gost_eng.c

   1 /**********************************************************************
   2  *                          gost_eng.c                                *
   3  *             Copyright (c) 2005-2006 Cryptocom LTD                  *
   4  *         This file is distributed under the same license as OpenSSL *
   5  *                                                                    *
   6  *              Main file of GOST engine                              *
   7  *       for OpenSSL                                                  *
   8  *          Requires OpenSSL 0.9.9 for compilation                    *
   9  **********************************************************************/
  10 #include <string.h>
  11 #include <openssl/crypto.h>
  12 #include <openssl/err.h>
  13 #include <openssl/evp.h>
  14 #include <openssl/engine.h>
  15 #include <openssl/obj_mac.h>
  16 #include "e_gost_err.h"
  17 #include "gost_lcl.h"
  18
  19 #include "gost_grasshopper_cipher.h"
  20
  21 static const char* engine_gost_id = "gost";
  22
  23 static const char* engine_gost_name =
  24         "Reference implementation of GOST engine";
  25
  26 /* Symmetric cipher and digest function registrar */
  27
  28 static int gost_ciphers(ENGINE* e, const EVP_CIPHER** cipher,
  29                         const int** nids, int nid);
  30
  31 static int gost_digests(ENGINE* e, const EVP_MD** digest,
  32                         const int** nids, int ind);
  33
  34 static int gost_pkey_meths(ENGINE* e, EVP_PKEY_METHOD** pmeth,
  35                            const int** nids, int nid);
  36
  37 static int gost_pkey_asn1_meths(ENGINE* e, EVP_PKEY_ASN1_METHOD** ameth,
  38                                 const int** nids, int nid);
  39
  40 static int gost_cipher_nids[] = {
  41         NID_id_Gost28147_89,
  42         NID_gost89_cnt,
  43         NID_gost89_cnt_12,
  44         NID_gost89_cbc,
  45         NID_grasshopper_ecb,
  46         NID_grasshopper_cbc,
  47         NID_grasshopper_cfb,
  48         NID_grasshopper_ofb,
  49         NID_grasshopper_ctr,
  50         NID_magma_cbc,
  51         NID_magma_ctr,
  52         NID_id_tc26_cipher_gostr3412_2015_kuznyechik_ctracpkm,
  53                                 NID_kuznyechik_mgm,
  54         0
  55 };
  56
  57 static int gost_digest_nids(const int** nids) {
  58     static int digest_nids[10] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
  59     static int pos = 0;
  60     static int init = 0;
  61
  62     if (!init) {
  63         const EVP_MD* md;
  64         if ((md = digest_gost()) != NULL)
  65             digest_nids[pos++] = EVP_MD_type(md);
  66         if ((md = imit_gost_cpa()) != NULL)
  67             digest_nids[pos++] = EVP_MD_type(md);
  68         if ((md = digest_gost2012_256()) != NULL)
  69             digest_nids[pos++] = EVP_MD_type(md);
  70         if ((md = digest_gost2012_512()) != NULL)
  71             digest_nids[pos++] = EVP_MD_type(md);
  72         if ((md = imit_gost_cp_12()) != NULL)
  73             digest_nids[pos++] = EVP_MD_type(md);
  74         if ((md = magma_omac()) != NULL)
  75             digest_nids[pos++] = EVP_MD_type(md);
  76         if ((md = grasshopper_omac()) != NULL)
  77             digest_nids[pos++] = EVP_MD_type(md);
