gost_ec_keyx.c

   1 /**********************************************************************
   2  *                        gost_ec_keyx.c                              *
   3  *                                                                    *
   4  *             Copyright (c) 2005-2013 Cryptocom LTD                  *
   5  *   Copyright (c) 2018,2020 Dmitry Belyavskiy <beldmit@gmail.com>    *
   6  *   Copyright (c) 2020 Billy Brumley <bbrumley@gmail.com>            *
   7  *                                                                    *
   8  *         This file is distributed under the same license as OpenSSL *
   9  *                                                                    *
  10  *   VK0 R 50.1.113-2016 / RFC 7836                                   *
  11  *   KEG R 1323565.1.020-2018                                         *
  12  *   VK0 34.10-2001 key exchange and GOST R 34.10-2001 (RFC 4357)     *
  13  *   based PKCS7/SMIME support                                        *
  14  *          Requires OpenSSL 0.9.9 for compilation                    *
  15  **********************************************************************/
  16 #include <openssl/evp.h>
  17 #include <openssl/err.h>
  18 #include <openssl/rand.h>
  19 #include <string.h>
  20 #include <openssl/objects.h>
  21 #include "gost89.h"
  22 #include "e_gost_err.h"
  23 #include "gost_keywrap.h"
  24 #include "gost_lcl.h"
  25
  26 /* Implementation of CryptoPro VKO 34.10-2001/2012 algorithm */
  27 int VKO_compute_key(unsigned char *shared_key,
  28                     const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *priv_key,
  29                     const unsigned char *ukm, const size_t ukm_size,
  30                     const int vko_dgst_nid)
  31 {
  32     unsigned char *databuf = NULL;
  33     BIGNUM *scalar = NULL, *X = NULL, *Y = NULL;
  34     const EC_GROUP *grp = NULL;
  35     EC_POINT *pnt = NULL;
  36     BN_CTX *ctx = NULL;
  37     EVP_MD_CTX *mdctx = NULL;
  38     const EVP_MD *md = NULL;
  39     int buf_len, half_len;
  40     int ret = 0;
  41
  42     if ((ctx = BN_CTX_secure_new()) == NULL) {
  43         GOSTerr(GOST_F_VKO_COMPUTE_KEY, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
  44         return 0;
  45     }
  46     BN_CTX_start(ctx);
  47
  48     md = EVP_get_digestbynid(vko_dgst_nid);
  49     if (!md) {
  50         GOSTerr(GOST_F_VKO_COMPUTE_KEY, GOST_R_INVALID_DIGEST_TYPE);
  51         goto err;
  52     }
  53
  54     grp = EC_KEY_get0_group(priv_key);
  55     scalar = BN_CTX_get(ctx);
  56     X = BN_CTX_get(ctx);
  57
  58     if ((Y = BN_CTX_get(ctx)) == NULL
  59         || (pnt = EC_POINT_new(grp)) == NULL
  60         || BN_lebin2bn(ukm, ukm_size, scalar) == NULL
  61         || !BN_mod_mul(scalar, scalar, EC_KEY_get0_private_key(priv_key),
  62                        EC_GROUP_get0_order(grp), ctx))
  63         goto err;
  64
  65 #if 0
  66     /*-
  67      * These two curves have cofactor 4; the rest have cofactor 1.
  68      * But currently gost_ec_point_mul takes care of the cofactor clearing,
  69      * hence this code is not needed.
