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     if (data->shared_ukm_size) {
 296         memcpy(ukm, data->shared_ukm, 8);
 297     } else {
 298         if (RAND_bytes(ukm, 8) <= 0) {
 299             GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ECCP_ENCRYPT, GOST_R_RNG_ERROR);
 300             return 0;
 301         }
 302     }
 303     if (!param)
 304         goto err;
 305     /* Check for private key in the peer_key of context */
 306     if (sec_key) {
 307         key_is_ephemeral = 0;
 308         if (!gost_get0_priv_key(sec_key)) {
 309             GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ECCP_ENCRYPT,
 310                     GOST_R_NO_PRIVATE_PART_OF_NON_EPHEMERAL_KEYPAIR);
 311             goto err;
 312         }
 313     } else {
 314         key_is_ephemeral = 1;
 315         if (out) {
 316             sec_key = EVP_PKEY_new();
 317             if (!EVP_PKEY_assign(sec_key, EVP_PKEY_base_id(pubk), EC_KEY_new())
 318                 || !EVP_PKEY_copy_parameters(sec_key, pubk)
 319                 || !gost_ec_keygen(EVP_PKEY_get0(sec_key))) {
 320                 GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ECCP_ENCRYPT,
 321                         GOST_R_ERROR_COMPUTING_SHARED_KEY);
 322                 goto err;
 323             }
 324         }
 325     }
 326     if (out) {
 327         int dgst_nid = NID_undef;
 328         EVP_PKEY_get_default_digest_nid(pubk, &dgst_nid);
 329         if (dgst_nid == NID_id_GostR3411_2012_512)
 330             dgst_nid = NID_id_GostR3411_2012_256;
 331
 332         if (!VKO_compute_key(shared_key,
 333                              EC_KEY_get0_public_key(EVP_PKEY_get0(pubk)),
 334                              EVP_PKEY_get0(sec_key), ukm, 8, dgst_nid)) {
 335             GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ECCP_ENCRYPT,
 336                     GOST_R_ERROR_COMPUTING_SHARED_KEY);
 337             goto err;
 338         }
 339         gost_init(&cctx, param->sblock);
 340         keyWrapCryptoPro(&cctx, shared_key, ukm, key, crypted_key);
 341     }
 342     gkt = GOST_KEY_TRANSPORT_new();
 343     if (!gkt) {
 344         goto err;
 345     }
 346     if (!ASN1_OCTET_STRING_set(gkt->key_agreement_info->eph_iv, ukm, 8)) {
 347         goto err;
 348     }
 349     if (!ASN1_OCTET_STRING_set(gkt->key_info->imit, crypted_key + 40, 4)) {
 350         goto err;
 351     }
 352     if (!ASN1_OCTET_STRING_set
 353         (gkt->key_info->encrypted_key, crypted_key + 8, 32)) {
 354         goto err;
 355     }
 356     if (key_is_ephemeral) {
 357         if (!X509_PUBKEY_set
 358             (&gkt->key_agreement_info->ephem_key, out ? sec_key : pubk)) {
 359             GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ECCP_ENCRYPT,
 360                     GOST_R_CANNOT_PACK_EPHEMERAL_KEY);
 361             goto err;
 362         }
 363     }
 364     ASN1_OBJECT_free(gkt->key_agreement_info->cipher);
 365     gkt->key_agreement_info->cipher = OBJ_nid2obj(param->nid);
 366     if (key_is_ephemeral)
 367         EVP_PKEY_free(sec_key);
 368     if (!key_is_ephemeral) {
 369         /* Set control "public key from client certificate used" */
 370         if (EVP_PKEY_CTX_ctrl(pctx, -1, -1, EVP_PKEY_CTRL_PEER_KEY, 3, NULL)
 371             <= 0) {
 372             GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ECCP_ENCRYPT, GOST_R_CTRL_CALL_FAILED);
 373             goto err;
 374         }
 375     }
 376     if ((*out_len = i2d_GOST_KEY_TRANSPORT(gkt, out ? &out : NULL)) > 0)
 377         ret = 1;
 378     OPENSSL_cleanse(shared_key, sizeof(shared_key));
 379     GOST_KEY_TRANSPORT_free(gkt);
 380     return ret;
 381  err:
