]> www.wagner.pp.ru Git - openssl-gost/engine.git/blobdiff - gost_keyexpimp.c
tcl_tests: ca.try: Ignore openssl crl exit status for 'corrupted CRL' test
[openssl-gost/engine.git] / gost_keyexpimp.c
index ba19245f460b4678c26db17aca3b9f1566c4d024..481d5b5c67853bc5aa8988f5a28b4c7062fa163c 100644 (file)
+/*
+ * Copyright (c) 2019 Dmitry Belyavskiy <beldmit@gmail.com>
+ * Copyright (c) 2020 Vitaly Chikunov <vt@altlinux.org>
+ *
+ * Contents licensed under the terms of the OpenSSL license
+ * See https://www.openssl.org/source/license.html for details
+ */
+
 #include <string.h>
 #include <openssl/evp.h>
+#include <openssl/hmac.h>
+#include <openssl/buffer.h>
 
 #include "gost_lcl.h"
 #include "e_gost_err.h"
 
+static uint32_t be32(uint32_t host)
+{
+#ifdef L_ENDIAN
+    return (host & 0xff000000) >> 24 |
+           (host & 0x00ff0000) >> 8  |
+           (host & 0x0000ff00) << 8  |
+           (host & 0x000000ff) << 24;
+#else
+    return host;
+#endif
+}
+
+int omac_imit_ctrl(EVP_MD_CTX *ctx, int type, int arg, void *ptr);
 /*
  * Function expects that out is a preallocated buffer of length
  * defined as sum of shared_len and mac length defined by mac_nid
  * */
-int gost_kexp15(const unsigned char *shared_key, const int shared_len, 
-    int cipher_nid, const unsigned char *cipher_key, const size_t cipher_key_len,
-    int mac_nid, unsigned char *mac_key, const size_t mac_key_len,
-    const char *iv, const size_t ivlen, 
-    unsigned char *out, int *out_len
-)
+int gost_kexp15(const unsigned char *shared_key, const int shared_len,
+                int cipher_nid, const unsigned char *cipher_key,
+                int mac_nid, unsigned char *mac_key,
+                const unsigned char *iv, const size_t ivlen,
+                unsigned char *out, int *out_len)
+{
+    unsigned char iv_full[16], mac_buf[16];
+    unsigned int mac_len;
+
+    EVP_CIPHER_CTX *ciph = NULL;
+    EVP_MD_CTX *mac = NULL;
+
+    int ret = 0;
+    int len;
+
+    mac_len = (cipher_nid == NID_magma_ctr) ? 8 :
+        (cipher_nid == NID_grasshopper_ctr) ? 16 : 0;
+
+    if (mac_len == 0) {
+        GOSTerr(GOST_F_GOST_KEXP15, GOST_R_INVALID_CIPHER);
+        goto err;
+    }
+
+    if (shared_len + mac_len > (unsigned int)(*out_len)) {
+        GOSTerr(GOST_F_GOST_KEXP15, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
+        goto err;
+    }
+
+    /* we expect IV of half length */
+    memset(iv_full, 0, 16);
+    memcpy(iv_full, iv, ivlen);
+
+    mac = EVP_MD_CTX_new();
+    if (mac == NULL) {
+        GOSTerr(GOST_F_GOST_KEXP15, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
+        goto err;
+    }
+
+    if (EVP_DigestInit_ex(mac, EVP_get_digestbynid(mac_nid), NULL) <= 0
+        || omac_imit_ctrl(mac, EVP_MD_CTRL_SET_KEY, 32, mac_key) <= 0
+        || omac_imit_ctrl(mac, EVP_MD_CTRL_XOF_LEN, mac_len, NULL) <= 0
+        || EVP_DigestUpdate(mac, iv, ivlen) <= 0
+        || EVP_DigestUpdate(mac, shared_key, shared_len) <= 0
+        /* As we set MAC length directly, we should not allow overwriting it */
+        || EVP_DigestFinalXOF(mac, mac_buf, mac_len) <= 0) {
+        GOSTerr(GOST_F_GOST_KEXP15, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
+        goto err;
+    }
+
+    ciph = EVP_CIPHER_CTX_new();
+    if (ciph == NULL) {
+        GOSTerr(GOST_F_GOST_KEXP15, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
+        goto err;
+    }
+
+    if (EVP_CipherInit_ex
+        (ciph, EVP_get_cipherbynid(cipher_nid), NULL, NULL, NULL, 1) <= 0
+        || EVP_CipherInit_ex(ciph, NULL, NULL, cipher_key, iv_full, 1) <= 0
+        || EVP_CipherUpdate(ciph, out, &len, shared_key, shared_len) <= 0
+        || EVP_CipherUpdate(ciph, out + shared_len, &len, mac_buf, mac_len) <= 0
+        || EVP_CipherFinal_ex(ciph, out + shared_len + len, out_len) <= 0) {
+        GOSTerr(GOST_F_GOST_KEXP15, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
+        goto err;
+    }
+
+    *out_len = shared_len + mac_len;
+
+    ret = 1;
+
+ err:
+    OPENSSL_cleanse(mac_buf, mac_len);
+    EVP_MD_CTX_free(mac);
+    EVP_CIPHER_CTX_free(ciph);
+
+    return ret;
+}
+
+/*
+ * Function expects that shared_key is a preallocated buffer
+ * with length defined as expkeylen + mac_len defined by mac_nid
+ * */
+int gost_kimp15(const unsigned char *expkey, const size_t expkeylen,
+                int cipher_nid, const unsigned char *cipher_key,
+                int mac_nid, unsigned char *mac_key,
+                const unsigned char *iv, const size_t ivlen,
+                unsigned char *shared_key)
 {
-  /* out_len = key_len + mac_len */
-  unsigned char iv_full[16], mac_buf[8];
-  unsigned int mac_len;
+    unsigned char iv_full[16], out[48], mac_buf[16];
+    unsigned int mac_len;
+    const size_t shared_len = 32;
+
+    EVP_CIPHER_CTX *ciph = NULL;
+    EVP_MD_CTX *mac = NULL;
+
+    int ret = 0;
+    int len;
+
+    mac_len = (cipher_nid == NID_magma_ctr) ? 8 :
+        (cipher_nid == NID_grasshopper_ctr) ? 16 : 0;
+
+    if (mac_len == 0) {
+        GOSTerr(GOST_F_GOST_KIMP15, GOST_R_INVALID_CIPHER);
+        goto err;
+    }
+
+    if (expkeylen > sizeof(out)) {
+        GOSTerr(GOST_F_GOST_KIMP15, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
+        goto err;
+    }
+
+    if (ivlen > 16) {
+        GOSTerr(GOST_F_GOST_KIMP15, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
+        goto err;
+    }
+
+    /* we expect IV of half length */
+    memset(iv_full, 0, 16);
+    memcpy(iv_full, iv, ivlen);
 
