crypto/evp/e_aes_cbc_hmac_sha256.c

   1 /*
   2  * Copyright 2013-2016 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
   3  *
   4  * Licensed under the OpenSSL license (the "License").  You may not use
   5  * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
   6  * in the file LICENSE in the source distribution or at
   7  * https://www.openssl.org/source/license.html
   8  */
   9
  10 #include <openssl/opensslconf.h>
  11
  12 #include <stdio.h>
  13 #include <string.h>
  14
  15
  16 #include <openssl/evp.h>
  17 #include <openssl/objects.h>
  18 #include <openssl/aes.h>
  19 #include <openssl/sha.h>
  20 #include <openssl/rand.h>
  21 #include <openssl/rand_drbg.h>
  22 #include "modes_lcl.h"
  23 #include "internal/constant_time_locl.h"
  24 #include "internal/evp_int.h"
  25 #include "evp_locl.h"
  26
  27 typedef struct {
  28     AES_KEY ks;
  29     SHA256_CTX head, tail, md;
  30     size_t payload_length;      /* AAD length in decrypt case */
  31     union {
  32         unsigned int tls_ver;
  33         unsigned char tls_aad[16]; /* 13 used */
  34     } aux;
  35 } EVP_AES_HMAC_SHA256;
  36
  37 # define NO_PAYLOAD_LENGTH       ((size_t)-1)
  38
  39 #if     defined(AES_ASM) &&     ( \
  40         defined(__x86_64)       || defined(__x86_64__)  || \
  41         defined(_M_AMD64)       || defined(_M_X64)      )
  42
  43 extern unsigned int OPENSSL_ia32cap_P[];
  44 # define AESNI_CAPABLE   (1<<(57-32))
  45
  46 int aesni_set_encrypt_key(const unsigned char *userKey, int bits,
  47                           AES_KEY *key);
  48 int aesni_set_decrypt_key(const unsigned char *userKey, int bits,
  49                           AES_KEY *key);
  50
  51 void aesni_cbc_encrypt(const unsigned char *in,
  52                        unsigned char *out,
  53                        size_t length,
  54                        const AES_KEY *key, unsigned char *ivec, int enc);
  55
  56 int aesni_cbc_sha256_enc(const void *inp, void *out, size_t blocks,
  57                          const AES_KEY *key, unsigned char iv[16],
  58                          SHA256_CTX *ctx, const void *in0);
  59
  60 # define data(ctx) ((EVP_AES_HMAC_SHA256 *)EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx))
  61
  62 static int aesni_cbc_hmac_sha256_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx,
  63                                           const unsigned char *inkey,
  64                                           const unsigned char *iv, int enc)
  65 {
  66     EVP_AES_HMAC_SHA256 *key = data(ctx);
  67     int ret;
  68
  69     if (enc)
  70         ret = aesni_set_encrypt_key(inkey,
  71                                     EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx) * 8,
  72                                     &key->ks);
  73     else
  74         ret = aesni_set_decrypt_key(inkey,
  75                                     EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx) * 8,
  76                                     &key->ks);
  77
  78     SHA256_Init(&key->head);    /* handy when benchmarking */
  79     key->tail = key->head;
  80     key->md = key->head;
  81
  82     key->payload_length = NO_PAYLOAD_LENGTH;
  83
  84     return ret < 0 ? 0 : 1;
  85 }
  86
  87 # define STITCHED_CALL
  88
  89 # if !defined(STITCHED_CALL)
  90 #  define aes_off 0
  91 # endif
  92
  93 void sha256_block_data_order(void *c, const void *p, size_t len);
  94
  95 static void sha256_update(SHA256_CTX *c, const void *data, size_t len)
  96 {
  97     const unsigned char *ptr = data;
  98     size_t res;
  99
 100     if ((res = c->num)) {
 101         res = SHA256_CBLOCK - res;
 102         if (len < res)
 103             res = len;