  70      */
  71     switch (EC_GROUP_get_curve_name(grp)) {
  72         case NID_id_tc26_gost_3410_2012_256_paramSetA:
  73         case NID_id_tc26_gost_3410_2012_512_paramSetC:
  74             if (!BN_lshift(scalar, scalar, 2))
  75                 goto err;
  76             break;
  77     }
  78 #endif
  79
  80     if (!gost_ec_point_mul(grp, pnt, NULL, pub_key, scalar, ctx)) {
  81         GOSTerr(GOST_F_VKO_COMPUTE_KEY, GOST_R_ERROR_POINT_MUL);
  82         goto err;
  83     }
  84     if (!EC_POINT_get_affine_coordinates(grp, pnt, X, Y, ctx)) {
  85         GOSTerr(GOST_F_VKO_COMPUTE_KEY, ERR_R_EC_LIB);
  86         goto err;
  87     }
  88
  89     half_len = BN_num_bytes(EC_GROUP_get0_field(grp));
  90     buf_len = 2 * half_len;
  91     if ((databuf = OPENSSL_malloc(buf_len)) == NULL) {
  92         GOSTerr(GOST_F_VKO_COMPUTE_KEY, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
  93         goto err;
  94     }
  95
  96     /*
  97      * Serialize elliptic curve point same way as we do it when saving key
  98      */
  99     if (BN_bn2lebinpad(X, databuf, half_len) != half_len
 100         || BN_bn2lebinpad(Y, databuf + half_len, half_len) != half_len)
 101         goto err;
 102
 103     if ((mdctx = EVP_MD_CTX_new()) == NULL) {
 104         GOSTerr(GOST_F_VKO_COMPUTE_KEY, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 105         goto err;
 106     }
 107
 108     if (EVP_MD_CTX_init(mdctx) == 0
 109         || EVP_DigestInit_ex(mdctx, md, NULL) == 0
 110         || EVP_DigestUpdate(mdctx, databuf, buf_len) == 0
 111         || EVP_DigestFinal_ex(mdctx, shared_key, NULL) == 0) {
 112         GOSTerr(GOST_F_VKO_COMPUTE_KEY, ERR_R_EVP_LIB);
 113         goto err;
 114     }
 115
 116     ret = (EVP_MD_size(md) > 0) ? EVP_MD_size(md) : 0;
 117
 118  err:
 119     BN_CTX_end(ctx);
 120     BN_CTX_free(ctx);
 121     EC_POINT_free(pnt);
 122     EVP_MD_CTX_free(mdctx);
 123     OPENSSL_free(databuf);
 124
 125     return ret;
 126 }
 127
 128 /*
 129  * KEG Algorithm described in R 1323565.1.020-2018 6.4.5.1.
 130  * keyout expected to be 64 bytes
 131  * */
 132 static int gost_keg(const unsigned char *ukm_source, int pkey_nid,
 133                     const EC_POINT *pub_key, const EC_KEY *priv_key,
 134                     unsigned char *keyout)
 135 {
 136 /* Adjust UKM */
 137     unsigned char real_ukm[16];
 138     size_t keylen = 0;
 139
 140     memset(real_ukm, 0, 16);
 141     if (memcmp(ukm_source, real_ukm, 16) == 0)
 142         real_ukm[15] = 1;
 143     else {
 144         memcpy(real_ukm, ukm_source, 16);
 145         BUF_reverse(real_ukm, NULL, 16);
 146     }
 147
 148     switch (pkey_nid) {
 149     case NID_id_GostR3410_2012_512:
 150         keylen =
 151             VKO_compute_key(keyout, pub_key, priv_key, real_ukm, 16,
 152                             NID_id_GostR3411_2012_512);
 153         return (keylen) ? keylen : 0;
 154         break;
 155
 156     case NID_id_GostR3410_2012_256:
 157         {
 158             unsigned char tmpkey[32];
 159             keylen =
 160               VKO_compute_key(tmpkey, pub_key, priv_key, real_ukm, 16,
 161                   NID_id_GostR3411_2012_256);
 162
 163             if (keylen == 0)
 164                 return 0;
 165
 166             if (gost_kdftree2012_256
 167                 (keyout, 64, tmpkey, 32, (const unsigned char *)"kdf tree", 8,
 168                  ukm_source + 16, 8, 1) > 0)
 169                 keylen = 64;
 170             else
 171                 keylen = 0;
 172
 173             OPENSSL_cleanse(tmpkey, 32);
 174             return (keylen) ? keylen : 0;
 175         }
 176     default:
 177         return 0;
 178     }
 179 }
 180
 181 /*
 182  * EVP_PKEY_METHOD callback derive.
 183  * Implements VKO R 34.10-2001/2012 algorithms
 184  */
 185 /*
 186  * Backend for EVP_PKEY_derive()
 187  * It have KEG mode (default) and VKO mode (enable by EVP_PKEY_CTRL_SET_VKO).