 382     OPENSSL_cleanse(shared_key, sizeof(shared_key));
 383     if (key_is_ephemeral)
 384         EVP_PKEY_free(sec_key);
 385     GOST_KEY_TRANSPORT_free(gkt);
 386     return -1;
 387 }
 388
 389 /*
 390  * EVP_PKEY_METHOD callback decrypt
 391  * Implementation of GOST2018 key transport
 392  */
 393 static int pkey_gost2018_encrypt(EVP_PKEY_CTX *pctx, unsigned char *out,
 394                           size_t *out_len, const unsigned char *key,
 395                           size_t key_len)
 396 {
 397     PSKeyTransport_gost *pst = NULL;
 398     EVP_PKEY *pubk = EVP_PKEY_CTX_get0_pkey(pctx);
 399     struct gost_pmeth_data *data = EVP_PKEY_CTX_get_data(pctx);
 400     int pkey_nid = EVP_PKEY_base_id(pubk);
 401     unsigned char expkeys[64];
 402     EVP_PKEY *sec_key = NULL;
 403     int ret = 0;
 404     int mac_nid = NID_undef;
 405     size_t mac_len = 0;
 406     int exp_len = 0, iv_len = 0;
 407     unsigned char *exp_buf = NULL;
 408     int key_is_ephemeral = 0;
 409
 410     switch (data->cipher_nid) {
 411     case NID_magma_ctr:
 412         mac_nid = NID_magma_mac;
 413         mac_len = 8;
 414         iv_len = 4;
 415         break;
 416     case NID_grasshopper_ctr:
 417         mac_nid = NID_grasshopper_mac;
 418         mac_len = 16;
 419         iv_len = 8;
 420         break;
 421     default:
 422         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_ENCRYPT, GOST_R_INVALID_CIPHER);
 423         return -1;
 424         break;
 425     }
 426     exp_len = key_len + mac_len;
 427     exp_buf = OPENSSL_malloc(exp_len);
 428     if (!exp_buf) {
 429         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_ENCRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 430         return -1;
 431     }
 432
 433     sec_key = EVP_PKEY_CTX_get0_peerkey(pctx);
 434     if (!sec_key)
 435     {
 436       sec_key = EVP_PKEY_new();
 437       if (sec_key == NULL) {
 438         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_ENCRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE );
 439         goto err;
 440       }
 441
 442       if (!EVP_PKEY_assign(sec_key, EVP_PKEY_base_id(pubk), EC_KEY_new())
 443           || !EVP_PKEY_copy_parameters(sec_key, pubk)
 444           || !gost_ec_keygen(EVP_PKEY_get0(sec_key))) {
 445         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_ENCRYPT,
 446             GOST_R_ERROR_COMPUTING_SHARED_KEY);
 447         goto err;
 448       }
 449       key_is_ephemeral = 1;
 450     }
 451
 452     if (data->shared_ukm_size == 0) {
 453         if (RAND_bytes(data->shared_ukm, 32) <= 0) {
 454             GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_ENCRYPT, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 455             goto err;
 456         }
 457         data->shared_ukm_size = 32;
 458     }
 459
 460     if (gost_keg(data->shared_ukm, pkey_nid,
 461                  EC_KEY_get0_public_key(EVP_PKEY_get0(pubk)),
 462                  EVP_PKEY_get0(sec_key), expkeys) <= 0) {
 463         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_ENCRYPT,
 464                 GOST_R_ERROR_COMPUTING_EXPORT_KEYS);
 465         goto err;
 466     }
 467
 468     if (gost_kexp15(key, key_len, data->cipher_nid, expkeys + 32,
 469                     mac_nid, expkeys + 0, data->shared_ukm + 24, iv_len,
 470                     exp_buf, &exp_len) <= 0) {
 471         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_ENCRYPT, GOST_R_CANNOT_PACK_EPHEMERAL_KEY);
 472         goto err;
 473     }
 474
 475     pst = PSKeyTransport_gost_new();
 476     if (!pst) {
 477         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_ENCRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 478         goto err;
 479     }