  78 /*        if ((md = magma_omac_acpkm()) != NULL)
  79             digest_nids[pos++] = EVP_MD_type(md);*/
  80         if ((md = grasshopper_omac_acpkm()) != NULL)
  81             digest_nids[pos++] = EVP_MD_type(md);
  82
  83         digest_nids[pos] = 0;
  84         init = 1;
  85     }
  86     *nids = digest_nids;
  87     return pos;
  88 }
  89
  90 static int gost_pkey_meth_nids[] = {
  91         NID_id_GostR3410_2001,
  92         NID_id_Gost28147_89_MAC,
  93         NID_id_GostR3410_2012_256,
  94         NID_id_GostR3410_2012_512,
  95         NID_gost_mac_12,
  96         NID_magma_mac,
  97         NID_grasshopper_mac,
  98         NID_id_tc26_cipher_gostr3412_2015_magma_ctracpkm_omac,
  99         NID_id_tc26_cipher_gostr3412_2015_kuznyechik_ctracpkm_omac,
 100         0
 101 };
 102
 103 static EVP_PKEY_METHOD* pmeth_GostR3410_2001 = NULL,
 104         * pmeth_GostR3410_2012_256 = NULL,
 105         * pmeth_GostR3410_2012_512 = NULL,
 106         * pmeth_Gost28147_MAC = NULL, * pmeth_Gost28147_MAC_12 = NULL,
 107         * pmeth_magma_mac = NULL,  * pmeth_grasshopper_mac = NULL,
 108         * pmeth_magma_mac_acpkm = NULL,  * pmeth_grasshopper_mac_acpkm = NULL;
 109
 110 static EVP_PKEY_ASN1_METHOD* ameth_GostR3410_2001 = NULL,
 111         * ameth_GostR3410_2012_256 = NULL,
 112         * ameth_GostR3410_2012_512 = NULL,
 113         * ameth_Gost28147_MAC = NULL, * ameth_Gost28147_MAC_12 = NULL,
 114         * ameth_magma_mac = NULL,  * ameth_grasshopper_mac = NULL,
 115         * ameth_magma_mac_acpkm = NULL,  * ameth_grasshopper_mac_acpkm = NULL;
 116
 117 static int gost_engine_init(ENGINE* e) {
 118     return 1;
 119 }
 120
 121 static int gost_engine_finish(ENGINE* e) {
 122     return 1;
 123 }
 124
 125 static int gost_engine_destroy(ENGINE* e) {
 126     EVP_delete_digest_alias("streebog256");
 127     EVP_delete_digest_alias("streebog512");
 128     digest_gost_destroy();
 129     digest_gost2012_256_destroy();
 130     digest_gost2012_512_destroy();
 131
 132     imit_gost_cpa_destroy();
 133     imit_gost_cp_12_destroy();
 134     magma_omac_destroy();
 135     grasshopper_omac_destroy();
 136     grasshopper_omac_acpkm_destroy();
 137
 138     cipher_gost_destroy();
 139     cipher_gost_grasshopper_destroy();
 140
 141     gost_param_free();
 142
 143     pmeth_GostR3410_2001 = NULL;
 144     pmeth_Gost28147_MAC = NULL;
 145     pmeth_GostR3410_2012_256 = NULL;
 146     pmeth_GostR3410_2012_512 = NULL;
 147     pmeth_Gost28147_MAC_12 = NULL;
 148     pmeth_magma_mac = NULL;
 149     pmeth_grasshopper_mac = NULL;
 150     pmeth_magma_mac_acpkm = NULL;
 151     pmeth_grasshopper_mac_acpkm = NULL;
 152
 153     ameth_GostR3410_2001 = NULL;
 154     ameth_Gost28147_MAC = NULL;
 155     ameth_GostR3410_2012_256 = NULL;
 156     ameth_GostR3410_2012_512 = NULL;
 157     ameth_Gost28147_MAC_12 = NULL;
 158     ameth_magma_mac = NULL;
 159     ameth_grasshopper_mac = NULL;
 160     ameth_magma_mac_acpkm = NULL;
 161     ameth_grasshopper_mac_acpkm = NULL;
 162
 163         ERR_unload_GOST_strings();
 164
 165     return 1;
 166 }
 167
 168 static int bind_gost(ENGINE* e, const char* id) {
 169     int ret = 0;
 170     if (id != NULL && strcmp(id, engine_gost_id) != 0)
 171         return 0;
