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