 104         SHA256_Update(c, ptr, res);
 105         ptr += res;
 106         len -= res;
 107     }
 108
 109     res = len % SHA256_CBLOCK;
 110     len -= res;
 111
 112     if (len) {
 113         sha256_block_data_order(c, ptr, len / SHA256_CBLOCK);
 114
 115         ptr += len;
 116         c->Nh += len >> 29;
 117         c->Nl += len <<= 3;
 118         if (c->Nl < (unsigned int)len)
 119             c->Nh++;
 120     }
 121
 122     if (res)
 123         SHA256_Update(c, ptr, res);
 124 }
 125
 126 # ifdef SHA256_Update
 127 #  undef SHA256_Update
 128 # endif
 129 # define SHA256_Update sha256_update
 130
 131 # if !defined(OPENSSL_NO_MULTIBLOCK)
 132
 133 typedef struct {
 134     unsigned int A[8], B[8], C[8], D[8], E[8], F[8], G[8], H[8];
 135 } SHA256_MB_CTX;
 136 typedef struct {
 137     const unsigned char *ptr;
 138     int blocks;
 139 } HASH_DESC;
 140
 141 void sha256_multi_block(SHA256_MB_CTX *, const HASH_DESC *, int);
 142
 143 typedef struct {
 144     const unsigned char *inp;
 145     unsigned char *out;
 146     int blocks;
 147     u64 iv[2];
 148 } CIPH_DESC;
 149
 150 void aesni_multi_cbc_encrypt(CIPH_DESC *, void *, int);
 151
 152 static size_t tls1_1_multi_block_encrypt(EVP_AES_HMAC_SHA256 *key,
 153                                          unsigned char *out,
 154                                          const unsigned char *inp,
 155                                          size_t inp_len, int n4x,
 156                                          RAND_DRBG *drbg)
 157 {                               /* n4x is 1 or 2 */
 158     HASH_DESC hash_d[8], edges[8];
 159     CIPH_DESC ciph_d[8];
 160     unsigned char storage[sizeof(SHA256_MB_CTX) + 32];
 161     union {
 162         u64 q[16];
 163         u32 d[32];
 164         u8 c[128];
 165     } blocks[8];
 166     SHA256_MB_CTX *ctx;
 167     unsigned int frag, last, packlen, i, x4 = 4 * n4x, minblocks, processed =
 168         0;
 169     size_t ret = 0;
 170     u8 *IVs;
 171 #  if defined(BSWAP8)
 172     u64 seqnum;
 173 #  endif
 174
 175     /* ask for IVs in bulk */
 176     IVs = blocks[0].c;
 177     if (drbg != NULL) {
 178         if (RAND_DRBG_bytes(drbg, IVs, 16 * x4) == 0)
 179             return 0;
 180     } else if (RAND_bytes(IVs, 16 * x4) <= 0) {
 181         return 0;
 182     }
 183
 184     /* align */
 185     ctx = (SHA256_MB_CTX *) (storage + 32 - ((size_t)storage % 32));
 186
 187     frag = (unsigned int)inp_len >> (1 + n4x);
 188     last = (unsigned int)inp_len + frag - (frag << (1 + n4x));
 189     if (last > frag && ((last + 13 + 9) % 64) < (x4 - 1)) {
 190         frag++;
 191         last -= x4 - 1;
 192     }
 193
 194     packlen = 5 + 16 + ((frag + 32 + 16) & -16);
 195
 196     /* populate descriptors with pointers and IVs */
 197     hash_d[0].ptr = inp;
 198     ciph_d[0].inp = inp;
 199     /* 5+16 is place for header and explicit IV */
 200     ciph_d[0].out = out + 5 + 16;
 201     memcpy(ciph_d[0].out - 16, IVs, 16);
 202     memcpy(ciph_d[0].iv, IVs, 16);
 203     IVs += 16;
 204
 205     for (i = 1; i < x4; i++) {
 206         ciph_d[i].inp = hash_d[i].ptr = hash_d[i - 1].ptr + frag;
 207         ciph_d[i].out = ciph_d[i - 1].out + packlen;
 208         memcpy(ciph_d[i].out - 16, IVs, 16);
 209         memcpy(ciph_d[i].iv, IVs, 16);
 210         IVs += 16;
 211     }
 212
 213 #  if defined(BSWAP8)
 214     memcpy(blocks[0].c, key->md.data, 8);
 215     seqnum = BSWAP8(blocks[0].q[0]);
 216 #  endif
 217     for (i = 0; i < x4; i++) {
 218         unsigned int len = (i == (x4 - 1) ? last : frag);
 219 #  if !defined(BSWAP8)
 220         unsigned int carry, j;
 221 #  endif
 222
 223         ctx->A[i] = key->md.h[0];
 224         ctx->B[i] = key->md.h[1];