 172     if (ameth_GostR3410_2001) {
 173         printf("GOST engine already loaded\n");
 174         goto end;
 175     }
 176     if (!ENGINE_set_id(e, engine_gost_id)) {
 177         printf("ENGINE_set_id failed\n");
 178         goto end;
 179     }
 180     if (!ENGINE_set_name(e, engine_gost_name)) {
 181         printf("ENGINE_set_name failed\n");
 182         goto end;
 183     }
 184     if (!ENGINE_set_digests(e, gost_digests)) {
 185         printf("ENGINE_set_digests failed\n");
 186         goto end;
 187     }
 188     if (!ENGINE_set_ciphers(e, gost_ciphers)) {
 189         printf("ENGINE_set_ciphers failed\n");
 190         goto end;
 191     }
 192     if (!ENGINE_set_pkey_meths(e, gost_pkey_meths)) {
 193         printf("ENGINE_set_pkey_meths failed\n");
 194         goto end;
 195     }
 196     if (!ENGINE_set_pkey_asn1_meths(e, gost_pkey_asn1_meths)) {
 197         printf("ENGINE_set_pkey_asn1_meths failed\n");
 198         goto end;
 199     }
 200     /* Control function and commands */
 201     if (!ENGINE_set_cmd_defns(e, gost_cmds)) {
 202         fprintf(stderr, "ENGINE_set_cmd_defns failed\n");
 203         goto end;
 204     }
 205     if (!ENGINE_set_ctrl_function(e, gost_control_func)) {
 206         fprintf(stderr, "ENGINE_set_ctrl_func failed\n");
 207         goto end;
 208     }
 209     if (!ENGINE_set_destroy_function(e, gost_engine_destroy)
 210         || !ENGINE_set_init_function(e, gost_engine_init)
 211         || !ENGINE_set_finish_function(e, gost_engine_finish)) {
 212         goto end;
 213     }
 214
 215     if (!register_ameth_gost
 216             (NID_id_GostR3410_2001, &ameth_GostR3410_2001, "GOST2001",
 217              "GOST R 34.10-2001"))
 218         goto end;
 219     if (!register_ameth_gost
 220             (NID_id_GostR3410_2012_256, &ameth_GostR3410_2012_256, "GOST2012_256",
 221              "GOST R 34.10-2012 with 256 bit key"))
 222         goto end;
 223     if (!register_ameth_gost
 224             (NID_id_GostR3410_2012_512, &ameth_GostR3410_2012_512, "GOST2012_512",
 225              "GOST R 34.10-2012 with 512 bit key"))
 226         goto end;
 227     if (!register_ameth_gost(NID_id_Gost28147_89_MAC, &ameth_Gost28147_MAC,
 228                              "GOST-MAC", "GOST 28147-89 MAC"))
 229         goto end;
 230     if (!register_ameth_gost(NID_gost_mac_12, &ameth_Gost28147_MAC_12,
 231                              "GOST-MAC-12",
 232                              "GOST 28147-89 MAC with 2012 params"))
 233         goto end;
 234     if (!register_ameth_gost(NID_magma_mac, &ameth_magma_mac,
 235                              "MAGMA-MAC", "GOST R 34.13-2015 Magma MAC"))
 236         goto end;
 237     if (!register_ameth_gost(NID_grasshopper_mac, &ameth_grasshopper_mac,
 238                              "GRASSHOPPER-MAC", "GOST R 34.13-2015 Grasshopper MAC"))
 239         goto end;
 240 /*    if (!register_ameth_gost(NID_id_tc26_cipher_gostr3412_2015_magma_ctracpkm_omac, &ameth_magma_mac_acpkm,
 241                              "ID-TC26-CIPHER-GOSTR3412-2015-MAGMA-CTRACPKM-OMAC", "GOST R 34.13-2015 Magma MAC ACPKM"))
 242         goto end;*/
 243     if (!register_ameth_gost(NID_id_tc26_cipher_gostr3412_2015_kuznyechik_ctracpkm_omac, &ameth_grasshopper_mac_acpkm,
