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 #ifdef NID_kuznyechik_mgm
  54                                 NID_kuznyechik_mgm,
  55 #else
  56                                 NID_undef,
  57 #endif
  58         0
  59 };
  60
  61 static int gost_digest_nids(const int** nids) {
  62     static int digest_nids[10] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
  63     static int pos = 0;
  64     static int init = 0;
  65
  66     if (!init) {
  67         const EVP_MD* md;
  68         if ((md = digest_gost()) != NULL)
  69             digest_nids[pos++] = EVP_MD_type(md);
  70         if ((md = imit_gost_cpa()) != NULL)
  71             digest_nids[pos++] = EVP_MD_type(md);
  72         if ((md = digest_gost2012_256()) != NULL)
  73             digest_nids[pos++] = EVP_MD_type(md);
  74         if ((md = digest_gost2012_512()) != NULL)
  75             digest_nids[pos++] = EVP_MD_type(md);
  76         if ((md = imit_gost_cp_12()) != NULL)
  77             digest_nids[pos++] = EVP_MD_type(md);
  78         if ((md = magma_omac()) != NULL)
  79             digest_nids[pos++] = EVP_MD_type(md);
  80         if ((md = grasshopper_omac()) != NULL)
  81             digest_nids[pos++] = EVP_MD_type(md);
  82 /*        if ((md = magma_omac_acpkm()) != NULL)
  83             digest_nids[pos++] = EVP_MD_type(md);*/
  84         if ((md = grasshopper_omac_acpkm()) != NULL)
  85             digest_nids[pos++] = EVP_MD_type(md);
  86
  87         digest_nids[pos] = 0;
  88         init = 1;
  89     }
  90     *nids = digest_nids;
  91     return pos;
  92 }
  93
  94 static int gost_pkey_meth_nids[] = {
  95         NID_id_GostR3410_2001,
  96         NID_id_Gost28147_89_MAC,
  97         NID_id_GostR3410_2012_256,
  98         NID_id_GostR3410_2012_512,
  99         NID_gost_mac_12,
 100         NID_magma_mac,
 101         NID_grasshopper_mac,
 102         NID_id_tc26_cipher_gostr3412_2015_magma_ctracpkm_omac,
 103         NID_id_tc26_cipher_gostr3412_2015_kuznyechik_ctracpkm_omac,
 104         0
 105 };
 106
 107 static EVP_PKEY_METHOD* pmeth_GostR3410_2001 = NULL,
 108         * pmeth_GostR3410_2012_256 = NULL,
 109         * pmeth_GostR3410_2012_512 = NULL,
 110         * pmeth_Gost28147_MAC = NULL, * pmeth_Gost28147_MAC_12 = NULL,
 111         * pmeth_magma_mac = NULL,  * pmeth_grasshopper_mac = NULL,
 112         * pmeth_magma_mac_acpkm = NULL,  * pmeth_grasshopper_mac_acpkm = NULL;
 113
 114 static EVP_PKEY_ASN1_METHOD* ameth_GostR3410_2001 = NULL,
 115         * ameth_GostR3410_2012_256 = NULL,
 116         * ameth_GostR3410_2012_512 = NULL,
 117         * ameth_Gost28147_MAC = NULL, * ameth_Gost28147_MAC_12 = NULL,
 118         * ameth_magma_mac = NULL,  * ameth_grasshopper_mac = NULL,
 119         * ameth_magma_mac_acpkm = NULL,  * ameth_grasshopper_mac_acpkm = NULL;
 120
 121 static int gost_engine_init(ENGINE* e) {
 122     return 1;
 123 }
 124
 125 static int gost_engine_finish(ENGINE* e) {
 126     return 1;
 127 }
 128
 129 static int gost_engine_destroy(ENGINE* e) {
 130     EVP_delete_digest_alias("streebog256");
 131     EVP_delete_digest_alias("streebog512");
 132     digest_gost_destroy();
 133     digest_gost2012_256_destroy();
 134     digest_gost2012_512_destroy();
 135
 136     imit_gost_cpa_destroy();
 137     imit_gost_cp_12_destroy();
 138     magma_omac_destroy();
 139     grasshopper_omac_destroy();
 140     grasshopper_omac_acpkm_destroy();
 141
 142     cipher_gost_destroy();
 143     cipher_gost_grasshopper_destroy();
 144
 145     gost_param_free();