 188  */
 189 int pkey_gost_ec_derive(EVP_PKEY_CTX *ctx, unsigned char *key, size_t *keylen)
 190 {
 191     /*
 192      * Public key of peer in the ctx field peerkey
 193      * Our private key in the ctx pkey
 194      * ukm is in the algorithm specific context data
 195      */
 196     EVP_PKEY *my_key = EVP_PKEY_CTX_get0_pkey(ctx);
 197     EVP_PKEY *peer_key = EVP_PKEY_CTX_get0_peerkey(ctx);
 198     struct gost_pmeth_data *data = EVP_PKEY_CTX_get_data(ctx);
 199     int dgst_nid = NID_undef;
 200
 201     if (!data || data->shared_ukm_size == 0) {
 202         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_EC_DERIVE, GOST_R_UKM_NOT_SET);
 203         return 0;
 204     }
 205
 206     /* VKO */
 207     if (data->vko_dgst_nid) {
 208         if (!key) {
 209             *keylen = data->vko_dgst_nid == NID_id_GostR3411_2012_256? 32 : 64;
 210             return 1;
 211         }
 212         *keylen = VKO_compute_key(key,
 213                                   EC_KEY_get0_public_key(EVP_PKEY_get0(peer_key)),
 214                                   (EC_KEY *)EVP_PKEY_get0(my_key),
 215                                   data->shared_ukm, data->shared_ukm_size,
 216                                   data->vko_dgst_nid);
 217         return (*keylen) ? 1 : 0;
 218     }
 219
 220     /*
 221      * shared_ukm_size = 8 stands for pre-2018 cipher suites
 222      * It means 32 bytes of key length, 8 byte UKM, 32-bytes hash
 223      *
 224      * shared_ukm_size = 32 stands for post-2018 cipher suites
 225      * It means 64 bytes of shared_key, 16 bytes of UKM and either
 226      * 64 bytes of hash or 64 bytes of TLSTREE output
 227      * */
 228
 229     switch (data->shared_ukm_size) {
 230     case 8:
 231         {
 232             if (key == NULL) {
 233                 *keylen = 32;
 234                 return 1;
 235             }
 236             EVP_PKEY_get_default_digest_nid(my_key, &dgst_nid);
 237             if (dgst_nid == NID_id_GostR3411_2012_512)
 238                 dgst_nid = NID_id_GostR3411_2012_256;
 239
 240             *keylen =
 241                 VKO_compute_key(key,
 242                                 EC_KEY_get0_public_key(EVP_PKEY_get0(peer_key)),
 243                                 (EC_KEY *)EVP_PKEY_get0(my_key),
 244                                 data->shared_ukm, 8, dgst_nid);
 245             return (*keylen) ? 1 : 0;
 246         }
 247         break;
 248     case 32:
 249         {
 250             if (key == NULL) {
 251                 *keylen = 64;
 252                 return 1;
 253             }
 254
 255             *keylen = gost_keg(data->shared_ukm, EVP_PKEY_id(my_key),
 256                                EC_KEY_get0_public_key(EVP_PKEY_get0(peer_key)),
 257                                (EC_KEY *)EVP_PKEY_get0(my_key), key);
 258             return (*keylen) ? 1 : 0;
 259         }
 260
 261         break;
 262     default:
 263         return 0;
 264     }
 265 }
 266
 267 /*
 268  * Generates ephemeral key based on pubk algorithm computes shared key using
 269  * VKO and returns filled up GOST_KEY_TRANSPORT structure
 270  */
 271
 272 /*
 273  * EVP_PKEY_METHOD callback encrypt
 274  * Implementation of GOST2001/12 key transport, cryptopro variation
 275  */
 276
 277 static int pkey_GOST_ECcp_encrypt(EVP_PKEY_CTX *pctx, unsigned char *out,
 278                            size_t *out_len, const unsigned char *key,
 279                            size_t key_len)
 280 {
 281     GOST_KEY_TRANSPORT *gkt = NULL;
 282     EVP_PKEY *pubk = EVP_PKEY_CTX_get0_pkey(pctx);
 283     struct gost_pmeth_data *data = EVP_PKEY_CTX_get_data(pctx);
 284     int pkey_nid = EVP_PKEY_base_id(pubk);
