We now have much less Argon2i test vectors.  Only those at block size
  boundaries have been kept (for instance, it is important that we test
  both below and above 512 blocks, and below and above 64 bytes hashes,
  to hit all code paths.

- X25519 test vectors have been cut in half.  We have official test
  vectors and the Monte Carlo test already, we don't need too many
  vectors.  The main advantage here is to reduce the size of the test
  vector header file.

- The tests for chacha20_set_ctr() explore the test space more
  efficiently.

- The comparison between crypto_argon2i() and crypto_argon2i_general()
  is no longer repeated 128 times.

- The overlap tests for Argon2i have been cut down, and the overlap
  space has been reduced to compensate (so we're still sure there will
  be lots of overlap).

- The incremental tests for Blake2b and SHA-512 were cut down to a
  number of iterations, and total message size, that is *not* a multiple
  of a block length, so tests can fail more reliably if the MIN() macro
  has an error.

- The roundtrip tests for EdDSA have now been cut down, and try several
  message sizes as well.

- The random tests for EdDSA (which are mostly meant to test what
  happens when the point is outside the curve), have beet cut down (from
  1000 to 100), and try several message sizes as well.

Reset SHA-512 input buffer like Blake2b's

This is mostly for consistency (code that follow the same patterns
everywhere are more easily reviewed).  The generated code is also a tiny
bit more efficient that way.

Fixed undefined behaviour in Blake2b

Fixes #96

The function blake2b_set_input() was reading uninitialised memory.
While this didn't matter in practice (most platforms don't have trap
representations for unsigned integers), it is undefined behaviour under
the C and C++ standards.  To fix it, we reset the whole input buffer
before setting its first byte.

The fix introduces a conditional, but that conditional only depend
on an index, which itself depends on the size of the input, which is not
secret.  We're still "constant time" with respect to secrets.

80 columns OCD

don't recomend 16 bytes for argon2i digests

Listing 16 bytes as a possible size sounds like an endorsement.
But really, 16 bytes is a bit short, and weakens the security
of the subsequent symmetric crypto. You kind have to know what
you are doing to select such a size, so let's not list it.

2.0.2 changelog

Comment: no need to wipe if it is not secret

cosmetic

removed redundant wipe

`crypto_*_final()` functions wipe their contexts already.  No need to
wipe again.

80 columns conformity

cosmetic

Warned about undefined behaviour

Removed "cannot fail" from the manual

This is C we're talking about.  Functions that return void cannot fail
only if they're used correctly.  Incorrect inputs can still trigger
undefined behaviour.  In this sense, those functions _can_ fail.

Returning void should be an obvious enough hint that the function
requires no error handling. At least it is if you're familiar enough
with C. (If one is not, one is not qualified to use a crypto library in
an unsafe language.)

An unqualified "cannot fail" give any more information than `void`, and
may even mislead some users.  Better stay on the safe side.

use RANDOM_INPUT macro everywhere

Tests: properly align argon2i work area

Makefile cleanup

Test vectors no longer depend on Monocypher

Test vectors for EdDSA used to use Moncoypher's Blake2b hash. This
didn't make much sense, and could even conceivably be construed as
circular.  Blake2b vectors were properly generated, so it wasn't really
circular, but that's still ugly.

Now the test vectors only depend on Libsodium and ed25519-donna.

fixed memory leak in Argon2i tests

Added ed25519 tests

Monocypher failed to compile with -DED25519_SHA512 since we added the
incremental interface.  The error has been corrected by the #95 Pull
Request by @vbmithr.

To make sure this doesn't happen again, the test suite has been expanded
to include the official Ed25519 construction.  You can test it thus:

    $ make clean
    $ make test CFLAGS="-DED25519_SHA512 -O3"

Or just run `tests/test.sh` to have the whole shebang.

Indent #ifdef

No Libsodium for Blake2b EdDSA

Merge pull request #95 from vbmithr/fix-include

fix include when using ED25519_SHA512

fix include when using ED25519_SHA512

crypto_check does not wipe context

Manual: minor rewording

Manual: verifiation->validation

Manual: void returns cannot fail

Blake2b empty messages may be NULL

Correted minor inaccuracy in the manual

formatting typo

Tweaked Chacha20 summary

Missing plural in the manual

removed spurious consts in the manual

Removed obsolete warning in the manual

The length of additional data in authenticated encryption is now
authenticated.  The user no longer have to worry about it, ever.

Used a single zero buffer

Fixed missing wipes

Found 4 internal buffers that were not properly wiped.  While this were
unlikely to turn into an exploitable vulnerability, we can never be too
cautious.

- XChacha20 initialisation failed to wipe its intermediate key.
- Blake2b initialisation failed to wipe a copy of its secret key.
- EdDSA failed to wipe an internal field element
- EdDSA failed to wipe an internal group element

Replaced GNU-all permissive licence by the CC-0

I always wanted to release Monocypher to the public domain, at least to
the extent possible.  My amputated version of the GNU all permissive
licence was nice and concise, but had no real legal basis.  We need
something solid, hence CC-0 from Creative Commons.

