crypto/rsa/rsa_oaep.c

   1 /* crypto/rsa/rsa_oaep.c */
   2 /* Written by Ulf Moeller. This software is distributed on an "AS IS"
   3    basis, WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, either express or implied. */
   4
   5 /* EME-OAEP as defined in RFC 2437 (PKCS #1 v2.0) */
   6
   7 /* See Victor Shoup, "OAEP reconsidered," Nov. 2000,
   8  * <URL: http://www.shoup.net/papers/oaep.ps.Z>
   9  * for problems with the security proof for the
  10  * original OAEP scheme, which EME-OAEP is based on.
  11  *
  12  * A new proof can be found in E. Fujisaki, T. Okamoto,
  13  * D. Pointcheval, J. Stern, "RSA-OEAP is Still Alive!",
  14  * Dec. 2000, <URL: http://eprint.iacr.org/2000/061/>.
  15  * The new proof has stronger requirements for the
  16  * underlying permutation: "partial-one-wayness" instead
  17  * of one-wayness.  For the RSA function, this is
  18  * an equivalent notion.
  19  */
  20
  21 #define OPENSSL_FIPSAPI
  22
  23
  24 #if !defined(OPENSSL_NO_SHA) && !defined(OPENSSL_NO_SHA1)
  25 #include <stdio.h>
  26 #include "cryptlib.h"
  27 #include <openssl/bn.h>
  28 #include <openssl/rsa.h>
  29 #include <openssl/evp.h>
  30 #include <openssl/rand.h>
  31 #include <openssl/sha.h>
  32
  33 #ifdef OPENSSL_FIPS
  34 #include <openssl/fips.h>
  35 #endif
  36
  37 static int MGF1(unsigned char *mask, long len,
  38         const unsigned char *seed, long seedlen);
  39
  40 int RSA_padding_add_PKCS1_OAEP(unsigned char *to, int tlen,
  41         const unsigned char *from, int flen,
  42         const unsigned char *param, int plen)
  43         {
  44         int i, emlen = tlen - 1;
  45         unsigned char *db, *seed;
  46         unsigned char *dbmask, seedmask[SHA_DIGEST_LENGTH];
  47
  48         if (flen > emlen - 2 * SHA_DIGEST_LENGTH - 1)
  49                 {
  50                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_OAEP,
  51                    RSA_R_DATA_TOO_LARGE_FOR_KEY_SIZE);
  52                 return 0;
  53                 }
  54
  55         if (emlen < 2 * SHA_DIGEST_LENGTH + 1)
  56                 {
  57                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_OAEP, RSA_R_KEY_SIZE_TOO_SMALL);
  58                 return 0;
  59                 }
  60
  61         to[0] = 0;
  62         seed = to + 1;
  63         db = to + SHA_DIGEST_LENGTH + 1;
  64
  65         if (!EVP_Digest((void *)param, plen, db, NULL, EVP_sha1(), NULL))
  66                 return 0;
  67         memset(db + SHA_DIGEST_LENGTH, 0,
  68                 emlen - flen - 2 * SHA_DIGEST_LENGTH - 1);
  69         db[emlen - flen - SHA_DIGEST_LENGTH - 1] = 0x01;
  70         memcpy(db + emlen - flen - SHA_DIGEST_LENGTH, from, (unsigned int) flen);
  71         if (RAND_bytes(seed, SHA_DIGEST_LENGTH) <= 0)
  72                 return 0;
  73 #ifdef PKCS_TESTVECT
  74         memcpy(seed,
  75            "\xaa\xfd\x12\xf6\x59\xca\xe6\x34\x89\xb4\x79\xe5\x07\x6d\xde\xc2\xf0\x6c\xb5\x8f",
  76            20);
  77 #endif
  78
  79         dbmask = OPENSSL_malloc(emlen - SHA_DIGEST_LENGTH);
  80         if (dbmask == NULL)
  81                 {
  82                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_OAEP, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
  83                 return 0;
  84                 }
  85
  86         if (MGF1(dbmask, emlen - SHA_DIGEST_LENGTH, seed, SHA_DIGEST_LENGTH) < 0)
  87                 return 0;
  88         for (i = 0; i < emlen - SHA_DIGEST_LENGTH; i++)
  89                 db[i] ^= dbmask[i];
  90
  91         if (MGF1(seedmask, SHA_DIGEST_LENGTH, db, emlen - SHA_DIGEST_LENGTH) < 0)
  92                 return 0;
  93         for (i = 0; i < SHA_DIGEST_LENGTH; i++)
  94                 seed[i] ^= seedmask[i];
  95
  96         OPENSSL_free(dbmask);
  97         return 1;
  98         }
  99
 100 int RSA_padding_check_PKCS1_OAEP(unsigned char *to, int tlen,
 101         const unsigned char *from, int flen, int num,
 102         const unsigned char *param, int plen)
 103         {
 104         int i, dblen, mlen = -1;
 105         const unsigned char *maskeddb;
 106         int lzero;
 107         unsigned char *db = NULL, seed[SHA_DIGEST_LENGTH], phash[SHA_DIGEST_LENGTH];
 108         unsigned char *padded_from;
 109         int bad = 0;
 110
 111         if (--num < 2 * SHA_DIGEST_LENGTH + 1)
 112                 /* 'num' is the length of the modulus, i.e. does not depend on the
 113                  * particular ciphertext. */
 114                 goto decoding_err;
 115
 116         lzero = num - flen;
 117         if (lzero < 0)
 118                 {
 119                 /* signalling this error immediately after detection might allow
 120                  * for side-channel attacks (e.g. timing if 'plen' is huge
 121                  * -- cf. James H. Manger, "A Chosen Ciphertext Attack on RSA Optimal