 285     ASN1_OBJECT *crypt_params_obj = (pkey_nid == NID_id_GostR3410_2001 || pkey_nid == NID_id_GostR3410_2001DH) ?
 286         OBJ_nid2obj(NID_id_Gost28147_89_CryptoPro_A_ParamSet) :
 287         OBJ_nid2obj(NID_id_tc26_gost_28147_param_Z);
 288     const struct gost_cipher_info *param =
 289         get_encryption_params(crypt_params_obj);
 290     unsigned char ukm[8], shared_key[32], crypted_key[44];
 291     int ret = 0;
 292     int key_is_ephemeral = 1;
 293     gost_ctx cctx;
 294     EVP_PKEY *sec_key = EVP_PKEY_CTX_get0_peerkey(pctx);
 295     int res_len = 0;
 296
 297     if (data->shared_ukm_size) {
 298         memcpy(ukm, data->shared_ukm, 8);
 299     } else {
 300         if (RAND_bytes(ukm, 8) <= 0) {
 301             GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ECCP_ENCRYPT, GOST_R_RNG_ERROR);
 302             return 0;
 303         }
 304     }
 305     if (!param)
 306         goto err;
 307     /* Check for private key in the peer_key of context */
 308     if (sec_key) {
 309         key_is_ephemeral = 0;
 310         if (!gost_get0_priv_key(sec_key)) {
 311             GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ECCP_ENCRYPT,
 312                     GOST_R_NO_PRIVATE_PART_OF_NON_EPHEMERAL_KEYPAIR);
 313             goto err;
 314         }
 315     } else {
 316         key_is_ephemeral = 1;
 317         if (out) {
 318             sec_key = EVP_PKEY_new();
 319             if (!EVP_PKEY_assign(sec_key, EVP_PKEY_base_id(pubk), EC_KEY_new())
 320                 || !EVP_PKEY_copy_parameters(sec_key, pubk)
 321                 || !gost_ec_keygen(EVP_PKEY_get0(sec_key))) {
 322                 GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ECCP_ENCRYPT,
 323                         GOST_R_ERROR_COMPUTING_SHARED_KEY);
 324                 goto err;
 325             }
 326         }
 327     }
 328     if (out) {
 329         int dgst_nid = NID_undef;
 330         EVP_PKEY_get_default_digest_nid(pubk, &dgst_nid);
 331         if (dgst_nid == NID_id_GostR3411_2012_512)
 332             dgst_nid = NID_id_GostR3411_2012_256;
 333
 334         if (!VKO_compute_key(shared_key,
 335                              EC_KEY_get0_public_key(EVP_PKEY_get0(pubk)),
 336                              EVP_PKEY_get0(sec_key), ukm, 8, dgst_nid)) {
 337             GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ECCP_ENCRYPT,
 338                     GOST_R_ERROR_COMPUTING_SHARED_KEY);
 339             goto err;
 340         }
 341         gost_init(&cctx, param->sblock);
 342         keyWrapCryptoPro(&cctx, shared_key, ukm, key, crypted_key);
 343     }
 344     gkt = GOST_KEY_TRANSPORT_new();
 345     if (!gkt) {
 346         goto err;
 347     }
 348     if (!ASN1_OCTET_STRING_set(gkt->key_agreement_info->eph_iv, ukm, 8)) {
 349         goto err;
 350     }
 351     if (!ASN1_OCTET_STRING_set(gkt->key_info->imit, crypted_key + 40, 4)) {
 352         goto err;
 353     }
 354     if (!ASN1_OCTET_STRING_set
 355         (gkt->key_info->encrypted_key, crypted_key + 8, 32)) {
 356         goto err;
 357     }
 358     if (key_is_ephemeral) {
 359         if (!X509_PUBKEY_set
 360             (&gkt->key_agreement_info->ephem_key, out ? sec_key : pubk)) {
 361             GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ECCP_ENCRYPT,
 362                     GOST_R_CANNOT_PACK_EPHEMERAL_KEY);
 363             goto err;
 364         }
 365     }
 366     ASN1_OBJECT_free(gkt->key_agreement_info->cipher);
 367     gkt->key_agreement_info->cipher = OBJ_nid2obj(param->nid);
 368     if (key_is_ephemeral)
 369         EVP_PKEY_free(sec_key);
 370     if (!key_is_ephemeral) {
 371         /* Set control "public key from client certificate used" */
 372         if (EVP_PKEY_CTX_ctrl(pctx, -1, -1, EVP_PKEY_CTRL_PEER_KEY, 3, NULL)
 373             <= 0) {
 374             GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ECCP_ENCRYPT, GOST_R_CTRL_CALL_FAILED);
 375             goto err;
 376         }
 377     }
 378     res_len = i2d_GOST_KEY_TRANSPORT(gkt, NULL);
 379     if (res_len <= 0) {
 380         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ECCP_ENCRYPT, ERR_R_ASN1_LIB);
 381         goto err;
 382     }