In case that's still not enough, the better known BSD licence has been
kept as a fallback.

Corrected the BSD licence

It was missing "All rights reserved", "(c)", and a coma.

Avoid negating unsigned numbers (for MSVC)

MSVC doesn't like when people negate unsigned numbers, and the result is
still unsigned.  By default, it's an error.  Moreover, section 6.5.6 of
the C11 standard doesn't clearly specify what -x means when x is an
unsigned integer.  It does however specify ~x.

So I replaced -x by ~x+1.  This was getting ugly, though, so I made the
ALIGN macro.  ALIGN(x, block_size) returns how many bytes we need to
reach the next block size, assuming we've already consumed x bytes.  For
instance, ALIGN(11, 8) == 5.  It uses bit twiddling trickery, so the
block size must be a power of 2.

Explicit conversions to small integers (for MSVC)

MSVC warns about possible loss of information when doing implicit
conversion from bigger integers to smaller integers, such as u64 to u32.

Those were intentional, so I added explicit conversions.

Replaced "Double Ratchet" by "X3DH" in the manual

The Double Ratchet algorithm has other purposes than simple forward
secrecy, and is quite complicated, and rely on some prior key exchange
protocol to boot.  Pointing to it wasn't good general purpose advice.

X3DH is what we were looking for.  It is simple enough, and addresses
the main issues around key exchange (forward secrecy, replay attacks, and
deniability).

Better tests for incremental interfaces

Less of them, and better guarantee of exhaustiveness, because we test
every possible chunk length between 0 and twice the input size.

Monte Carlo works up to 1M, not 100k

Adjusted the number of test vectors

There were too many tests vectors.  This is redundant, takes more time
to test, and bloats the generated vectors header file, which then takes
longer to compile.

I reduced their numbers, while making sure they were as effective as
they used to be (maximum code coverage, and every relevant lengths
still tested).

For those who worry about dangerously reducing the number of tests for
Poly1305: don't.  There is nothing the random tests can catch that the
official, hand crafted test vectors cannot.  The random tests don't
really test the core algorithm, they test the loading code.

Corrected possible misalignment in the tests

Argon2i must have its work area aligned for uint64_t.  I don't recall
any guarantee of alignment when allocating an array of uint8_t on the
stack.  So we allocate on the heap instead.

Tested Argon2i API consistency (general vs easy)

Tested the incremental API of EdDSA

Bugs were unlikely, but you never know.

Added a test vector for Argon2i

Libsodium's API doesn't let the user specify the `key` and `ad`
arguments.  An implementation that flips them by mistake would still
pass the test vectors.

So I added a test vector from the reference implementation (hard coded,
to avoid dragging the whole reference implementation with us).  With
that, we're sure `key` and `ad` are processed in the right order.

It wouldn't have affected security, but due diligence can't hurt.

Merge pull request #92 from SgtCoDFish/master

Fix copy-paste mistake in intro docs

Fix copy-paste mistake in intro docs

Updated changelog

A little space around the test message

More auditable code for Poly1305

The invariants in the comments have been updated, and a couple minor
errors of no consequence were corrected.

The final reduction code of crypto_poly1305_final() has been modified to
facilitate audits and formal proofs.  This was motivated by the
following semi-formal proof:

  https://monocypher.org/poly1305-proof

More readable and more flexible loading code

The loading code for Chacha20, Poly1305, Blake2b, and SHA-512 was a bit
ad-hoc.  This made it a bit impenetrable, as well as error prone.
Chacha20 in particular was harder than it should be to adapt to faster
implementation that proceed by several blocks at a time.  So was
Poly1305, I think.

The loading code has been modified to conform to the following pattern:

1. Align ourselves with block boundaries
2. Process the message block by block
3. remaining bytes

- The last section just calls general purpose update code. It's the only
  one that's mandatory.

- The first section calls the same general purpose update code, with
  just enough input to reach the next block boundary.  It must be
  present whenever the second section is.

- The second section does optimised block-by-block update.  It needs the
  first section to ensure alignment.

Each section but the last updates the input pointers and lengths,
allowing later sections may assume they were the first.

Tests were performed with sections 1 2 3, 1 3, and 3 alone.  They all
yield the same, correct results.  We could write an equivalence proof,
but the property-based tests were designed to catch mistakes in the
loading code in the first place.  Maybe not worth the trouble.

Cosmetic: space after FOR

Strength reduction for Chacha20

The performance gain is tiny, but measurable.

Cosmetic: put else and braces in the same line

Removed allways-true conditional

Added dates in the changelog

Fixes #90

wrong symlink in the documentation

Facilitated the test suite

More readable Chacha20 quarter rounds

Removed redundant explanation

Pointing to RFC 7539 was enough.