-  EVP_CIPHER_CTX *ciph = NULL;
-  EVP_MD_CTX *mac = NULL;
+    ciph = EVP_CIPHER_CTX_new();
+    if (ciph == NULL) {
+        GOSTerr(GOST_F_GOST_KIMP15, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
+        goto err;
+    }
+
+    if (EVP_CipherInit_ex
+        (ciph, EVP_get_cipherbynid(cipher_nid), NULL, NULL, NULL, 0) <= 0
+        || EVP_CipherInit_ex(ciph, NULL, NULL, cipher_key, iv_full, 0) <= 0
+        || EVP_CipherUpdate(ciph, out, &len, expkey, expkeylen) <= 0
+        || EVP_CipherFinal_ex(ciph, out + len, &len) <= 0) {
+        GOSTerr(GOST_F_GOST_KIMP15, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
+        goto err;
+    }
+    /*Now we have shared key and mac in out[] */
+
+    mac = EVP_MD_CTX_new();
+    if (mac == NULL) {
+        GOSTerr(GOST_F_GOST_KIMP15, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
+        goto err;
+    }
+
+    if (EVP_DigestInit_ex(mac, EVP_get_digestbynid(mac_nid), NULL) <= 0
+        || omac_imit_ctrl(mac, EVP_MD_CTRL_SET_KEY, 32, mac_key) <= 0
+        || omac_imit_ctrl(mac, EVP_MD_CTRL_XOF_LEN, mac_len, NULL) <= 0
+        || EVP_DigestUpdate(mac, iv, ivlen) <= 0
+        || EVP_DigestUpdate(mac, out, shared_len) <= 0
+        /* As we set MAC length directly, we should not allow overwriting it */
+        || EVP_DigestFinalXOF(mac, mac_buf, mac_len) <= 0) {
+        GOSTerr(GOST_F_GOST_KIMP15, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
+        goto err;
+    }
+
+    if (CRYPTO_memcmp(mac_buf, out + shared_len, mac_len) != 0) {
+        GOSTerr(GOST_F_GOST_KIMP15, GOST_R_BAD_MAC);
+        goto err;
+    }
+
+    memcpy(shared_key, out, shared_len);
+    ret = 1;
+
+ err:
+    OPENSSL_cleanse(out, sizeof(out));
+    EVP_MD_CTX_free(mac);
+    EVP_CIPHER_CTX_free(ciph);
+    return ret;
+}
+
+int gost_kdftree2012_256(unsigned char *keyout, size_t keyout_len,
+                         const unsigned char *key, size_t keylen,
+                         const unsigned char *label, size_t label_len,
+                         const unsigned char *seed, size_t seed_len,
+                         const size_t representation)
+{
+    int iters, i = 0;
+    unsigned char zero = 0;
+    unsigned char *ptr = keyout;
+    HMAC_CTX *ctx;
+    unsigned char *len_ptr = NULL;
+    uint32_t len_repr = be32(keyout_len * 8);
+    size_t len_repr_len = 4;
 
