# EVM GOST Lib

`evm-gost-lib` - это [Solidity](https://soliditylang.org/) библиотека для работы с ГОСТ алгоритмами криптографии.

Библиотека работает совместно с precompile контрактами в [go-ethereum](https://github.com/ethereum/go-ethereum/).

PR с расширением функционала go-ethereum: [emcpow2/go-ethereum/pull/1](https://github.com/emcpow2/go-ethereum/pull/1).

## Возможности

1. On-chain проверка ЭЦП по ГОСТ 34.10.
2. On-chain вычисление хэш кода по ГОСТ 34.11

Благодаря исполнению алгоритмов в виде precompile контрактов, расход газа сопоставим в функциями `keccak256` и `ecrecover`.

Что открывает возможности по прикладному применению ГОСТ алгоритмов криптографии.

## Сферы применения

1. Подпись и проверка простых сообщений(текст).
2. Подпись и проверки структурированных сообщений [EIP-712](https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-712).
3. Account Abstraction [ERC-4337](https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-4337) - смарт контракт аккаунты основанные на ГОСТ алгоритмах шифрования.

## Пример использования

Пример ниже искусственный, но позволяет оценить библиотеку в применении.

При создании контракта, передается открытый ключ владельца. Этот ключ в дальнейшем используется для проверки подлинности ЭЦП.

Для вызова mint нужно подтвердить права. Для этого алгоритм ожидает передачи `signature`(ЭЦП) и сообщения.

Если сообщение подписано ключом и соответствует предоставленной подписи, то вызов `mint` проходит успешно.

Варианты использования этим не ограничиваются, можно встраивать в любой программу смарт контракта.

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.9;

import "@openzeppelin/contracts/token/ERC20/ERC20.sol";
import { Gost } from "evm-gost-lib";

contract MyToken is ERC20 {
    bytes storage ownerPubKey;

    constructor(bytes calldata ownerPubKey_) ERC20("MyToken", "MTK") {
        ownerPubKey = ownerPubKey_;
    }

    function mint(address to, uint256 amount, bytes calldata message, bytes calldata signature) public {
        require(Gost.gost3410Verify(message, ownerPubKey, signature), "Provided signature is not valid.);

        _mint(to, amount);
    }
}

## Установка

https://github.com/emcpow2/go-ethereum/pull/1

Сделайте клон репозитория, установите [Node.js](https://nodejs.org/en) v20.

## Generating GOST 34.10 256bit keys with OpenSSL

### Generate certificate, private key and public key

A command below generates a GOST private key and a certificate.

$ openssl req -x509 -newkey gost2012_256 -pkeyopt paramset:A -nodes -keyout cert.key -out cert.pem

Extract public key using the following command.

$ openssl x509 -in cert.pem -noout -pubkey > pubkey.pem

This will create the following files:

1. `cert.pem` - the certificate. It is a container for public key.
2. `cert.key` - pem encoded private key.
3. `pubkey.pem` - pem encoded public key.

### Other forms of public key

In order to use public key programmatically, we need a binary form of public key.

Public key is a point in 2-dimension space. X and Y coordinates of the point are 256 bit keys. Total size of public key 64 bytes.

We can look on public key in certificate with the command.

$ openssl x509 -text -in cert.pem
        Subject Public Key Info:
            Public Key Algorithm: GOST R 34.10-2012 with 256 bit modulus
                Public key:
                   X:400070DEAC700554FA7C1DE06F69A8D8741C0A992FC7FBAEA2574828E046ECAF
                   Y:722E184F7257C34489D7F12324DB952B9EAC9D97BCC610F3248239C8B08F872E
                Parameter set: id-GostR3410-2001-CryptoPro-A-ParamSet

Another way to extract public key is `openssl asn1parse` utility.

$ openssl asn1parse -strictpem -strparse 35 -in pubkey.pem
    0:d=0  hl=2 l=  64 prim: OCTET STRING      [HEX DUMP]:AFEC46E0284857A2AEFBC72F990A1C74D8A8696FE01D7CFA540570ACDE7000402E878FB0C8398224F310C6BC979DAC9E2B95DB2423F1D78944C357724F182E72

With a closer look, you may notice hex encoded `asn1parse` contains public key coordinate, but byte order is reversed.

## GOST 34.11 256bit hash with OpenSSL

$ echo "Hello, World!" > message.txt
$ openssl dgst -md_gost12_256 message.txt
md_gost12_256(message.txt)= 5d7de75ec593ba16e44d134a239d7582fb4f7df02c607524a72258d69f2146a1

Take into account that `message.txt` has `\n` symbol at the end, so that message is `Hello, World!\n`. Message size is 14 bytes.

## GOST 34.10 signatures with OpenSSL

To sign a message with openssl use the following command:

$ openssl dgst -md_gost12_256 -sign cert.key -out message.txt.gost12 message.txt

Resulting `message.txt.gost12` will contain binary signature. Signature size is 64 bytes.

Signature verification:

$ openssl dgst -md_gost12_256 -verify pubkey.pem -signature message.txt.gost12 message.txt
Verified OK