]> www.wagner.pp.ru Git - openssl-gost/engine.git/blobdiff - gost_grasshopper_cipher.c
gost_crypt: process full available block in CFB and CNT mode
[openssl-gost/engine.git] / gost_grasshopper_cipher.c
index 24e389a6cee3c9cf9174a8ba7d09c56558d7c3f8..cc59dafb52ded8dc5bf9a8cce8a08c8888739bfa 100644 (file)
@@ -96,14 +96,17 @@ static struct GRASSHOPPER_CIPHER_PARAMS gost_cipher_params[5] = {
                 gost_grasshopper_cipher_do_ctr,
                 gost_grasshopper_cipher_destroy_ctr,
                 1,
-                sizeof(gost_grasshopper_cipher_ctx),
-                8,
+                sizeof(gost_grasshopper_cipher_ctx_ctr),
+               /* IV size is set to match full block, to make it responsibility of
+                * user to assign correct values (IV || 0), and to make naive context
+                * copy possible (for software such as openssh) */
+                16,
                 false
         },
 };
 
 /* Set 256 bit  key into context */
-static GRASSHOPPER_INLINE void gost_grasshopper_cipher_key(gost_grasshopper_cipher_ctx* c, const uint8_t* k) {
+GRASSHOPPER_INLINE void gost_grasshopper_cipher_key(gost_grasshopper_cipher_ctx* c, const uint8_t* k) {
                int i;
     for (i = 0; i < 2; i++) {
         grasshopper_copy128(&c->key.k.k[i], (const grasshopper_w128_t*) (k + i * 16));
@@ -113,7 +116,7 @@ static GRASSHOPPER_INLINE void gost_grasshopper_cipher_key(gost_grasshopper_ciph
 }
 
 /* Cleans up key from context */
-static GRASSHOPPER_INLINE void gost_grasshopper_cipher_destroy(gost_grasshopper_cipher_ctx* c) {
+GRASSHOPPER_INLINE void gost_grasshopper_cipher_destroy(gost_grasshopper_cipher_ctx* c) {
                int i;
     for (i = 0; i < 2; i++) {
         grasshopper_zero128(&c->key.k.k[i]);
@@ -136,13 +139,10 @@ static GRASSHOPPER_INLINE void gost_grasshopper_cipher_destroy_ofb(gost_grasshop
 static GRASSHOPPER_INLINE void gost_grasshopper_cipher_destroy_ctr(gost_grasshopper_cipher_ctx* c) {
     gost_grasshopper_cipher_ctx_ctr* ctx = (gost_grasshopper_cipher_ctx_ctr*) c;
 
-    grasshopper_zero128(&ctx->iv_buffer);
     grasshopper_zero128(&ctx->partial_buffer);
-
-    ctx->counter = 0;
 }
 
-static int gost_grasshopper_cipher_init(EVP_CIPHER_CTX* ctx, const unsigned char* key,
+int gost_grasshopper_cipher_init(EVP_CIPHER_CTX* ctx, const unsigned char* key,
                                         const unsigned char* iv, int enc) {
     gost_grasshopper_cipher_ctx* c = EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx);
 
@@ -168,7 +168,7 @@ static int gost_grasshopper_cipher_init(EVP_CIPHER_CTX* ctx, const unsigned char
     return 1;
 }
 
-static GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_cipher_init_ecb(EVP_CIPHER_CTX* ctx, const unsigned char* key,
+GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_cipher_init_ecb(EVP_CIPHER_CTX* ctx, const unsigned char* key,
                                                                const unsigned char* iv,
                                                                int enc) {
     gost_grasshopper_cipher_ctx* c = EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx);
@@ -176,7 +176,7 @@ static GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_cipher_init_ecb(EVP_CIPHER_CTX* c
     return gost_grasshopper_cipher_init(ctx, key, iv, enc);
 }
 
-static GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_cipher_init_cbc(EVP_CIPHER_CTX* ctx, const unsigned char* key,
+GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_cipher_init_cbc(EVP_CIPHER_CTX* ctx, const unsigned char* key,
                                                                const unsigned char* iv,
                                                                int enc) {
     gost_grasshopper_cipher_ctx* c = EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx);
@@ -184,7 +184,7 @@ static GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_cipher_init_cbc(EVP_CIPHER_CTX* c
     return gost_grasshopper_cipher_init(ctx, key, iv, enc);
 }
 