 244                              "ID-TC26-CIPHER-GOSTR3412-2015-KUZNYECHIK-CTRACPKM-OMAC", "GOST R 34.13-2015 Grasshopper MAC ACPKM"))
 245         goto end;
 246
 247
 248     if (!register_pmeth_gost(NID_id_GostR3410_2001, &pmeth_GostR3410_2001, 0))
 249         goto end;
 250
 251     if (!register_pmeth_gost
 252             (NID_id_GostR3410_2012_256, &pmeth_GostR3410_2012_256, 0))
 253         goto end;
 254     if (!register_pmeth_gost
 255             (NID_id_GostR3410_2012_512, &pmeth_GostR3410_2012_512, 0))
 256         goto end;
 257     if (!register_pmeth_gost
 258             (NID_id_Gost28147_89_MAC, &pmeth_Gost28147_MAC, 0))
 259         goto end;
 260     if (!register_pmeth_gost(NID_gost_mac_12, &pmeth_Gost28147_MAC_12, 0))
 261         goto end;
 262     if (!register_pmeth_gost(NID_magma_mac, &pmeth_magma_mac, 0))
 263         goto end;
 264     if (!register_pmeth_gost(NID_grasshopper_mac, &pmeth_grasshopper_mac, 0))
 265         goto end;
 266 /*    if (!register_pmeth_gost(NID_magma_mac_acpkm, &pmeth_magma_mac_acpkm, 0))
 267         goto end;*/
 268     if (!register_pmeth_gost(NID_id_tc26_cipher_gostr3412_2015_kuznyechik_ctracpkm_omac, &pmeth_grasshopper_mac_acpkm, 0))
 269         goto end;
 270     if (!ENGINE_register_ciphers(e)
 271         || !ENGINE_register_digests(e)
 272         || !ENGINE_register_pkey_meths(e)
 273         /* These two actually should go in LIST_ADD command */
 274         || !EVP_add_cipher(cipher_gost())
 275         || !EVP_add_cipher(cipher_gost_cbc())
 276         || !EVP_add_cipher(cipher_gost_cpacnt())
 277         || !EVP_add_cipher(cipher_gost_cpcnt_12())
 278         || !EVP_add_cipher(cipher_gost_grasshopper_ecb())
 279         || !EVP_add_cipher(cipher_gost_grasshopper_cbc())
 280         || !EVP_add_cipher(cipher_gost_grasshopper_cfb())
 281         || !EVP_add_cipher(cipher_gost_grasshopper_ofb())
 282         || !EVP_add_cipher(cipher_gost_grasshopper_ctr())
 283         || !EVP_add_cipher(cipher_gost_grasshopper_ctracpkm())
 284 #ifdef NID_kuznyechik_mgm
 285         || !EVP_add_cipher(cipher_gost_grasshopper_mgm())
 286 #endif
 287         || !EVP_add_cipher(cipher_magma_cbc())
 288         || !EVP_add_cipher(cipher_magma_ctr())
 289         || !EVP_add_digest(digest_gost())
 290         || !EVP_add_digest(digest_gost2012_512())
 291         || !EVP_add_digest(digest_gost2012_256())
 292         || !EVP_add_digest(imit_gost_cpa())
 293         || !EVP_add_digest(imit_gost_cp_12())
 294         || !EVP_add_digest(magma_omac())
 295         || !EVP_add_digest(grasshopper_omac())
 296 /*        || !EVP_add_digest(magma_omac_acpkm()) */
 297         || !EVP_add_digest(grasshopper_omac_acpkm())
 298             ) {
 299         goto end;
 300     }
 301
 302     if(!EVP_add_digest_alias(SN_id_GostR3411_2012_256, "streebog256")
 303        ||       !EVP_add_digest_alias(SN_id_GostR3411_2012_512, "streebog512")) {
 304         goto end;
 305     }
 306
 307     ENGINE_register_all_complete();
 308
 309     ERR_load_GOST_strings();
 310     ret = 1;
 311     end:
 312     return ret;
 313 }
 314
 315 #ifndef OPENSSL_NO_DYNAMIC_ENGINE
 316 IMPLEMENT_DYNAMIC_BIND_FN(bind_gost)
 317     IMPLEMENT_DYNAMIC_CHECK_FN()
 318 #endif                          /* ndef OPENSSL_NO_DYNAMIC_ENGINE */
 319