 383
 384     if (out == NULL) {
 385         *out_len = res_len;
 386         ret = 1;
 387     } else {
 388         if ((size_t)res_len > *out_len) {
 389             GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ECCP_ENCRYPT, GOST_R_INVALID_BUFFER_SIZE);
 390             goto err;
 391         }
 392         if ((*out_len = i2d_GOST_KEY_TRANSPORT(gkt, &out)) > 0)
 393             ret = 1;
 394         else
 395             GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ECCP_ENCRYPT, ERR_R_ASN1_LIB);
 396     }
 397
 398     OPENSSL_cleanse(shared_key, sizeof(shared_key));
 399     GOST_KEY_TRANSPORT_free(gkt);
 400     return ret;
 401  err:
 402     OPENSSL_cleanse(shared_key, sizeof(shared_key));
 403     if (key_is_ephemeral)
 404         EVP_PKEY_free(sec_key);
 405     GOST_KEY_TRANSPORT_free(gkt);
 406     return -1;
 407 }
 408
 409 /*
 410  * EVP_PKEY_METHOD callback decrypt
 411  * Implementation of GOST2018 key transport
 412  */
 413 static int pkey_gost2018_encrypt(EVP_PKEY_CTX *pctx, unsigned char *out,
 414                           size_t *out_len, const unsigned char *key,
 415                           size_t key_len)
 416 {
 417     PSKeyTransport_gost *pst = NULL;
 418     EVP_PKEY *pubk = EVP_PKEY_CTX_get0_pkey(pctx);
 419     struct gost_pmeth_data *data = EVP_PKEY_CTX_get_data(pctx);
 420     int pkey_nid = EVP_PKEY_base_id(pubk);
 421     unsigned char expkeys[64];
 422     EVP_PKEY *sec_key = NULL;
 423     int ret = 0;
 424     int mac_nid = NID_undef;
 425     size_t mac_len = 0;
 426     int exp_len = 0, iv_len = 0;
 427     unsigned char *exp_buf = NULL;
 428     int key_is_ephemeral = 0;
 429     int res_len = 0;
 430
 431     switch (data->cipher_nid) {
 432     case NID_magma_ctr:
 433         mac_nid = NID_magma_mac;
 434         mac_len = 8;
 435         iv_len = 4;
 436         break;
 437     case NID_grasshopper_ctr:
 438         mac_nid = NID_grasshopper_mac;
 439         mac_len = 16;
 440         iv_len = 8;
 441         break;
 442     default:
 443         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_ENCRYPT, GOST_R_INVALID_CIPHER);
 444         return -1;
 445         break;
 446     }
 447     exp_len = key_len + mac_len;
 448     exp_buf = OPENSSL_malloc(exp_len);
 449     if (!exp_buf) {
 450         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_ENCRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 451         return -1;
 452     }
 453
 454     sec_key = EVP_PKEY_CTX_get0_peerkey(pctx);
 455     if (!sec_key)
 456     {
 457       sec_key = EVP_PKEY_new();
 458       if (sec_key == NULL) {
 459         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_ENCRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE );
 460         goto err;
 461       }
 462
 463       if (!EVP_PKEY_assign(sec_key, EVP_PKEY_base_id(pubk), EC_KEY_new())
 464           || !EVP_PKEY_copy_parameters(sec_key, pubk)
 465           || !gost_ec_keygen(EVP_PKEY_get0(sec_key))) {
 466         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_ENCRYPT,
 467             GOST_R_ERROR_COMPUTING_SHARED_KEY);
 468         goto err;
 469       }
 470       key_is_ephemeral = 1;
 471     }
 472
 473     if (data->shared_ukm_size == 0) {
 474         if (RAND_bytes(data->shared_ukm, 32) <= 0) {
 475             GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_ENCRYPT, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 476             goto err;
 477         }
 478         data->shared_ukm_size = 32;
 479     }
 480
 481     if (gost_keg(data->shared_ukm, pkey_nid,
 482                  EC_KEY_get0_public_key(EVP_PKEY_get0(pubk)),
 483                  EVP_PKEY_get0(sec_key), expkeys) <= 0) {
 484         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_ENCRYPT,
 485                 GOST_R_ERROR_COMPUTING_EXPORT_KEYS);
 486         goto err;
 487     }
 488
 489     if (gost_kexp15(key, key_len, data->cipher_nid, expkeys + 32,
 490                     mac_nid, expkeys + 0, data->shared_ukm + 24, iv_len,
 491                     exp_buf, &exp_len) <= 0) {
 492         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_ENCRYPT, GOST_R_CANNOT_PACK_EPHEMERAL_KEY);
 493         goto err;