-static GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_cipher_init_ofb(EVP_CIPHER_CTX* ctx, const unsigned char* key,
+GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_cipher_init_ofb(EVP_CIPHER_CTX* ctx, const unsigned char* key,
                                                                const unsigned char* iv,
                                                                int enc) {
     gost_grasshopper_cipher_ctx_ofb* c = EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx);
@@ -196,7 +196,7 @@ static GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_cipher_init_ofb(EVP_CIPHER_CTX* c
     return gost_grasshopper_cipher_init(ctx, key, iv, enc);
 }
 
-static GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_cipher_init_cfb(EVP_CIPHER_CTX* ctx, const unsigned char* key,
+GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_cipher_init_cfb(EVP_CIPHER_CTX* ctx, const unsigned char* key,
                                                                const unsigned char* iv,
                                                                int enc) {
     gost_grasshopper_cipher_ctx* c = EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx);
@@ -204,22 +204,20 @@ static GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_cipher_init_cfb(EVP_CIPHER_CTX* c
     return gost_grasshopper_cipher_init(ctx, key, iv, enc);
 }
 
-static GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_cipher_init_ctr(EVP_CIPHER_CTX* ctx, const unsigned char* key,
+GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_cipher_init_ctr(EVP_CIPHER_CTX* ctx, const unsigned char* key,
                                                                const unsigned char* iv,
                                                                int enc) {
     gost_grasshopper_cipher_ctx_ctr* c = EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx);
 
     c->c.type = GRASSHOPPER_CIPHER_CTR;
+    EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, 0);
 
-    grasshopper_zero128(&c->iv_buffer);
     grasshopper_zero128(&c->partial_buffer);
 
-    c->counter = 0;
-
     return gost_grasshopper_cipher_init(ctx, key, iv, enc);
 }
 
-static GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_cipher_do(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* out,
+GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_cipher_do(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* out,
                                                          const unsigned char* in, size_t inl) {
     gost_grasshopper_cipher_ctx* c = (gost_grasshopper_cipher_ctx*) EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx);
     struct GRASSHOPPER_CIPHER_PARAMS* params = &gost_cipher_params[c->type];
@@ -227,7 +225,7 @@ static GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_cipher_do(EVP_CIPHER_CTX* ctx, un
     return params->do_cipher(ctx, out, in, inl);
 }
 
-static int gost_grasshopper_cipher_do_ecb(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* out,
+int gost_grasshopper_cipher_do_ecb(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* out,
                                           const unsigned char* in, size_t inl) {
     gost_grasshopper_cipher_ctx* c = (gost_grasshopper_cipher_ctx*) EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx);
     bool encrypting = (bool) EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx);
@@ -251,7 +249,7 @@ static int gost_grasshopper_cipher_do_ecb(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* ou
     return 1;
 }
 
-static int gost_grasshopper_cipher_do_cbc(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* out,
+int gost_grasshopper_cipher_do_cbc(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* out,
                                           const unsigned char* in, size_t inl) {
     gost_grasshopper_cipher_ctx* c = (gost_grasshopper_cipher_ctx*) EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx);
     unsigned char* iv = EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx);
@@ -283,28 +281,52 @@ static int gost_grasshopper_cipher_do_cbc(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* ou
     return 1;
 }
 
-static int gost_grasshopper_cipher_do_ctr(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* out,
+/* increment counter (128-bit int) by 1 */
+static void ctr128_inc(unsigned char *counter)
+{
+    unsigned int n = 16;
+    unsigned char c;
+
+    do {
+        --n;
+        c = counter[n];
+        ++c;
+        counter[n] = c;
+        if (c) return;
+    } while (n);
+}
+
+int gost_grasshopper_cipher_do_ctr(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* out,
                                           const unsigned char* in, size_t inl) {
     gost_grasshopper_cipher_ctx_ctr* c = (gost_grasshopper_cipher_ctx_ctr*) EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx);
     unsigned char* iv = EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx);
     const unsigned char* current_in = in;
     unsigned char* current_out = out;
-    size_t blocks = inl / GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE;
     grasshopper_w128_t* currentInputBlock;
     grasshopper_w128_t* currentOutputBlock;
+    unsigned int n = EVP_CIPHER_CTX_num(ctx);
     size_t lasted;
-               size_t i;
+    size_t i;
+
+    while (n && inl) {
+       *(current_out++) = *(current_in++) ^ c->partial_buffer.b[n];
+       --inl;
+       n = (n + 1) % GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE;
+    }
+    EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, n);
+    size_t blocks = inl / GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE;
 