 320 static int gost_digests(ENGINE* e, const EVP_MD** digest,
 321                         const int** nids, int nid) {
 322     int ok = 1;
 323     if (digest == NULL) {
 324         return gost_digest_nids(nids);
 325     }
 326     if (nid == NID_id_GostR3411_94) {
 327         *digest = digest_gost();
 328     } else if (nid == NID_id_Gost28147_89_MAC) {
 329         *digest = imit_gost_cpa();
 330     } else if (nid == NID_id_GostR3411_2012_256) {
 331         *digest = digest_gost2012_256();
 332     } else if (nid == NID_id_GostR3411_2012_512) {
 333         *digest = digest_gost2012_512();
 334     } else if (nid == NID_gost_mac_12) {
 335         *digest = imit_gost_cp_12();
 336     } else if (nid == NID_magma_mac) {
 337         *digest = magma_omac();
 338     } else if (nid == NID_grasshopper_mac) {
 339         *digest = grasshopper_omac();
 340     } else if (nid == NID_id_tc26_cipher_gostr3412_2015_kuznyechik_ctracpkm_omac) {
 341         *digest = grasshopper_omac_acpkm();
 342     } else {
 343         ok = 0;
 344         *digest = NULL;
 345     }
 346     return ok;
 347 }
 348
 349 static int gost_ciphers(ENGINE* e, const EVP_CIPHER** cipher,
 350                         const int** nids, int nid) {
 351     int ok = 1;
 352     if (cipher == NULL) {
 353         *nids = gost_cipher_nids;
 354         return sizeof(gost_cipher_nids) / sizeof(gost_cipher_nids[0]) - 1;
 355     }
 356
 357     if (nid == NID_id_Gost28147_89) {
 358         *cipher = cipher_gost();
 359     } else if (nid == NID_gost89_cnt) {
 360         *cipher = cipher_gost_cpacnt();
 361     } else if (nid == NID_gost89_cnt_12) {
 362         *cipher = cipher_gost_cpcnt_12();
 363     } else if (nid == NID_gost89_cbc) {
 364         *cipher = cipher_gost_cbc();
 365     } else if (nid == NID_grasshopper_ecb) {
 366         *cipher = cipher_gost_grasshopper_ecb();
 367     } else if (nid == NID_grasshopper_cbc) {
 368         *cipher = cipher_gost_grasshopper_cbc();
 369     } else if (nid == NID_grasshopper_cfb) {
 370         *cipher = cipher_gost_grasshopper_cfb();
 371     } else if (nid == NID_grasshopper_ofb) {
 372         *cipher = cipher_gost_grasshopper_ofb();
 373     } else if (nid == NID_grasshopper_ctr) {
 374         *cipher = cipher_gost_grasshopper_ctr();
 375     } else if (nid == NID_id_tc26_cipher_gostr3412_2015_kuznyechik_ctracpkm) {
 376         *cipher = cipher_gost_grasshopper_ctracpkm();
 377 #ifdef NID_kuznyechik_mgm
 378     } else if (nid == NID_kuznyechik_mgm) {
 379         *cipher = cipher_gost_grasshopper_mgm();
 380 #endif
 381     } else if (nid == NID_magma_cbc) {
 382         *cipher = cipher_magma_cbc();
 383     } else if (nid == NID_magma_ctr) {
 384         *cipher = cipher_magma_ctr();
 385     } else {
 386         ok = 0;
 387         *cipher = NULL;
 388     }
 389     return ok;
 390 }
 391
 392 static int gost_pkey_meths(ENGINE* e, EVP_PKEY_METHOD** pmeth,
 393                            const int** nids, int nid) {
 394     if (pmeth == NULL) {
 395         *nids = gost_pkey_meth_nids;
 396         return sizeof(gost_pkey_meth_nids) / sizeof(gost_pkey_meth_nids[0]) - 1;
 397     }
 398
 399     switch (nid) {
 400         case NID_id_GostR3410_2001:
 401             *pmeth = pmeth_GostR3410_2001;