 494     }
 495
 496     pst = PSKeyTransport_gost_new();
 497     if (!pst) {
 498         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_ENCRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 499         goto err;
 500     }
 501
 502     pst->ukm = ASN1_OCTET_STRING_new();
 503     if (pst->ukm == NULL) {
 504         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_ENCRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 505         goto err;
 506     }
 507
 508     if (!ASN1_OCTET_STRING_set(pst->ukm, data->shared_ukm, data->shared_ukm_size)) {
 509         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_ENCRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 510         goto err;
 511     }
 512
 513     if (!ASN1_OCTET_STRING_set(pst->psexp, exp_buf, exp_len)) {
 514         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_ENCRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 515         goto err;
 516     }
 517
 518     if (!X509_PUBKEY_set(&pst->ephem_key, out ? sec_key : pubk)) {
 519         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_ENCRYPT, GOST_R_CANNOT_PACK_EPHEMERAL_KEY);
 520         goto err;
 521     }
 522
 523     res_len = i2d_PSKeyTransport_gost(pst, NULL);
 524     if (res_len <= 0) {
 525         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_ENCRYPT, ERR_R_ASN1_LIB);
 526         goto err;
 527     }
 528
 529     if (out == NULL) {
 530         *out_len = res_len;
 531         ret = 1;
 532     } else {
 533         if ((size_t)res_len > *out_len) {
 534             GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_ENCRYPT, GOST_R_INVALID_BUFFER_SIZE);
 535             goto err;
 536         }
 537         if ((*out_len = i2d_PSKeyTransport_gost(pst, &out)) > 0)
 538             ret = 1;
 539         else
 540             GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_ENCRYPT, ERR_R_ASN1_LIB);
 541     }
 542
 543  err:
 544     OPENSSL_cleanse(expkeys, sizeof(expkeys));
 545     if (key_is_ephemeral)
 546         EVP_PKEY_free(sec_key);
 547
 548     PSKeyTransport_gost_free(pst);
 549     OPENSSL_free(exp_buf);
 550     return ret;
 551 }
 552
 553 int pkey_gost_encrypt(EVP_PKEY_CTX *pctx, unsigned char *out,
 554                       size_t *out_len, const unsigned char *key, size_t key_len)
 555 {
 556   struct gost_pmeth_data *gctx = EVP_PKEY_CTX_get_data(pctx);
 557   switch (gctx->cipher_nid)
 558   {
 559     case NID_id_Gost28147_89:
 560     case NID_undef: /* FIXME */
 561       return pkey_GOST_ECcp_encrypt(pctx, out, out_len, key, key_len);
 562       break;
 563     case NID_kuznyechik_ctr:
 564     case NID_magma_ctr:
 565       return pkey_gost2018_encrypt(pctx, out, out_len, key, key_len);
 566       break;
 567     default:
 568       GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ENCRYPT, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 569       return -1;
 570   }
 571 }
 572
 573 /*
 574  * EVP_PKEY_METHOD callback decrypt
 575  * Implementation of GOST2001/12 key transport, cryptopro variation
 576  */
 577 static int pkey_GOST_ECcp_decrypt(EVP_PKEY_CTX *pctx, unsigned char *key,
 578                            size_t *key_len, const unsigned char *in,
 579                            size_t in_len)
 580 {
 581     const unsigned char *p = in;
 582     EVP_PKEY *priv = EVP_PKEY_CTX_get0_pkey(pctx);
 583     GOST_KEY_TRANSPORT *gkt = NULL;
 584     int ret = 0;
 585     unsigned char wrappedKey[44];
 586     unsigned char sharedKey[32];
 587     gost_ctx ctx;
 588     const struct gost_cipher_info *param = NULL;
 589     EVP_PKEY *eph_key = NULL, *peerkey = NULL;
 590     int dgst_nid = NID_undef;
 591
 592     gkt = d2i_GOST_KEY_TRANSPORT(NULL, (const unsigned char **)&p, in_len);
 593     if (!gkt) {
 594         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ECCP_DECRYPT,
 595                 GOST_R_ERROR_PARSING_KEY_TRANSPORT_INFO);
 596         return -1;
 597     }
 598
 599     /* If key transport structure contains public key, use it */
 600     eph_key = X509_PUBKEY_get(gkt->key_agreement_info->ephem_key);
 601     if (eph_key) {
 602         if (EVP_PKEY_derive_set_peer(pctx, eph_key) <= 0) {