-    memcpy(&c->iv_buffer, iv, 8);
+    grasshopper_w128_t* iv_buffer = (grasshopper_w128_t*) iv;
 
     // full parts
-    for (i = 0; i < blocks; i++, current_in += GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE, current_out += GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE) {
+    for (i = 0; i < blocks; i++) {
         currentInputBlock = (grasshopper_w128_t*) current_in;
         currentOutputBlock = (grasshopper_w128_t*) current_out;
-        memcpy(c->iv_buffer.b + 8, &c->counter, 8);
-        grasshopper_encrypt_block(&c->c.encrypt_round_keys, &c->iv_buffer, currentOutputBlock, &c->c.buffer);
+        grasshopper_encrypt_block(&c->c.encrypt_round_keys, iv_buffer, currentOutputBlock, &c->c.buffer);
         grasshopper_append128(currentOutputBlock, currentInputBlock);
-        c->counter += 1;
+        ctr128_inc(iv_buffer->b);
+        current_in += GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE;
+        current_out += GRASSHOPPER_BLOCK_SIZE;
     }
 
     // last part
@@ -312,65 +334,28 @@ static int gost_grasshopper_cipher_do_ctr(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* ou
     if (lasted > 0) {
         currentInputBlock = (grasshopper_w128_t*) current_in;
         currentOutputBlock = (grasshopper_w128_t*) current_out;
-        memcpy(c->iv_buffer.b + 8, &c->counter, 8);
-        grasshopper_encrypt_block(&c->c.encrypt_round_keys, &c->iv_buffer, &c->partial_buffer, &c->c.buffer);
+        grasshopper_encrypt_block(&c->c.encrypt_round_keys, iv_buffer, &c->partial_buffer, &c->c.buffer);
         for (i = 0; i < lasted; i++) {
             currentOutputBlock->b[i] = c->partial_buffer.b[i] ^ currentInputBlock->b[i];
         }
-        c->counter += 1;
+       EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, i);
+        ctr128_inc(iv_buffer->b);
     }
 