 402             return 1;
 403         case NID_id_GostR3410_2012_256:
 404             *pmeth = pmeth_GostR3410_2012_256;
 405             return 1;
 406         case NID_id_GostR3410_2012_512:
 407             *pmeth = pmeth_GostR3410_2012_512;
 408             return 1;
 409         case NID_id_Gost28147_89_MAC:
 410             *pmeth = pmeth_Gost28147_MAC;
 411             return 1;
 412         case NID_gost_mac_12:
 413             *pmeth = pmeth_Gost28147_MAC_12;
 414             return 1;
 415         case NID_magma_mac:
 416             *pmeth = pmeth_magma_mac;
 417             return 1;
 418         case NID_grasshopper_mac:
 419             *pmeth = pmeth_grasshopper_mac;
 420             return 1;
 421         case NID_id_tc26_cipher_gostr3412_2015_magma_ctracpkm_omac:
 422             *pmeth = pmeth_magma_mac_acpkm;
 423             return 1;
 424         case NID_id_tc26_cipher_gostr3412_2015_kuznyechik_ctracpkm_omac:
 425             *pmeth = pmeth_grasshopper_mac_acpkm;
 426             return 1;
 427
 428         default:;
 429     }
 430
 431     *pmeth = NULL;
 432     return 0;
 433 }
 434
 435 static int gost_pkey_asn1_meths(ENGINE* e, EVP_PKEY_ASN1_METHOD** ameth,
 436                                 const int** nids, int nid) {
 437     if (ameth == NULL) {
 438         *nids = gost_pkey_meth_nids;
 439         return sizeof(gost_pkey_meth_nids) / sizeof(gost_pkey_meth_nids[0]) - 1;
 440     }
 441
 442     switch (nid) {
 443         case NID_id_GostR3410_2001:
 444             *ameth = ameth_GostR3410_2001;
 445             return 1;
 446         case NID_id_GostR3410_2012_256:
 447             *ameth = ameth_GostR3410_2012_256;
 448             return 1;
 449         case NID_id_GostR3410_2012_512:
 450             *ameth = ameth_GostR3410_2012_512;
 451             return 1;
 452         case NID_id_Gost28147_89_MAC:
 453             *ameth = ameth_Gost28147_MAC;
 454             return 1;
 455         case NID_gost_mac_12:
 456             *ameth = ameth_Gost28147_MAC_12;
 457             return 1;
 458         case NID_magma_mac:
 459             *ameth = ameth_magma_mac;
 460             return 1;
 461         case NID_grasshopper_mac:
 462             *ameth = ameth_grasshopper_mac;
 463             return 1;
 464         case NID_id_tc26_cipher_gostr3412_2015_magma_ctracpkm_omac:
 465             *ameth = ameth_magma_mac_acpkm;
 466             return 1;
 467         case NID_id_tc26_cipher_gostr3412_2015_kuznyechik_ctracpkm_omac:
 468             *ameth = ameth_grasshopper_mac_acpkm;
 469             return 1;
 470
 471
 472         default:;
 473     }
 474
 475     *ameth = NULL;
 476     return 0;
 477 }
 478
 479 #ifdef OPENSSL_NO_DYNAMIC_ENGINE
 480
 481 static ENGINE* engine_gost(void) {
 482     ENGINE* ret = ENGINE_new();
 483     if (!ret)
 484         return NULL;
 485     if (!bind_gost(ret, engine_gost_id)) {
 486         ENGINE_free(ret);
 487         return NULL;
 488     }
 489     return ret;
 490 }
 491
 492 void ENGINE_load_gost(void) {
 493     ENGINE* toadd;
 494     if (pmeth_GostR3410_2001)
 495         return;
 496     toadd = engine_gost();
 497     if (!toadd)
 498         return;
 499     ENGINE_add(toadd);
 500     ENGINE_free(toadd);
 501     ERR_clear_error();
 502 }
 503
 504 #endif