 480
 481     pst->ukm = ASN1_OCTET_STRING_new();
 482     if (pst->ukm == NULL) {
 483         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_ENCRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 484         goto err;
 485     }
 486
 487     if (!ASN1_OCTET_STRING_set(pst->ukm, data->shared_ukm, data->shared_ukm_size)) {
 488         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_ENCRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 489         goto err;
 490     }
 491
 492     if (!ASN1_OCTET_STRING_set(pst->psexp, exp_buf, exp_len)) {
 493         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_ENCRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 494         goto err;
 495     }
 496
 497     if (!X509_PUBKEY_set(&pst->ephem_key, out ? sec_key : pubk)) {
 498         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_ENCRYPT, GOST_R_CANNOT_PACK_EPHEMERAL_KEY);
 499         goto err;
 500     }
 501
 502     if ((*out_len = i2d_PSKeyTransport_gost(pst, out ? &out : NULL)) > 0)
 503         ret = 1;
 504  err:
 505     OPENSSL_cleanse(expkeys, sizeof(expkeys));
 506     if (key_is_ephemeral)
 507         EVP_PKEY_free(sec_key);
 508
 509     PSKeyTransport_gost_free(pst);
 510     OPENSSL_free(exp_buf);
 511     return ret;
 512 }
 513
 514 int pkey_gost_encrypt(EVP_PKEY_CTX *pctx, unsigned char *out,
 515                       size_t *out_len, const unsigned char *key, size_t key_len)
 516 {
 517   struct gost_pmeth_data *gctx = EVP_PKEY_CTX_get_data(pctx);
 518   switch (gctx->cipher_nid)
 519   {
 520     case NID_id_Gost28147_89:
 521     case NID_undef: /* FIXME */
 522       return pkey_GOST_ECcp_encrypt(pctx, out, out_len, key, key_len);
 523       break;
 524     case NID_kuznyechik_ctr:
 525     case NID_magma_ctr:
 526       return pkey_gost2018_encrypt(pctx, out, out_len, key, key_len);
 527       break;
 528     default:
 529       GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ENCRYPT, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 530       return -1;
 531   }
 532 }
 533
 534 /*
 535  * EVP_PKEY_METHOD callback decrypt
 536  * Implementation of GOST2001/12 key transport, cryptopro variation
 537  */
 538 static int pkey_GOST_ECcp_decrypt(EVP_PKEY_CTX *pctx, unsigned char *key,
 539                            size_t *key_len, const unsigned char *in,
 540                            size_t in_len)
 541 {
 542     const unsigned char *p = in;
 543     EVP_PKEY *priv = EVP_PKEY_CTX_get0_pkey(pctx);
 544     GOST_KEY_TRANSPORT *gkt = NULL;
 545     int ret = 0;
 546     unsigned char wrappedKey[44];
 547     unsigned char sharedKey[32];
 548     gost_ctx ctx;
 549     const struct gost_cipher_info *param = NULL;
 550     EVP_PKEY *eph_key = NULL, *peerkey = NULL;
 551     int dgst_nid = NID_undef;
 552
 553     if (!key) {
 554         *key_len = 32;
 555         return 1;
 556     }
 557     gkt = d2i_GOST_KEY_TRANSPORT(NULL, (const unsigned char **)&p, in_len);
 558     if (!gkt) {
 559         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ECCP_DECRYPT,
 560                 GOST_R_ERROR_PARSING_KEY_TRANSPORT_INFO);
 561         return -1;
 562     }
 563
 564     /* If key transport structure contains public key, use it */
 565     eph_key = X509_PUBKEY_get(gkt->key_agreement_info->ephem_key);
 566     if (eph_key) {
 567         if (EVP_PKEY_derive_set_peer(pctx, eph_key) <= 0) {
 568             GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ECCP_DECRYPT,
 569                     GOST_R_INCOMPATIBLE_PEER_KEY);
 570             goto err;
 571         }
 572     } else {
 573         /* Set control "public key from client certificate used" */
 574         if (EVP_PKEY_CTX_ctrl(pctx, -1, -1, EVP_PKEY_CTRL_PEER_KEY, 3, NULL)