-       int ret = 0;
+    ctx = HMAC_CTX_new();
+    if (ctx == NULL) {
+        GOSTerr(GOST_F_GOST_KDFTREE2012_256, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
+        return 0;
+    }
 
-       /* we expect IV of half length */
-  memset(iv_full, 0, 16);
-  memcpy(iv_full, iv, ivlen);
+    if ((keyout_len == 0) || (keyout_len % 32 != 0)) {
+        GOSTerr(GOST_F_GOST_KDFTREE2012_256, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
+        return 0;
+    }
+    iters = keyout_len / 32;
 
-  mac = EVP_MD_CTX_new();
-       if (mac == NULL) {
-               GOSTerr(GOST_F_GOST_KEXP15, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
-               goto err;
+    len_ptr = (unsigned char *)&len_repr;
+    while (*len_ptr == 0) {
+        len_ptr++;
+        len_repr_len--;
+    }
+
+    for (i = 1; i <= iters; i++) {
+        uint32_t iter_net = be32(i);
+        unsigned char *rep_ptr =
+            ((unsigned char *)&iter_net) + (4 - representation);
+
+        if (HMAC_Init_ex(ctx, key, keylen,
+                         EVP_get_digestbynid(NID_id_GostR3411_2012_256),
+                         NULL) <= 0
+            || HMAC_Update(ctx, rep_ptr, representation) <= 0
+            || HMAC_Update(ctx, label, label_len) <= 0
+            || HMAC_Update(ctx, &zero, 1) <= 0
+            || HMAC_Update(ctx, seed, seed_len) <= 0
+            || HMAC_Update(ctx, len_ptr, len_repr_len) <= 0
+            || HMAC_Final(ctx, ptr, NULL) <= 0) {
+            GOSTerr(GOST_F_GOST_KDFTREE2012_256, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
+            HMAC_CTX_free(ctx);
+            return 0;
+        }
+
+        HMAC_CTX_reset(ctx);
+        ptr += 32;
+    }
+
+    HMAC_CTX_free(ctx);
+
+    return 1;
+}
+
+int gost_tlstree(int cipher_nid, const unsigned char *in, unsigned char *out,
+                 const unsigned char *tlsseq)
+{
+    uint64_t gh_c1 = 0x00000000FFFFFFFF, gh_c2 = 0x0000F8FFFFFFFFFF,
+        gh_c3 = 0xC0FFFFFFFFFFFFFF;
+    uint64_t mg_c1 = 0x00000000C0FFFFFF, mg_c2 = 0x000000FEFFFFFFFF,
+        mg_c3 = 0x00F0FFFFFFFFFFFF;
+    uint64_t c1, c2, c3;
+    uint64_t seed1, seed2, seed3;
+    uint64_t seq;
+    unsigned char ko1[32], ko2[32];
+
+    switch (cipher_nid) {
+    case NID_magma_cbc:
+        c1 = mg_c1;
+        c2 = mg_c2;
+        c3 = mg_c3;
+        break;
+    case NID_grasshopper_cbc:
+        c1 = gh_c1;
+        c2 = gh_c2;
+        c3 = gh_c3;
+        break;
+    default:
+        return 0;
+    }
+#ifndef L_ENDIAN
+    BUF_reverse((unsigned char *)&seq, tlsseq, 8);
+#else
+    memcpy(&seq, tlsseq, 8);
+#endif
+    seed1 = seq & c1;
+    seed2 = seq & c2;
+    seed3 = seq & c3;
+
+    if (gost_kdftree2012_256(ko1, 32, in, 32, (const unsigned char *)"level1", 6,
+                         (const unsigned char *)&seed1, 8, 1) <= 0
+                         || gost_kdftree2012_256(ko2, 32, ko1, 32, (const unsigned char *)"level2", 6,
+                         (const unsigned char *)&seed2, 8, 1) <= 0
+        || gost_kdftree2012_256(out, 32, ko2, 32, (const unsigned char *)"level3", 6,
+                         (const unsigned char *)&seed3, 8, 1) <= 0)
+                       return 0;
+
+    return 1;
+}
+
+#define GOST_WRAP_FLAGS  EVP_CIPH_CTRL_INIT | EVP_CIPH_WRAP_MODE | EVP_CIPH_CUSTOM_IV | EVP_CIPH_FLAG_CUSTOM_CIPHER | EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1
+
+#define MAGMA_MAC_WRAP_LEN 8
+#define KUZNYECHIK_MAC_WRAP_LEN 16
+#define MAX_MAC_WRAP_LEN KUZNYECHIK_MAC_WRAP_LEN
+#define GOSTKEYLEN 32
+#define MAGMA_WRAPPED_KEY_LEN GOSTKEYLEN + MAGMA_MAC_WRAP_LEN
+#define KUZNYECHIK_WRAPPED_KEY_LEN GOSTKEYLEN + KUZNYECHIK_MAC_WRAP_LEN
+#define MAX_WRAPPED_KEY_LEN KUZNYECHIK_WRAPPED_KEY_LEN
+
+typedef struct {
+       unsigned char iv[8];   /* Max IV size is half of base cipher block length */
+       unsigned char key[GOSTKEYLEN*2]; /* Combined cipher and mac keys */
+       unsigned char wrapped[MAX_WRAPPED_KEY_LEN]; /* Max size */
+       size_t wrap_count;
+} GOST_WRAP_CTX;
+
+static int magma_wrap_init(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
+       const unsigned char *iv, int enc)
+{
+       GOST_WRAP_CTX *cctx = EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx);
+       memset(cctx->wrapped, 0, MAX_WRAPPED_KEY_LEN);
+       cctx->wrap_count = 0;
+
+       if (iv) {
+               memset(cctx->iv, 0, 8);
+               memcpy(cctx->iv, iv, 4);
        }
 