     return 1;
 }
 
+/*
+ * Fixed 128-bit IV implementation make shift regiser redundant.
+ */
 static void gost_grasshopper_cnt_next(gost_grasshopper_cipher_ctx_ofb* ctx, grasshopper_w128_t* iv,
                                       grasshopper_w128_t* buf) {
     memcpy(&ctx->buffer1, iv, 16);
-    ctx->g = ctx->buffer1.b[0] | (ctx->buffer1.b[1] << 8) | (ctx->buffer1.b[2] << 16) |
-             ((uint32_t) ctx->buffer1.b[3] << 24);
-    ctx->g += 0x01010101;
-    ctx->buffer1.b[0] = (unsigned char) (ctx->g & 0xff);
-    ctx->buffer1.b[1] = (unsigned char) ((ctx->g >> 8) & 0xff);
-    ctx->buffer1.b[2] = (unsigned char) ((ctx->g >> 16) & 0xff);
-    ctx->buffer1.b[3] = (unsigned char) ((ctx->g >> 24) & 0xff);
-    ctx->g = ctx->buffer1.b[4] | (ctx->buffer1.b[5] << 8) | (ctx->buffer1.b[6] << 16) |
-             ((uint32_t) ctx->buffer1.b[7] << 24);
-    ctx->go = ctx->g;
-    ctx->g += 0x01010104;
-    if (ctx->go > ctx->g) {                 /* overflow */
-        ctx->g++;
-    }
-    ctx->buffer1.b[4] = (unsigned char) (ctx->g & 0xff);
-    ctx->buffer1.b[5] = (unsigned char) ((ctx->g >> 8) & 0xff);
-    ctx->buffer1.b[6] = (unsigned char) ((ctx->g >> 16) & 0xff);
-    ctx->buffer1.b[7] = (unsigned char) ((ctx->g >> 24) & 0xff);
-    ctx->g = ctx->buffer1.b[8] | (ctx->buffer1.b[9] << 8) | (ctx->buffer1.b[10] << 16) |
-             ((uint32_t) ctx->buffer1.b[11] << 24);
-    ctx->go = ctx->g;
-    ctx->g += 0x01010107;
-    if (ctx->go > ctx->g) {                 /* overflow */
-        ctx->g++;
-    }
-    ctx->buffer1.b[8] = (unsigned char) (ctx->g & 0xff);
-    ctx->buffer1.b[9] = (unsigned char) ((ctx->g >> 8) & 0xff);
-    ctx->buffer1.b[10] = (unsigned char) ((ctx->g >> 16) & 0xff);
-    ctx->buffer1.b[11] = (unsigned char) ((ctx->g >> 24) & 0xff);
-    ctx->g = ctx->buffer1.b[12] | (ctx->buffer1.b[13] << 8) | (ctx->buffer1.b[14] << 16) |
-             ((uint32_t) ctx->buffer1.b[15] << 24);
-    ctx->go = ctx->g;
-    ctx->g += 0x01010110;
-    if (ctx->go > ctx->g) {                 /* overflow */
-        ctx->g++;
-    }
-    ctx->buffer1.b[12] = (unsigned char) (ctx->g & 0xff);
-    ctx->buffer1.b[13] = (unsigned char) ((ctx->g >> 8) & 0xff);
-    ctx->buffer1.b[14] = (unsigned char) ((ctx->g >> 16) & 0xff);
-    ctx->buffer1.b[15] = (unsigned char) ((ctx->g >> 24) & 0xff);
-    memcpy(iv, &ctx->buffer1, 16);
     grasshopper_encrypt_block(&ctx->c.encrypt_round_keys, &ctx->buffer1, buf, &ctx->c.buffer);
+    memcpy(iv, buf, 16);
 }
 
-static int gost_grasshopper_cipher_do_ofb(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* out,
+int gost_grasshopper_cipher_do_ofb(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* out,
                                           const unsigned char* in, size_t inl) {
     gost_grasshopper_cipher_ctx_ofb* c = (gost_grasshopper_cipher_ctx_ofb*) EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx);
     const unsigned char* in_ptr = in;
@@ -428,7 +413,7 @@ static int gost_grasshopper_cipher_do_ofb(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* ou
     return 1;
 }
 
-static int gost_grasshopper_cipher_do_cfb(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* out,
+int gost_grasshopper_cipher_do_cfb(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* out,
                                           const unsigned char* in, size_t inl) {
     gost_grasshopper_cipher_ctx* c = (gost_grasshopper_cipher_ctx*) EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx);
     const unsigned char* in_ptr = in;
@@ -507,7 +492,7 @@ static int gost_grasshopper_cipher_do_cfb(EVP_CIPHER_CTX* ctx, unsigned char* ou
     return 1;
 }
 
-static int gost_grasshopper_cipher_cleanup(EVP_CIPHER_CTX* ctx) {
+int gost_grasshopper_cipher_cleanup(EVP_CIPHER_CTX* ctx) {
     gost_grasshopper_cipher_ctx* c = (gost_grasshopper_cipher_ctx*) EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx);
     struct GRASSHOPPER_CIPHER_PARAMS* params = &gost_cipher_params[c->type];
 
@@ -521,10 +506,9 @@ static int gost_grasshopper_cipher_cleanup(EVP_CIPHER_CTX* ctx) {
     return 1;
 }
 
-static int gost_grasshopper_set_asn1_parameters(EVP_CIPHER_CTX* ctx, ASN1_TYPE* params) {
+int gost_grasshopper_set_asn1_parameters(EVP_CIPHER_CTX* ctx, ASN1_TYPE* params) {
     int len = 0;
     unsigned char* buf = NULL;
-    unsigned char* p = NULL;
     ASN1_OCTET_STRING* os = NULL;
 
     os = ASN1_OCTET_STRING_new();
@@ -540,7 +524,7 @@ static int gost_grasshopper_set_asn1_parameters(EVP_CIPHER_CTX* ctx, ASN1_TYPE*
     return 1;
 }
 