 146
 147     pmeth_GostR3410_2001 = NULL;
 148     pmeth_Gost28147_MAC = NULL;
 149     pmeth_GostR3410_2012_256 = NULL;
 150     pmeth_GostR3410_2012_512 = NULL;
 151     pmeth_Gost28147_MAC_12 = NULL;
 152     pmeth_magma_mac = NULL;
 153     pmeth_grasshopper_mac = NULL;
 154     pmeth_magma_mac_acpkm = NULL;
 155     pmeth_grasshopper_mac_acpkm = NULL;
 156
 157     ameth_GostR3410_2001 = NULL;
 158     ameth_Gost28147_MAC = NULL;
 159     ameth_GostR3410_2012_256 = NULL;
 160     ameth_GostR3410_2012_512 = NULL;
 161     ameth_Gost28147_MAC_12 = NULL;
 162     ameth_magma_mac = NULL;
 163     ameth_grasshopper_mac = NULL;
 164     ameth_magma_mac_acpkm = NULL;
 165     ameth_grasshopper_mac_acpkm = NULL;
 166
 167         ERR_unload_GOST_strings();
 168
 169     return 1;
 170 }
 171
 172 static int bind_gost(ENGINE* e, const char* id) {
 173     int ret = 0;
 174     if (id != NULL && strcmp(id, engine_gost_id) != 0)
 175         return 0;
 176     if (ameth_GostR3410_2001) {
 177         printf("GOST engine already loaded\n");
 178         goto end;
 179     }
 180     if (!ENGINE_set_id(e, engine_gost_id)) {
 181         printf("ENGINE_set_id failed\n");
 182         goto end;
 183     }
 184     if (!ENGINE_set_name(e, engine_gost_name)) {
 185         printf("ENGINE_set_name failed\n");
 186         goto end;
 187     }
 188     if (!ENGINE_set_digests(e, gost_digests)) {
 189         printf("ENGINE_set_digests failed\n");
 190         goto end;
 191     }
 192     if (!ENGINE_set_ciphers(e, gost_ciphers)) {
 193         printf("ENGINE_set_ciphers failed\n");
 194         goto end;
 195     }
 196     if (!ENGINE_set_pkey_meths(e, gost_pkey_meths)) {
 197         printf("ENGINE_set_pkey_meths failed\n");
 198         goto end;
 199     }
 200     if (!ENGINE_set_pkey_asn1_meths(e, gost_pkey_asn1_meths)) {
 201         printf("ENGINE_set_pkey_asn1_meths failed\n");
 202         goto end;
 203     }
 204     /* Control function and commands */
 205     if (!ENGINE_set_cmd_defns(e, gost_cmds)) {
 206         fprintf(stderr, "ENGINE_set_cmd_defns failed\n");
 207         goto end;
 208     }
 209     if (!ENGINE_set_ctrl_function(e, gost_control_func)) {
 210         fprintf(stderr, "ENGINE_set_ctrl_func failed\n");
 211         goto end;
 212     }
 213     if (!ENGINE_set_destroy_function(e, gost_engine_destroy)
 214         || !ENGINE_set_init_function(e, gost_engine_init)
 215         || !ENGINE_set_finish_function(e, gost_engine_finish)) {
 216         goto end;
 217     }
 218
 219     if (!register_ameth_gost
 220             (NID_id_GostR3410_2001, &ameth_GostR3410_2001, "GOST2001",
 221              "GOST R 34.10-2001"))
 222         goto end;
 223     if (!register_ameth_gost
 224             (NID_id_GostR3410_2012_256, &ameth_GostR3410_2012_256, "GOST2012_256",
 225              "GOST R 34.10-2012 with 256 bit key"))
 226         goto end;
 227     if (!register_ameth_gost
 228             (NID_id_GostR3410_2012_512, &ameth_GostR3410_2012_512, "GOST2012_512",
 229              "GOST R 34.10-2012 with 512 bit key"))
 230         goto end;
 231     if (!register_ameth_gost(NID_id_Gost28147_89_MAC, &ameth_Gost28147_MAC,
 232                              "GOST-MAC", "GOST 28147-89 MAC"))
 233         goto end;
 234     if (!register_ameth_gost(NID_gost_mac_12, &ameth_Gost28147_MAC_12,
 235                              "GOST-MAC-12",
 236                              "GOST 28147-89 MAC with 2012 params"))
 237         goto end;