Explained AEAD with informal text instead of code

Related to #89

This is more verbose, but also more approachable.

Forgot to rename symlinks

Use crypto_unlock_ctx for crypto_unlock*()

Explicited the re-use of crypto_sign_update()

Removed deprecated alias

preserve symlinks upon installation

Aligned tarball-ignore to .gitignore

Added changelog

Bumped soname (libmonocypher.so.2)

Related to #89

Also provides a `libmonocypher.so` symbolic link.  Removes every shared
libraries and symbolic links upon uninstallation.

Note: this bump should have happened earlier, for version 1.1.0, whose
ABI is incompatible with 1.0.1.  Sorry.

Renamed crypto_aead_(un)lock to crypto_(un)lock_aead

Related to #89

This is better for consistency (now authenticated encryption always
begins by "crypto_lock" or "crypto_unlock"), and has the added benefit
of warning developers of the major breaking changes triggered by IETF
padding.

updated formal analysis copy script

Added speed benchmark for TweetNaCl

Now if anyone criticises the speed of Monocypher, we can teach them what
"slow" really means.

Removed divison operations

This has no effect on most platform with most modern compiler, and makes
the code slightly less readable to boot.

But.

Some compilers may fail to transform divisions by a power of two into
the relevant shift or mask.  Moreover, some platforms sport a variable
time division operation.

In the name of safety against timing attacks, those operation have been
removed explicitly.  Only one remains, in Argon2i, but its operands are
not secret.

removed ugly parentheses

Changed authenticated encryptio to match RFC 7539

Closes #87

This is a breaking change.  For data in transit, update everyone at
once.  For data at rest, decrypt then re-encrypt everything.  Sorry
about that.  I should have thought this through earlier.

The main reason for this change is speed.  While Monocypher doesn't aim
to be as fast as possible itself, it *does* aim to allow upgrades.  By
ensuring that processing is aligned to block boundaries, RFC 7539
simplifies the implementation of fast algorithms.

This change brings the following benefits:

- Users who need the best speed possible ever can upgrade.
- The length of the additional data is now authenticated, closing a
  potential minor vulnerability.
- We can use Libsodium's crypto_aead_xchacha20poly1305_ietf_encrypt to
  generate test vectors.

---

The monolithic interface stays the same.  Function names, types, and
buffer sizes, are identical.  Just recompile your programs to upgrade.

The incremental interface has been changed to be more orthogonal:

`crypto_lock_encrypt()` and `crypto_lock_auth()` have been removed.
There shall be one true AEAD construction, users don't need those
building blocks.  Users who *really* need another AEAD construction can
write it themselves with the low-level primitives.

`crypto_lock_aead_auth()` and `crypto_unlock_aead_auth()` have been
renamed `crypto_lock_auth_ad()` and `crypto_unlock_auth_ad()`
respectively. "aead" was a misnomer, those functions only authenticate
additional data.

`crypto_lock_auth_message()` and `crypto_unlock_auth_message()` have
been added. They authenticate the cipher text. Their main use is
performing a separate authentication pass (usefull when users expect a
high corruption rate).

Prettier WIPE_BUFFER() calls

Less provocative introductory paragraph

Some people interpret the previous wording to mean that Monocypher
already eats Libsodium's lunch, which is obviously false.  Status
slap-down ensues, and I have to explain the difference between "means to"
and "does".

This also hints more clearly at the scope of Monocypher: do no more than
TweetNacl (except for password key derivation), stay small and portable
without sacrificing too much speed. (That scope may need to be clearly
stated somewhere.)

Better wording for Poly1305 security considerations

Fixes #84.  I hope.

Some users *will* use Poly1305 for who knows what nefarious purpose I
haven't anticipated.  This is why we expose low-level primitives in the
first place.

This may sound bikeshed-y, but Poly1305 is quite exacting.  Not as bad
as AES-GCM from what I've heard, but close.  So the manual must be
precise and unambiguous.

More accurate speed benchmark

Used smaller buffers to minimise the impact of cache misses in the
benchmark.  Chosen a size that makes Libsodium and Monocypher look best.
(There is a trade-off between start up time and throughput.)

This should highlight the algorithmic differences better.  Still, the
memory access patterns are very clean, computation tends to dominate.
Ultimately, this makes little difference.

Comment nitpick about test vectors.

We no longer need SHA-512 for the Ed25519 test vectors, since we now
generate EdDSA/Blake2b test vectors with the Donna implementation.

HTTP freaking S links

Increase documentation accessibility from the GitHub repository

Fixes #83

Help the poor user by linking the hell out of https://monocypher.org/.
Users are supposed to use the official releases, not the repository.

Generated files in the repository are ugly.  They would displease the
Dictator.  So, nope.