-  if(EVP_DigestInit_ex(mac, EVP_get_digestbynid(mac_nid), NULL) <= 0 
-       || EVP_MD_CTX_ctrl(mac, EVP_MD_CTRL_SET_KEY, mac_key_len, mac_key) <= 0
-  || EVP_DigestUpdate(mac, shared_key, shared_len) <= 0
-  || EVP_DigestFinal_ex(mac, mac_buf, &mac_len) <= 0) {
-               GOSTerr(GOST_F_GOST_KEXP15, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
-               goto err;
+       if (key) {
+               memcpy(cctx->key, key, GOSTKEYLEN*2);
        }
+       return 1;
+}
+
+static int magma_wrap_do(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
+       const unsigned char *in, size_t inl)
+{
+       GOST_WRAP_CTX *cctx = EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx);
+       int enc = EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx) ? 1 : 0;
 
-  ciph = EVP_CIPHER_CTX_new();
-       if (ciph == NULL) {
-               GOSTerr(GOST_F_GOST_KEXP15, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
-               goto err;
+       if (out == NULL)
+               return GOSTKEYLEN;
+
+       if (inl <= MAGMA_WRAPPED_KEY_LEN) {
+               if (cctx->wrap_count + inl > MAGMA_WRAPPED_KEY_LEN)
+                       return -1;
+
+               if (cctx->wrap_count + inl <= MAGMA_WRAPPED_KEY_LEN)
+               {
+                       memcpy(cctx->wrapped+cctx->wrap_count, in, inl);
+                       cctx->wrap_count += inl;
+               }
        }
 
-  if (EVP_CipherInit_ex(ciph, EVP_get_cipherbynid(cipher_nid), NULL, NULL, NULL, 1) <= 0
-  || EVP_CipherInit_ex(ciph, NULL, NULL, cipher_key, iv_full, 1) <= 0
-  || EVP_CipherUpdate(ciph, out, out_len, shared_key, shared_len) <= 0
-  || EVP_CipherFinal_ex(ciph, out, out_len) <= 0) {
-               GOSTerr(GOST_F_GOST_KEXP15, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
-               goto err;
+       if (cctx->wrap_count < MAGMA_WRAPPED_KEY_LEN)
+               return 0;
+
+       if (enc) {
+#if 0
+               return gost_kexp15(cctx->key, 32, NID_magma_ctr, in, NID_magma_mac,
+                       cctx->key, /* FIXME mac_key, */ cctx->iv, 4, out, &outl);
+#endif
+               return -1;
+       } else {
+               return gost_kimp15(cctx->wrapped, cctx->wrap_count, NID_magma_ctr,
+               cctx->key+GOSTKEYLEN, NID_magma_mac, cctx->key, cctx->iv, 4, out) > 0 ? GOSTKEYLEN : 0;
        }
+}
+
+static int kuznyechik_wrap_init(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
+       const unsigned char *iv, int enc)
+{
+       GOST_WRAP_CTX *cctx = EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx);
+       memset(cctx->wrapped, 0, KUZNYECHIK_WRAPPED_KEY_LEN);
+       cctx->wrap_count = 0;
 