 238     if (!register_ameth_gost(NID_magma_mac, &ameth_magma_mac,
 239                              "MAGMA-MAC", "GOST R 34.13-2015 Magma MAC"))
 240         goto end;
 241     if (!register_ameth_gost(NID_grasshopper_mac, &ameth_grasshopper_mac,
 242                              "GRASSHOPPER-MAC", "GOST R 34.13-2015 Grasshopper MAC"))
 243         goto end;
 244 /*    if (!register_ameth_gost(NID_id_tc26_cipher_gostr3412_2015_magma_ctracpkm_omac, &ameth_magma_mac_acpkm,
 245                              "ID-TC26-CIPHER-GOSTR3412-2015-MAGMA-CTRACPKM-OMAC", "GOST R 34.13-2015 Magma MAC ACPKM"))
 246         goto end;*/
 247     if (!register_ameth_gost(NID_id_tc26_cipher_gostr3412_2015_kuznyechik_ctracpkm_omac, &ameth_grasshopper_mac_acpkm,
 248                              "ID-TC26-CIPHER-GOSTR3412-2015-KUZNYECHIK-CTRACPKM-OMAC", "GOST R 34.13-2015 Grasshopper MAC ACPKM"))
 249         goto end;
 250
 251
 252     if (!register_pmeth_gost(NID_id_GostR3410_2001, &pmeth_GostR3410_2001, 0))
 253         goto end;
 254
 255     if (!register_pmeth_gost
 256             (NID_id_GostR3410_2012_256, &pmeth_GostR3410_2012_256, 0))
 257         goto end;
 258     if (!register_pmeth_gost
 259             (NID_id_GostR3410_2012_512, &pmeth_GostR3410_2012_512, 0))
 260         goto end;
 261     if (!register_pmeth_gost
 262             (NID_id_Gost28147_89_MAC, &pmeth_Gost28147_MAC, 0))
 263         goto end;
 264     if (!register_pmeth_gost(NID_gost_mac_12, &pmeth_Gost28147_MAC_12, 0))
 265         goto end;
 266     if (!register_pmeth_gost(NID_magma_mac, &pmeth_magma_mac, 0))
 267         goto end;
 268     if (!register_pmeth_gost(NID_grasshopper_mac, &pmeth_grasshopper_mac, 0))
 269         goto end;
 270 /*    if (!register_pmeth_gost(NID_magma_mac_acpkm, &pmeth_magma_mac_acpkm, 0))
 271         goto end;*/
 272     if (!register_pmeth_gost(NID_id_tc26_cipher_gostr3412_2015_kuznyechik_ctracpkm_omac, &pmeth_grasshopper_mac_acpkm, 0))
 273         goto end;
 274     if (!ENGINE_register_ciphers(e)
 275         || !ENGINE_register_digests(e)
 276         || !ENGINE_register_pkey_meths(e)
 277         /* These two actually should go in LIST_ADD command */
 278         || !EVP_add_cipher(cipher_gost())
 279         || !EVP_add_cipher(cipher_gost_cbc())
 280         || !EVP_add_cipher(cipher_gost_cpacnt())
 281         || !EVP_add_cipher(cipher_gost_cpcnt_12())
 282         || !EVP_add_cipher(cipher_gost_grasshopper_ecb())
 283         || !EVP_add_cipher(cipher_gost_grasshopper_cbc())
 284         || !EVP_add_cipher(cipher_gost_grasshopper_cfb())
 285         || !EVP_add_cipher(cipher_gost_grasshopper_ofb())
 286         || !EVP_add_cipher(cipher_gost_grasshopper_ctr())
 287         || !EVP_add_cipher(cipher_gost_grasshopper_ctracpkm())
 288 #ifdef NID_kuznyechik_mgm
 289         || !EVP_add_cipher(cipher_gost_grasshopper_mgm())
 290 #endif
 291         || !EVP_add_cipher(cipher_magma_cbc())
 292         || !EVP_add_cipher(cipher_magma_ctr())
 293         || !EVP_add_digest(digest_gost())
 294         || !EVP_add_digest(digest_gost2012_512())
 295         || !EVP_add_digest(digest_gost2012_256())
 296         || !EVP_add_digest(imit_gost_cpa())
 297         || !EVP_add_digest(imit_gost_cp_12())
 298         || !EVP_add_digest(magma_omac())
 299         || !EVP_add_digest(grasshopper_omac())
 300 /*        || !EVP_add_digest(magma_omac_acpkm()) */
 301         || !EVP_add_digest(grasshopper_omac_acpkm())
 302             ) {
 303         goto end;
 304     }
 305
 306     if(!EVP_add_digest_alias(SN_id_GostR3411_2012_256, "streebog256")