 575             <= 0) {
 576             GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ECCP_DECRYPT, GOST_R_CTRL_CALL_FAILED);
 577             goto err;
 578         }
 579     }
 580     peerkey = EVP_PKEY_CTX_get0_peerkey(pctx);
 581     if (!peerkey) {
 582         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ECCP_DECRYPT, GOST_R_NO_PEER_KEY);
 583         goto err;
 584     }
 585
 586     param = get_encryption_params(gkt->key_agreement_info->cipher);
 587     if (!param) {
 588         goto err;
 589     }
 590
 591     gost_init(&ctx, param->sblock);
 592     OPENSSL_assert(gkt->key_agreement_info->eph_iv->length == 8);
 593     memcpy(wrappedKey, gkt->key_agreement_info->eph_iv->data, 8);
 594     OPENSSL_assert(gkt->key_info->encrypted_key->length == 32);
 595     memcpy(wrappedKey + 8, gkt->key_info->encrypted_key->data, 32);
 596     OPENSSL_assert(gkt->key_info->imit->length == 4);
 597     memcpy(wrappedKey + 40, gkt->key_info->imit->data, 4);
 598
 599     EVP_PKEY_get_default_digest_nid(priv, &dgst_nid);
 600     if (dgst_nid == NID_id_GostR3411_2012_512)
 601         dgst_nid = NID_id_GostR3411_2012_256;
 602
 603     if (!VKO_compute_key(sharedKey,
 604                          EC_KEY_get0_public_key(EVP_PKEY_get0(peerkey)),
 605                          EVP_PKEY_get0(priv), wrappedKey, 8, dgst_nid)) {
 606         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ECCP_DECRYPT,
 607                 GOST_R_ERROR_COMPUTING_SHARED_KEY);
 608         goto err;
 609     }
 610     if (!keyUnwrapCryptoPro(&ctx, sharedKey, wrappedKey, key)) {
 611         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_ECCP_DECRYPT,
 612                 GOST_R_ERROR_COMPUTING_SHARED_KEY);
 613         goto err;
 614     }
 615
 616     ret = 1;
 617  err:
 618     OPENSSL_cleanse(sharedKey, sizeof(sharedKey));
 619     EVP_PKEY_free(eph_key);
 620     GOST_KEY_TRANSPORT_free(gkt);
 621     return ret;
 622 }
 623
 624 /*
 625  * EVP_PKEY_METHOD callback decrypt
 626  * Implementation of GOST2018 key transport
 627  */
 628 static int pkey_gost2018_decrypt(EVP_PKEY_CTX *pctx, unsigned char *key,
 629                           size_t *key_len, const unsigned char *in,
 630                           size_t in_len)
 631 {
 632     const unsigned char *p = in;
 633     struct gost_pmeth_data *data = EVP_PKEY_CTX_get_data(pctx);
 634     EVP_PKEY *priv = EVP_PKEY_CTX_get0_pkey(pctx);
 635     PSKeyTransport_gost *pst = NULL;
 636     int ret = 0;
 637     unsigned char expkeys[64];
 638     EVP_PKEY *eph_key = NULL;
 639     int pkey_nid = EVP_PKEY_base_id(priv);
 640     int mac_nid = NID_undef;
 641     int iv_len = 0;
 642
 643     switch (data->cipher_nid) {
 644     case NID_magma_ctr:
 645         mac_nid = NID_magma_mac;
 646         iv_len = 4;
 647         break;
 648     case NID_grasshopper_ctr:
 649         mac_nid = NID_grasshopper_mac;
 650         iv_len = 8;
 651         break;
 652     default:
 653         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_DECRYPT, GOST_R_INVALID_CIPHER);
 654         return -1;
 655         break;
 656     }
 657     if (!key) {
 658         *key_len = 32;
 659         return 1;
 660     }
 661
 662     pst = d2i_PSKeyTransport_gost(NULL, (const unsigned char **)&p, in_len);
 663     if (!pst) {
 664         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_DECRYPT,
 665                 GOST_R_ERROR_PARSING_KEY_TRANSPORT_INFO);
 666         return -1;
 667     }
 668
 669     eph_key = X509_PUBKEY_get(pst->ephem_key);
 670 /*
 671  * TODO beldmit
 672    1.  Checks the next three conditions fulfilling and terminates the
 673    connection with fatal error if not.