 603             GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ECCP_DECRYPT,
 604                     GOST_R_INCOMPATIBLE_PEER_KEY);
 605             goto err;
 606         }
 607     } else {
 608         /* Set control "public key from client certificate used" */
 609         if (EVP_PKEY_CTX_ctrl(pctx, -1, -1, EVP_PKEY_CTRL_PEER_KEY, 3, NULL)
 610             <= 0) {
 611             GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ECCP_DECRYPT, GOST_R_CTRL_CALL_FAILED);
 612             goto err;
 613         }
 614     }
 615     peerkey = EVP_PKEY_CTX_get0_peerkey(pctx);
 616     if (!peerkey) {
 617         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ECCP_DECRYPT, GOST_R_NO_PEER_KEY);
 618         goto err;
 619     }
 620
 621     param = get_encryption_params(gkt->key_agreement_info->cipher);
 622     if (!param) {
 623         goto err;
 624     }
 625
 626     gost_init(&ctx, param->sblock);
 627     OPENSSL_assert(gkt->key_agreement_info->eph_iv->length == 8);
 628     memcpy(wrappedKey, gkt->key_agreement_info->eph_iv->data, 8);
 629     OPENSSL_assert(gkt->key_info->encrypted_key->length == 32);
 630     memcpy(wrappedKey + 8, gkt->key_info->encrypted_key->data, 32);
 631     OPENSSL_assert(gkt->key_info->imit->length == 4);
 632     memcpy(wrappedKey + 40, gkt->key_info->imit->data, 4);
 633
 634     EVP_PKEY_get_default_digest_nid(priv, &dgst_nid);
 635     if (dgst_nid == NID_id_GostR3411_2012_512)
 636         dgst_nid = NID_id_GostR3411_2012_256;
 637
 638     if (!VKO_compute_key(sharedKey,
 639                          EC_KEY_get0_public_key(EVP_PKEY_get0(peerkey)),
 640                          EVP_PKEY_get0(priv), wrappedKey, 8, dgst_nid)) {
 641         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ECCP_DECRYPT,
 642                 GOST_R_ERROR_COMPUTING_SHARED_KEY);
 643         goto err;
 644     }
 645     if (!keyUnwrapCryptoPro(&ctx, sharedKey, wrappedKey, key)) {
 646         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ECCP_DECRYPT,
 647                 GOST_R_ERROR_COMPUTING_SHARED_KEY);
 648         goto err;
 649     }
 650
 651     *key_len = 32;
 652     ret = 1;
 653  err:
 654     OPENSSL_cleanse(sharedKey, sizeof(sharedKey));
 655     EVP_PKEY_free(eph_key);
 656     GOST_KEY_TRANSPORT_free(gkt);
 657     return ret;
 658 }
 659
 660 /*
 661  * EVP_PKEY_METHOD callback decrypt
 662  * Implementation of GOST2018 key transport
 663  */
 664 static int pkey_gost2018_decrypt(EVP_PKEY_CTX *pctx, unsigned char *key,
 665                           size_t *key_len, const unsigned char *in,
 666                           size_t in_len)
 667 {
 668     const unsigned char *p = in;
 669     struct gost_pmeth_data *data;
 670     EVP_PKEY *priv;
 671     PSKeyTransport_gost *pst = NULL;
 672     int ret = 0;
 673     unsigned char expkeys[64];
 674     EVP_PKEY *eph_key = NULL;
 675     int pkey_nid;
 676     int mac_nid = NID_undef;
 677     int iv_len = 0;
 678
 679     if (!(data = EVP_PKEY_CTX_get_data(pctx)) ||
 680         !(priv = EVP_PKEY_CTX_get0_pkey(pctx))) {
 681        GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_DECRYPT, GOST_R_ERROR_COMPUTING_EXPORT_KEYS);
 682        ret = 0;
 683        goto err;
 684     }
 685     pkey_nid = EVP_PKEY_base_id(priv);
 686
 687     switch (data->cipher_nid) {
 688     case NID_magma_ctr:
 689         mac_nid = NID_magma_mac;
 690         iv_len = 4;
 691         break;
 692     case NID_grasshopper_ctr:
 693         mac_nid = NID_grasshopper_mac;
 694         iv_len = 8;
 695         break;
 696     default:
 697         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_DECRYPT, GOST_R_INVALID_CIPHER);
 698         return -1;
 699         break;
 700     }
 701
 702     pst = d2i_PSKeyTransport_gost(NULL, (const unsigned char **)&p, in_len);
 703     if (!pst) {
 704         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_DECRYPT,
 705                 GOST_R_ERROR_PARSING_KEY_TRANSPORT_INFO);
 706         return -1;
 707     }
 708
 709     eph_key = X509_PUBKEY_get(pst->ephem_key);
 710 /*
 711  * TODO beldmit
 712    1.  Checks the next three conditions fulfilling and terminates the
 713    connection with fatal error if not.