 307        ||       !EVP_add_digest_alias(SN_id_GostR3411_2012_512, "streebog512")) {
 308         goto end;
 309     }
 310
 311     ENGINE_register_all_complete();
 312
 313     ERR_load_GOST_strings();
 314     ret = 1;
 315     end:
 316     return ret;
 317 }
 318
 319 #ifndef OPENSSL_NO_DYNAMIC_ENGINE
 320 IMPLEMENT_DYNAMIC_BIND_FN(bind_gost)
 321     IMPLEMENT_DYNAMIC_CHECK_FN()
 322 #endif                          /* ndef OPENSSL_NO_DYNAMIC_ENGINE */
 323
 324 static int gost_digests(ENGINE* e, const EVP_MD** digest,
 325                         const int** nids, int nid) {
 326     int ok = 1;
 327     if (digest == NULL) {
 328         return gost_digest_nids(nids);
 329     }
 330     if (nid == NID_id_GostR3411_94) {
 331         *digest = digest_gost();
 332     } else if (nid == NID_id_Gost28147_89_MAC) {
 333         *digest = imit_gost_cpa();
 334     } else if (nid == NID_id_GostR3411_2012_256) {
 335         *digest = digest_gost2012_256();
 336     } else if (nid == NID_id_GostR3411_2012_512) {
 337         *digest = digest_gost2012_512();
 338     } else if (nid == NID_gost_mac_12) {
 339         *digest = imit_gost_cp_12();
 340     } else if (nid == NID_magma_mac) {
 341         *digest = magma_omac();
 342     } else if (nid == NID_grasshopper_mac) {
 343         *digest = grasshopper_omac();
 344     } else if (nid == NID_id_tc26_cipher_gostr3412_2015_kuznyechik_ctracpkm_omac) {
 345         *digest = grasshopper_omac_acpkm();
 346     } else {
 347         ok = 0;
 348         *digest = NULL;
 349     }
 350     return ok;
 351 }
 352
 353 static int gost_ciphers(ENGINE* e, const EVP_CIPHER** cipher,
 354                         const int** nids, int nid) {
 355     int ok = 1;
 356     if (cipher == NULL) {
 357         *nids = gost_cipher_nids;
 358         return sizeof(gost_cipher_nids) / sizeof(gost_cipher_nids[0]) - 1;
 359     }
 360
 361     if (nid == NID_id_Gost28147_89) {
 362         *cipher = cipher_gost();
 363     } else if (nid == NID_gost89_cnt) {
 364         *cipher = cipher_gost_cpacnt();
 365     } else if (nid == NID_gost89_cnt_12) {
 366         *cipher = cipher_gost_cpcnt_12();
 367     } else if (nid == NID_gost89_cbc) {
 368         *cipher = cipher_gost_cbc();
 369     } else if (nid == NID_grasshopper_ecb) {
 370         *cipher = cipher_gost_grasshopper_ecb();
 371     } else if (nid == NID_grasshopper_cbc) {
 372         *cipher = cipher_gost_grasshopper_cbc();
 373     } else if (nid == NID_grasshopper_cfb) {
 374         *cipher = cipher_gost_grasshopper_cfb();
 375     } else if (nid == NID_grasshopper_ofb) {
 376         *cipher = cipher_gost_grasshopper_ofb();
 377     } else if (nid == NID_grasshopper_ctr) {
 378         *cipher = cipher_gost_grasshopper_ctr();
 379     } else if (nid == NID_id_tc26_cipher_gostr3412_2015_kuznyechik_ctracpkm) {
 380         *cipher = cipher_gost_grasshopper_ctracpkm();
 381 #ifdef NID_kuznyechik_mgm
 382     } else if (nid == NID_kuznyechik_mgm) {
 383         *cipher = cipher_gost_grasshopper_mgm();
 384 #endif
 385     } else if (nid == NID_magma_cbc) {
 386         *cipher = cipher_magma_cbc();
 387     } else if (nid == NID_magma_ctr) {
 388         *cipher = cipher_magma_ctr();
 389     } else {
 390         ok = 0;
 391         *cipher = NULL;
 392     }
 393     return ok;
 394 }
 395
 396 static int gost_pkey_meths(ENGINE* e, EVP_PKEY_METHOD** pmeth,
 397                            const int** nids, int nid) {
 398     if (pmeth == NULL) {