-       memcpy(out + *out_len, mac_buf, mac_len);
-       *out_len += mac_len;
+       if (iv) {
+               memset(cctx->iv, 0, 8);
+               memcpy(cctx->iv, iv, 8);
+       }
 
-       ret = 1;
+       if (key) {
+               memcpy(cctx->key, key, GOSTKEYLEN*2);
+       }
+       return 1;
+}
 
- err:
-  EVP_MD_CTX_free(mac);
-  EVP_CIPHER_CTX_free(ciph);
+static int kuznyechik_wrap_do(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
+       const unsigned char *in, size_t inl)
+{
+       GOST_WRAP_CTX *cctx = EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx);
+       int enc = EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx) ? 1 : 0;
+
+       if (out == NULL)
+               return GOSTKEYLEN;
+
+       if (inl <= KUZNYECHIK_WRAPPED_KEY_LEN) {
+               if (cctx->wrap_count + inl > KUZNYECHIK_WRAPPED_KEY_LEN)
+                       return -1;
+
+               if (cctx->wrap_count + inl <= KUZNYECHIK_WRAPPED_KEY_LEN)
+               {
+                       memcpy(cctx->wrapped+cctx->wrap_count, in, inl);
+                       cctx->wrap_count += inl;
+               }
+       }
 
-  return ret;
+       if (cctx->wrap_count < KUZNYECHIK_WRAPPED_KEY_LEN)
+               return 0;
+
+       if (enc) {
+#if 0
+               return gost_kexp15(cctx->key, 32, NID_magma_ctr, in, NID_magma_mac,
+                       cctx->key, /* FIXME mac_key, */ cctx->iv, 4, out, &outl);
+#endif
+               return -1;
+       } else {
+               return gost_kimp15(cctx->wrapped, cctx->wrap_count, NID_kuznyechik_ctr,
+               cctx->key+GOSTKEYLEN, NID_kuznyechik_mac, cctx->key, cctx->iv, 8, out) > 0 ? GOSTKEYLEN : 0;
+       }
 }
 
-int gost_kimp15(const char *expkey, const size_t expkeylen, 
-    int cipher_nid, const char *cipher_key, const size_t cipher_key_len,
-    int mac_nid, const char *mac_key, const size_t mac_key_len,
-    const char *iv, const size_t ivlen, 
-    char *shared_key, size_t *shared_len
-)
+static int wrap_ctrl (EVP_CIPHER_CTX *ctx, int type, int arg, void *ptr)
 {
-  return 0;
+       switch(type)
+       {
+               case EVP_CTRL_INIT:
+                       EVP_CIPHER_CTX_set_flags(ctx, EVP_CIPHER_CTX_FLAG_WRAP_ALLOW);
+                       return 1;
+               default:
+                       return -2;
+       }
 }
 
+static GOST_cipher wrap_template_cipher = {
+    .key_len = GOSTKEYLEN * 2,
+    .flags = GOST_WRAP_FLAGS,
+    .ctx_size = sizeof(GOST_WRAP_CTX),
+    .ctrl = wrap_ctrl,
+};
+
+GOST_cipher magma_kexp15_cipher = {
+    .template = &wrap_template_cipher,
+    .nid = NID_magma_kexp15,
+    .block_size = 8,
+    .iv_len = 4,
+    .init = magma_wrap_init,
+    .do_cipher = magma_wrap_do,
+};
+
+GOST_cipher kuznyechik_kexp15_cipher = {
+    .template = &wrap_template_cipher,
+    .nid = NID_kuznyechik_kexp15,
+    .block_size = 16,
+    .iv_len = 8,
+    .init = kuznyechik_wrap_init,
+    .do_cipher = kuznyechik_wrap_do,
+};
+/* vim: set expandtab cinoptions=\:0,l1,t0,g0,(0 sw=4 : */