 714
 715    o  Q_eph is on the same curve as server public key;
 716
 717    o  Q_eph is not equal to zero point;
 718
 719    o  q * Q_eph is not equal to zero point.
 720 */
 721     if (eph_key == NULL) {
 722        GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_DECRYPT,
 723                GOST_R_ERROR_COMPUTING_EXPORT_KEYS);
 724        ret = 0;
 725        goto err;
 726     }
 727
 728     if (data->shared_ukm_size == 0 && pst->ukm != NULL) {
 729         if (EVP_PKEY_CTX_ctrl(pctx, -1, -1, EVP_PKEY_CTRL_SET_IV,
 730         ASN1_STRING_length(pst->ukm), (void *)ASN1_STRING_get0_data(pst->ukm)) < 0) {
 731             GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_DECRYPT, GOST_R_UKM_NOT_SET);
 732             goto err;
 733         }
 734     }
 735
 736     if (gost_keg(data->shared_ukm, pkey_nid,
 737                  EC_KEY_get0_public_key(EVP_PKEY_get0(eph_key)),
 738                  EVP_PKEY_get0(priv), expkeys) <= 0) {
 739         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_DECRYPT,
 740                 GOST_R_ERROR_COMPUTING_EXPORT_KEYS);
 741         goto err;
 742     }
 743
 744     if (gost_kimp15(ASN1_STRING_get0_data(pst->psexp),
 745                     ASN1_STRING_length(pst->psexp), data->cipher_nid,
 746                     expkeys + 32, mac_nid, expkeys + 0, data->shared_ukm + 24,
 747                     iv_len, key) <= 0) {
 748         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_DECRYPT, GOST_R_CANNOT_UNPACK_EPHEMERAL_KEY);
 749         goto err;
 750     }
 751
 752     *key_len = 32;
 753     ret = 1;
 754  err:
 755     OPENSSL_cleanse(expkeys, sizeof(expkeys));
 756     EVP_PKEY_free(eph_key);
 757     PSKeyTransport_gost_free(pst);
 758     return ret;
 759 }
 760
 761 int pkey_gost_decrypt(EVP_PKEY_CTX *pctx, unsigned char *key,
 762                       size_t *key_len, const unsigned char *in, size_t in_len)
 763 {
 764     struct gost_pmeth_data *gctx = EVP_PKEY_CTX_get_data(pctx);
 765
 766     if (key == NULL) {
 767         *key_len = 32;
 768         return 1;
 769     }
 770
 771     if (key != NULL && *key_len < 32) {
 772         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_DECRYPT, GOST_R_INVALID_BUFFER_SIZE);
 773         return 0;
 774     }
 775
 776     switch (gctx->cipher_nid)
 777     {
 778         case NID_id_Gost28147_89:
 779         case NID_undef: /* FIXME */
 780             return pkey_GOST_ECcp_decrypt(pctx, key, key_len, in, in_len);
 781         case NID_kuznyechik_ctr:
 782         case NID_magma_ctr:
 783             return pkey_gost2018_decrypt(pctx, key, key_len, in, in_len);
 784         default:
 785       GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_DECRYPT, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 786       return -1;
 787     }
 788 }
 789 /* vim: set expandtab cinoptions=\:0,l1,t0,g0,(0 sw=4 : */