 674
 675    o  Q_eph is on the same curve as server public key;
 676
 677    o  Q_eph is not equal to zero point;
 678
 679    o  q * Q_eph is not equal to zero point.
 680 */
 681     if (eph_key == NULL || priv == NULL || data == NULL) {
 682        GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_DECRYPT,
 683                GOST_R_ERROR_COMPUTING_EXPORT_KEYS);
 684        ret = 0;
 685        goto err;
 686     }
 687
 688     if (data->shared_ukm_size == 0 && pst->ukm != NULL) {
 689         if (EVP_PKEY_CTX_ctrl(pctx, -1, -1, EVP_PKEY_CTRL_SET_IV,
 690         ASN1_STRING_length(pst->ukm), (void *)ASN1_STRING_get0_data(pst->ukm)) < 0) {
 691             GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_DECRYPT, GOST_R_UKM_NOT_SET);
 692             goto err;
 693         }
 694     }
 695
 696     if (gost_keg(data->shared_ukm, pkey_nid,
 697                  EC_KEY_get0_public_key(EVP_PKEY_get0(eph_key)),
 698                  EVP_PKEY_get0(priv), expkeys) <= 0) {
 699         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_DECRYPT,
 700                 GOST_R_ERROR_COMPUTING_EXPORT_KEYS);
 701         goto err;
 702     }
 703
 704     if (gost_kimp15(ASN1_STRING_get0_data(pst->psexp),
 705                     ASN1_STRING_length(pst->psexp), data->cipher_nid,
 706                     expkeys + 32, mac_nid, expkeys + 0, data->shared_ukm + 24,
 707                     iv_len, key) <= 0) {
 708         GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST2018_DECRYPT, GOST_R_CANNOT_UNPACK_EPHEMERAL_KEY);
 709         goto err;
 710     }
 711
 712     ret = 1;
 713  err:
 714     OPENSSL_cleanse(expkeys, sizeof(expkeys));
 715     EVP_PKEY_free(eph_key);
 716     PSKeyTransport_gost_free(pst);
 717     return ret;
 718 }
 719
 720 int pkey_gost_decrypt(EVP_PKEY_CTX *pctx, unsigned char *key,
 721                       size_t *key_len, const unsigned char *in, size_t in_len)
 722 {
 723     struct gost_pmeth_data *gctx = EVP_PKEY_CTX_get_data(pctx);
 724     switch (gctx->cipher_nid)
 725     {
 726         case NID_id_Gost28147_89:
 727         case NID_undef: /* FIXME */
 728             return pkey_GOST_ECcp_decrypt(pctx, key, key_len, in, in_len);
 729         case NID_kuznyechik_ctr:
 730         case NID_magma_ctr:
 731             return pkey_gost2018_decrypt(pctx, key, key_len, in, in_len);
 732         default:
 733       GOSTerr(GOST_F_PKEY_GOST_DECRYPT, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 734       return -1;
 735     }
 736 }
 737 /* vim: set expandtab cinoptions=\:0,l1,t0,g0,(0 sw=4 : */