-static GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_get_asn1_parameters(EVP_CIPHER_CTX* ctx, ASN1_TYPE* params) {
+GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_get_asn1_parameters(EVP_CIPHER_CTX* ctx, ASN1_TYPE* params) {
     int ret = -1;
 
     if (ASN1_TYPE_get(params) != V_ASN1_SEQUENCE) {
@@ -550,7 +534,7 @@ static GRASSHOPPER_INLINE int gost_grasshopper_get_asn1_parameters(EVP_CIPHER_CT
     return 1;
 }
 
-static int gost_grasshopper_cipher_ctl(EVP_CIPHER_CTX* ctx, int type, int arg, void* ptr) {
+int gost_grasshopper_cipher_ctl(EVP_CIPHER_CTX* ctx, int type, int arg, void* ptr) {
     switch (type) {
         case EVP_CTRL_RAND_KEY: {
             if (RAND_bytes((unsigned char*) ptr, EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx)) <= 0) {
@@ -566,7 +550,7 @@ static int gost_grasshopper_cipher_ctl(EVP_CIPHER_CTX* ctx, int type, int arg, v
     return 1;
 }
 
-static GRASSHOPPER_INLINE EVP_CIPHER* cipher_gost_grasshopper_create(int cipher_type, int block_size) {
+GRASSHOPPER_INLINE EVP_CIPHER* cipher_gost_grasshopper_create(int cipher_type, int block_size) {
     return EVP_CIPHER_meth_new(cipher_type,
                                block_size  /* block_size */,
                                GRASSHOPPER_KEY_SIZE /* key_size */);
@@ -588,7 +572,7 @@ const int cipher_gost_grasshopper_setup(EVP_CIPHER* cipher, uint8_t mode, int iv
            EVP_CIPHER_meth_set_do_cipher(cipher, gost_grasshopper_cipher_do);
 }
 
-static const GRASSHOPPER_INLINE EVP_CIPHER* cipher_gost_grasshopper(uint8_t mode, uint8_t num) {
+const GRASSHOPPER_INLINE EVP_CIPHER* cipher_gost_grasshopper(uint8_t mode, uint8_t num) {
     EVP_CIPHER** cipher;
     struct GRASSHOPPER_CIPHER_PARAMS* params;
 
@@ -640,6 +624,19 @@ const GRASSHOPPER_INLINE EVP_CIPHER* cipher_gost_grasshopper_ctr() {
     return cipher_gost_grasshopper(EVP_CIPH_CTR_MODE, GRASSHOPPER_CIPHER_CTR);
 }
 
+void cipher_gost_grasshopper_destroy(void)
+{
+    EVP_CIPHER_meth_free(gost_grasshopper_ciphers[GRASSHOPPER_CIPHER_ECB]);
+    gost_grasshopper_ciphers[GRASSHOPPER_CIPHER_ECB] = NULL;
+    EVP_CIPHER_meth_free(gost_grasshopper_ciphers[GRASSHOPPER_CIPHER_CBC]);
+    gost_grasshopper_ciphers[GRASSHOPPER_CIPHER_CBC] = NULL;
+    EVP_CIPHER_meth_free(gost_grasshopper_ciphers[GRASSHOPPER_CIPHER_OFB]);
+    gost_grasshopper_ciphers[GRASSHOPPER_CIPHER_OFB] = NULL;
+    EVP_CIPHER_meth_free(gost_grasshopper_ciphers[GRASSHOPPER_CIPHER_CFB]);
+    gost_grasshopper_ciphers[GRASSHOPPER_CIPHER_CFB] = NULL;
+    EVP_CIPHER_meth_free(gost_grasshopper_ciphers[GRASSHOPPER_CIPHER_CTR]);
+    gost_grasshopper_ciphers[GRASSHOPPER_CIPHER_CTR] = NULL;
+}
 #if defined(__cplusplus)
 }
 #endif