 122                  * Asymmetric Encryption Padding (OAEP) [...]", CRYPTO 2001),
 123                  * so we use a 'bad' flag */
 124                 bad = 1;
 125                 lzero = 0;
 126                 flen = num; /* don't overflow the memcpy to padded_from */
 127                 }
 128
 129         dblen = num - SHA_DIGEST_LENGTH;
 130         db = OPENSSL_malloc(dblen + num);
 131         if (db == NULL)
 132                 {
 133                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_OAEP, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 134                 return -1;
 135                 }
 136
 137         /* Always do this zero-padding copy (even when lzero == 0)
 138          * to avoid leaking timing info about the value of lzero. */
 139         padded_from = db + dblen;
 140         memset(padded_from, 0, lzero);
 141         memcpy(padded_from + lzero, from, flen);
 142
 143         maskeddb = padded_from + SHA_DIGEST_LENGTH;
 144
 145         if (MGF1(seed, SHA_DIGEST_LENGTH, maskeddb, dblen))
 146                 return -1;
 147         for (i = 0; i < SHA_DIGEST_LENGTH; i++)
 148                 seed[i] ^= padded_from[i];
 149
 150         if (MGF1(db, dblen, seed, SHA_DIGEST_LENGTH))
 151                 return -1;
 152         for (i = 0; i < dblen; i++)
 153                 db[i] ^= maskeddb[i];
 154
 155         if (!EVP_Digest((void *)param, plen, phash, NULL, EVP_sha1(), NULL))
 156                 return -1;
 157
 158         if (memcmp(db, phash, SHA_DIGEST_LENGTH) != 0 || bad)
 159                 goto decoding_err;
 160         else
 161                 {
 162                 for (i = SHA_DIGEST_LENGTH; i < dblen; i++)
 163                         if (db[i] != 0x00)
 164                                 break;
 165                 if (i == dblen || db[i] != 0x01)
 166                         goto decoding_err;
 167                 else
 168                         {
 169                         /* everything looks OK */
 170
 171                         mlen = dblen - ++i;
 172                         if (tlen < mlen)
 173                                 {
 174                                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_OAEP, RSA_R_DATA_TOO_LARGE);
 175                                 mlen = -1;
 176                                 }
 177                         else
 178                                 memcpy(to, db + i, mlen);
 179                         }
 180                 }
 181         OPENSSL_free(db);
 182         return mlen;
 183
 184 decoding_err:
 185         /* to avoid chosen ciphertext attacks, the error message should not reveal
 186          * which kind of decoding error happened */
 187         RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_OAEP, RSA_R_OAEP_DECODING_ERROR);
 188         if (db != NULL) OPENSSL_free(db);
 189         return -1;
 190         }
 191
 192 int PKCS1_MGF1(unsigned char *mask, long len,
 193         const unsigned char *seed, long seedlen, const EVP_MD *dgst)
 194         {
 195         long i, outlen = 0;
 196         unsigned char cnt[4];
 197         EVP_MD_CTX c;
 198         unsigned char md[EVP_MAX_MD_SIZE];
 199         int mdlen;
 200         int rv = -1;
 201
 202         EVP_MD_CTX_init(&c);
 203         mdlen = M_EVP_MD_size(dgst);
 204         if (mdlen < 0)
 205                 goto err;
 206         for (i = 0; outlen < len; i++)
 207                 {
 208                 cnt[0] = (unsigned char)((i >> 24) & 255);
 209                 cnt[1] = (unsigned char)((i >> 16) & 255);
 210                 cnt[2] = (unsigned char)((i >> 8)) & 255;
 211                 cnt[3] = (unsigned char)(i & 255);
 212                 if (!EVP_DigestInit_ex(&c,dgst, NULL)
 213                         || !EVP_DigestUpdate(&c, seed, seedlen)
 214                         || !EVP_DigestUpdate(&c, cnt, 4))
 215                         goto err;
 216                 if (outlen + mdlen <= len)
 217                         {
 218                         if (!EVP_DigestFinal_ex(&c, mask + outlen, NULL))
 219                                 goto err;
 220                         outlen += mdlen;
 221                         }
 222                 else
 223                         {
 224                         if (!EVP_DigestFinal_ex(&c, md, NULL))
 225                                 goto err;
 226                         memcpy(mask + outlen, md, len - outlen);
 227                         outlen = len;
 228                         }
 229                 }
 230         rv = 0;
 231         err:
 232         EVP_MD_CTX_cleanup(&c);
 233         return rv;
 234         }
 235
 236 static int MGF1(unsigned char *mask, long len, const unsigned char *seed,
 237                  long seedlen)
 238         {
 239         return PKCS1_MGF1(mask, len, seed, seedlen, EVP_sha1());
 240         }
 241 #endif