 225         ctx->C[i] = key->md.h[2];
 226         ctx->D[i] = key->md.h[3];
 227         ctx->E[i] = key->md.h[4];
 228         ctx->F[i] = key->md.h[5];
 229         ctx->G[i] = key->md.h[6];
 230         ctx->H[i] = key->md.h[7];
 231
 232         /* fix seqnum */
 233 #  if defined(BSWAP8)
 234         blocks[i].q[0] = BSWAP8(seqnum + i);
 235 #  else
 236         for (carry = i, j = 8; j--;) {
 237             blocks[i].c[j] = ((u8 *)key->md.data)[j] + carry;
 238             carry = (blocks[i].c[j] - carry) >> (sizeof(carry) * 8 - 1);
 239         }
 240 #  endif
 241         blocks[i].c[8] = ((u8 *)key->md.data)[8];
 242         blocks[i].c[9] = ((u8 *)key->md.data)[9];
 243         blocks[i].c[10] = ((u8 *)key->md.data)[10];
 244         /* fix length */
 245         blocks[i].c[11] = (u8)(len >> 8);
 246         blocks[i].c[12] = (u8)(len);
 247
 248         memcpy(blocks[i].c + 13, hash_d[i].ptr, 64 - 13);
 249         hash_d[i].ptr += 64 - 13;
 250         hash_d[i].blocks = (len - (64 - 13)) / 64;
 251
 252         edges[i].ptr = blocks[i].c;
 253         edges[i].blocks = 1;
 254     }
 255
 256     /* hash 13-byte headers and first 64-13 bytes of inputs */
 257     sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
 258     /* hash bulk inputs */
 259 #  define MAXCHUNKSIZE    2048
 260 #  if     MAXCHUNKSIZE%64
 261 #   error  "MAXCHUNKSIZE is not divisible by 64"
 262 #  elif   MAXCHUNKSIZE
 263     /*
 264      * goal is to minimize pressure on L1 cache by moving in shorter steps,
 265      * so that hashed data is still in the cache by the time we encrypt it
 266      */
 267     minblocks = ((frag <= last ? frag : last) - (64 - 13)) / 64;
 268     if (minblocks > MAXCHUNKSIZE / 64) {
 269         for (i = 0; i < x4; i++) {
 270             edges[i].ptr = hash_d[i].ptr;
 271             edges[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 64;
 272             ciph_d[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 16;
 273         }
 274         do {
 275             sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
 276             aesni_multi_cbc_encrypt(ciph_d, &key->ks, n4x);
 277
 278             for (i = 0; i < x4; i++) {
 279                 edges[i].ptr = hash_d[i].ptr += MAXCHUNKSIZE;
 280                 hash_d[i].blocks -= MAXCHUNKSIZE / 64;
 281                 edges[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 64;
 282                 ciph_d[i].inp += MAXCHUNKSIZE;
 283                 ciph_d[i].out += MAXCHUNKSIZE;
 284                 ciph_d[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 16;
 285                 memcpy(ciph_d[i].iv, ciph_d[i].out - 16, 16);
 286             }
 287             processed += MAXCHUNKSIZE;
 288             minblocks -= MAXCHUNKSIZE / 64;
 289         } while (minblocks > MAXCHUNKSIZE / 64);
 290     }
 291 #  endif
 292 #  undef  MAXCHUNKSIZE
 293     sha256_multi_block(ctx, hash_d, n4x);
 294
 295     memset(blocks, 0, sizeof(blocks));
 296     for (i = 0; i < x4; i++) {
 297         unsigned int len = (i == (x4 - 1) ? last : frag),
 298             off = hash_d[i].blocks * 64;
 299         const unsigned char *ptr = hash_d[i].ptr + off;
 300
 301         off = (len - processed) - (64 - 13) - off; /* remainder actually */
 302         memcpy(blocks[i].c, ptr, off);
 303         blocks[i].c[off] = 0x80;
 304         len += 64 + 13;         /* 64 is HMAC header */
 305         len *= 8;               /* convert to bits */
 306         if (off < (64 - 8)) {
 307 #  ifdef BSWAP4
 308             blocks[i].d[15] = BSWAP4(len);
 309 #  else
 310             PUTU32(blocks[i].c + 60, len);
 311 #  endif
 312             edges[i].blocks = 1;
 313         } else {
