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