 399         *nids = gost_pkey_meth_nids;
 400         return sizeof(gost_pkey_meth_nids) / sizeof(gost_pkey_meth_nids[0]) - 1;
 401     }
 402
 403     switch (nid) {
 404         case NID_id_GostR3410_2001:
 405             *pmeth = pmeth_GostR3410_2001;
 406             return 1;
 407         case NID_id_GostR3410_2012_256:
 408             *pmeth = pmeth_GostR3410_2012_256;
 409             return 1;
 410         case NID_id_GostR3410_2012_512:
 411             *pmeth = pmeth_GostR3410_2012_512;
 412             return 1;
 413         case NID_id_Gost28147_89_MAC:
 414             *pmeth = pmeth_Gost28147_MAC;
 415             return 1;
 416         case NID_gost_mac_12:
 417             *pmeth = pmeth_Gost28147_MAC_12;
 418             return 1;
 419         case NID_magma_mac:
 420             *pmeth = pmeth_magma_mac;
 421             return 1;
 422         case NID_grasshopper_mac:
 423             *pmeth = pmeth_grasshopper_mac;
 424             return 1;
 425         case NID_id_tc26_cipher_gostr3412_2015_magma_ctracpkm_omac:
 426             *pmeth = pmeth_magma_mac_acpkm;
 427             return 1;
 428         case NID_id_tc26_cipher_gostr3412_2015_kuznyechik_ctracpkm_omac:
 429             *pmeth = pmeth_grasshopper_mac_acpkm;
 430             return 1;
 431
 432         default:;
 433     }
 434
 435     *pmeth = NULL;
 436     return 0;
 437 }
 438
 439 static int gost_pkey_asn1_meths(ENGINE* e, EVP_PKEY_ASN1_METHOD** ameth,
 440                                 const int** nids, int nid) {
 441     if (ameth == NULL) {
 442         *nids = gost_pkey_meth_nids;
 443         return sizeof(gost_pkey_meth_nids) / sizeof(gost_pkey_meth_nids[0]) - 1;
 444     }
 445
 446     switch (nid) {
 447         case NID_id_GostR3410_2001:
 448             *ameth = ameth_GostR3410_2001;
 449             return 1;
 450         case NID_id_GostR3410_2012_256:
 451             *ameth = ameth_GostR3410_2012_256;
 452             return 1;
 453         case NID_id_GostR3410_2012_512:
 454             *ameth = ameth_GostR3410_2012_512;
 455             return 1;
 456         case NID_id_Gost28147_89_MAC:
 457             *ameth = ameth_Gost28147_MAC;
 458             return 1;
 459         case NID_gost_mac_12:
 460             *ameth = ameth_Gost28147_MAC_12;
 461             return 1;
 462         case NID_magma_mac:
 463             *ameth = ameth_magma_mac;
 464             return 1;
 465         case NID_grasshopper_mac:
 466             *ameth = ameth_grasshopper_mac;
 467             return 1;
 468         case NID_id_tc26_cipher_gostr3412_2015_magma_ctracpkm_omac:
 469             *ameth = ameth_magma_mac_acpkm;
 470             return 1;
 471         case NID_id_tc26_cipher_gostr3412_2015_kuznyechik_ctracpkm_omac:
 472             *ameth = ameth_grasshopper_mac_acpkm;
 473             return 1;
 474
 475
 476         default:;
 477     }
 478
 479     *ameth = NULL;
 480     return 0;
 481 }
 482
 483 #ifdef OPENSSL_NO_DYNAMIC_ENGINE
 484
 485 static ENGINE* engine_gost(void) {
 486     ENGINE* ret = ENGINE_new();
 487     if (!ret)
 488         return NULL;
 489     if (!bind_gost(ret, engine_gost_id)) {
 490         ENGINE_free(ret);
 491         return NULL;
 492     }
 493     return ret;
 494 }
 495
 496 void ENGINE_load_gost(void) {
 497     ENGINE* toadd;
 498     if (pmeth_GostR3410_2001)
 499         return;
 500     toadd = engine_gost();
 501     if (!toadd)
 502         return;
 503     ENGINE_add(toadd);
 504     ENGINE_free(toadd);
 505     ERR_clear_error();
 506 }
 507
 508 #endif