 314 #  ifdef BSWAP4
 315             blocks[i].d[31] = BSWAP4(len);
 316 #  else
 317             PUTU32(blocks[i].c + 124, len);
 318 #  endif
 319             edges[i].blocks = 2;
 320         }
 321         edges[i].ptr = blocks[i].c;
 322     }
 323
 324     /* hash input tails and finalize */
 325     sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
 326
 327     memset(blocks, 0, sizeof(blocks));
 328     for (i = 0; i < x4; i++) {
 329 #  ifdef BSWAP4
 330         blocks[i].d[0] = BSWAP4(ctx->A[i]);
 331         ctx->A[i] = key->tail.h[0];
 332         blocks[i].d[1] = BSWAP4(ctx->B[i]);
 333         ctx->B[i] = key->tail.h[1];
 334         blocks[i].d[2] = BSWAP4(ctx->C[i]);
 335         ctx->C[i] = key->tail.h[2];
 336         blocks[i].d[3] = BSWAP4(ctx->D[i]);
 337         ctx->D[i] = key->tail.h[3];
 338         blocks[i].d[4] = BSWAP4(ctx->E[i]);
 339         ctx->E[i] = key->tail.h[4];
 340         blocks[i].d[5] = BSWAP4(ctx->F[i]);
 341         ctx->F[i] = key->tail.h[5];
 342         blocks[i].d[6] = BSWAP4(ctx->G[i]);
 343         ctx->G[i] = key->tail.h[6];
 344         blocks[i].d[7] = BSWAP4(ctx->H[i]);
 345         ctx->H[i] = key->tail.h[7];
 346         blocks[i].c[32] = 0x80;
 347         blocks[i].d[15] = BSWAP4((64 + 32) * 8);
 348 #  else
 349         PUTU32(blocks[i].c + 0, ctx->A[i]);
 350         ctx->A[i] = key->tail.h[0];
 351         PUTU32(blocks[i].c + 4, ctx->B[i]);
 352         ctx->B[i] = key->tail.h[1];
 353         PUTU32(blocks[i].c + 8, ctx->C[i]);
 354         ctx->C[i] = key->tail.h[2];
 355         PUTU32(blocks[i].c + 12, ctx->D[i]);
 356         ctx->D[i] = key->tail.h[3];
 357         PUTU32(blocks[i].c + 16, ctx->E[i]);
 358         ctx->E[i] = key->tail.h[4];
 359         PUTU32(blocks[i].c + 20, ctx->F[i]);
 360         ctx->F[i] = key->tail.h[5];
 361         PUTU32(blocks[i].c + 24, ctx->G[i]);
 362         ctx->G[i] = key->tail.h[6];
 363         PUTU32(blocks[i].c + 28, ctx->H[i]);
 364         ctx->H[i] = key->tail.h[7];
 365         blocks[i].c[32] = 0x80;
 366         PUTU32(blocks[i].c + 60, (64 + 32) * 8);
 367 #  endif
 368         edges[i].ptr = blocks[i].c;
 369         edges[i].blocks = 1;
 370     }
 371
 372     /* finalize MACs */
 373     sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
 374
 375     for (i = 0; i < x4; i++) {
 376         unsigned int len = (i == (x4 - 1) ? last : frag), pad, j;
 377         unsigned char *out0 = out;
 378
 379         memcpy(ciph_d[i].out, ciph_d[i].inp, len - processed);
 380         ciph_d[i].inp = ciph_d[i].out;
 381
 382         out += 5 + 16 + len;
 383
 384         /* write MAC */
 385         PUTU32(out + 0, ctx->A[i]);
 386         PUTU32(out + 4, ctx->B[i]);
 387         PUTU32(out + 8, ctx->C[i]);
 388         PUTU32(out + 12, ctx->D[i]);
 389         PUTU32(out + 16, ctx->E[i]);
 390         PUTU32(out + 20, ctx->F[i]);
 391         PUTU32(out + 24, ctx->G[i]);
 392         PUTU32(out + 28, ctx->H[i]);
 393         out += 32;
 394         len += 32;
 395
 396         /* pad */
 397         pad = 15 - len % 16;
 398         for (j = 0; j <= pad; j++)
 399             *(out++) = pad;
 400         len += pad + 1;
 401
 402         ciph_d[i].blocks = (len - processed) / 16;
 403         len += 16;              /* account for explicit iv */
 404
 405         /* arrange header */
 406         out0[0] = ((u8 *)key->md.data)[8];
 407         out0[1] = ((u8 *)key->md.data)[9];
 408         out0[2] = ((u8 *)key->md.data)[10];
 409         out0[3] = (u8)(len >> 8);
 410         out0[4] = (u8)(len);
 411
 412         ret += len + 5;
 413         inp += frag;
 414     }
 415
 416     aesni_multi_cbc_encrypt(ciph_d, &key->ks, n4x);
 417
 418     OPENSSL_cleanse(blocks, sizeof(blocks));
 419     OPENSSL_cleanse(ctx, sizeof(*ctx));
 420
 421     return ret;
 422 }
 423 # endif
 424
 425 static int aesni_cbc_hmac_sha256_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx,
 426                                         unsigned char *out,
 427                                         const unsigned char *in, size_t len)
 428 {
 429     EVP_AES_HMAC_SHA256 *key = data(ctx);
 430     unsigned int l;
 431     size_t plen = key->payload_length, iv = 0, /* explicit IV in TLS 1.1 and
 432                                                 * later */
 433         sha_off = 0;
 434 # if defined(STITCHED_CALL)
 435     size_t aes_off = 0, blocks;
 436
 437     sha_off = SHA256_CBLOCK - key->md.num;
 438 # endif
 439
 440     key->payload_length = NO_PAYLOAD_LENGTH;
 441
 442     if (len % AES_BLOCK_SIZE)
 443         return 0;
 444
 445     if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
 446         if (plen == NO_PAYLOAD_LENGTH)
 447             plen = len;
 448         else if (len !=
 449                  ((plen + SHA256_DIGEST_LENGTH +
 450                    AES_BLOCK_SIZE) & -AES_BLOCK_SIZE))
 451             return 0;
 452         else if (key->aux.tls_ver >= TLS1_1_VERSION)
 453             iv = AES_BLOCK_SIZE;
 454
 455 # if defined(STITCHED_CALL)
 456         /*
 457          * Assembly stitch handles AVX-capable processors, but its
 458          * performance is not optimal on AMD Jaguar, ~40% worse, for
 459          * unknown reasons. Incidentally processor in question supports
 460          * AVX, but not AMD-specific XOP extension, which can be used
 461          * to identify it and avoid stitch invocation. So that after we
 462          * establish that current CPU supports AVX, we even see if it's
 463          * either even XOP-capable Bulldozer-based or GenuineIntel one.
 464          * But SHAEXT-capable go ahead...
 465          */
 466         if (((OPENSSL_ia32cap_P[2] & (1 << 29)) ||         /* SHAEXT? */
 467              ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & (1 << (60 - 32))) && /* AVX? */
 468               ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & (1 << (43 - 32)))   /* XOP? */
 469                | (OPENSSL_ia32cap_P[0] & (1 << 30))))) &&  /* "Intel CPU"? */
 470             plen > (sha_off + iv) &&
 471             (blocks = (plen - (sha_off + iv)) / SHA256_CBLOCK)) {
 472             SHA256_Update(&key->md, in + iv, sha_off);
 473
 474             (void)aesni_cbc_sha256_enc(in, out, blocks, &key->ks,
 475                                        EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx),
 476                                        &key->md, in + iv + sha_off);
 477             blocks *= SHA256_CBLOCK;
 478             aes_off += blocks;
 479             sha_off += blocks;
 480             key->md.Nh += blocks >> 29;
 481             key->md.Nl += blocks <<= 3;
 482             if (key->md.Nl < (unsigned int)blocks)
 483                 key->md.Nh++;
 484         } else {
 485             sha_off = 0;
 486         }
 487 # endif
 488         sha_off += iv;
 489         SHA256_Update(&key->md, in + sha_off, plen - sha_off);
 490
 491         if (plen != len) {      /* "TLS" mode of operation */
 492             if (in != out)
 493                 memcpy(out + aes_off, in + aes_off, plen - aes_off);
 494
 495             /* calculate HMAC and append it to payload */
 496             SHA256_Final(out + plen, &key->md);
 497             key->md = key->tail;
 498             SHA256_Update(&key->md, out + plen, SHA256_DIGEST_LENGTH);
 499             SHA256_Final(out + plen, &key->md);
 500
 501             /* pad the payload|hmac */
 502             plen += SHA256_DIGEST_LENGTH;
 503             for (l = len - plen - 1; plen < len; plen++)
 504                 out[plen] = l;
 505             /* encrypt HMAC|padding at once */
 506             aesni_cbc_encrypt(out + aes_off, out + aes_off, len - aes_off,
 507                               &key->ks, EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), 1);
 508         } else {
 509             aesni_cbc_encrypt(in + aes_off, out + aes_off, len - aes_off,
 510                               &key->ks, EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), 1);
 511         }
 512     } else {
 513         union {
 514             unsigned int u[SHA256_DIGEST_LENGTH / sizeof(unsigned int)];
 515             unsigned char c[64 + SHA256_DIGEST_LENGTH];
 516         } mac, *pmac;
 517
 518         /* arrange cache line alignment */
 519         pmac = (void *)(((size_t)mac.c + 63) & ((size_t)0 - 64));
 520
 521         /* decrypt HMAC|padding at once */
 522         aesni_cbc_encrypt(in, out, len, &key->ks,
 523                           EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), 0);
 524
 525         if (plen != NO_PAYLOAD_LENGTH) { /* "TLS" mode of operation */
 526             size_t inp_len, mask, j, i;
 527             unsigned int res, maxpad, pad, bitlen;
 528             int ret = 1;
 529             union {
 530                 unsigned int u[SHA_LBLOCK];
 531                 unsigned char c[SHA256_CBLOCK];
 532             } *data = (void *)key->md.data;
 533
 534             if ((key->aux.tls_aad[plen - 4] << 8 | key->aux.tls_aad[plen - 3])
 535                 >= TLS1_1_VERSION)
 536                 iv = AES_BLOCK_SIZE;
 537
 538             if (len < (iv + SHA256_DIGEST_LENGTH + 1))
 539                 return 0;
 540
 541             /* omit explicit iv */
 542             out += iv;
 543             len -= iv;
 544
 545             /* figure out payload length */
 546             pad = out[len - 1];
 547             maxpad = len - (SHA256_DIGEST_LENGTH + 1);
 548             maxpad |= (255 - maxpad) >> (sizeof(maxpad) * 8 - 8);
 549             maxpad &= 255;
 550
 551             mask = constant_time_ge(maxpad, pad);
 552             ret &= mask;
 553             /*
 554              * If pad is invalid then we will fail the above test but we must
 555              * continue anyway because we are in constant time code. However,
 556              * we'll use the maxpad value instead of the supplied pad to make
 557              * sure we perform well defined pointer arithmetic.
 558              */
 559             pad = constant_time_select(mask, pad, maxpad);
 560
 561             inp_len = len - (SHA256_DIGEST_LENGTH + pad + 1);
 562
 563             key->aux.tls_aad[plen - 2] = inp_len >> 8;
 564             key->aux.tls_aad[plen - 1] = inp_len;
 565
 566             /* calculate HMAC */
 567             key->md = key->head;
 568             SHA256_Update(&key->md, key->aux.tls_aad, plen);
 569
 570 # if 1      /* see original reference version in #else */
 571             len -= SHA256_DIGEST_LENGTH; /* amend mac */
 572             if (len >= (256 + SHA256_CBLOCK)) {
 573                 j = (len - (256 + SHA256_CBLOCK)) & (0 - SHA256_CBLOCK);
 574                 j += SHA256_CBLOCK - key->md.num;
 575                 SHA256_Update(&key->md, out, j);
 576                 out += j;
 577                 len -= j;
 578                 inp_len -= j;
 579             }
 580
 581             /* but pretend as if we hashed padded payload */
 582             bitlen = key->md.Nl + (inp_len << 3); /* at most 18 bits */
 583 #  ifdef BSWAP4
 584             bitlen = BSWAP4(bitlen);
 585 #  else
 586             mac.c[0] = 0;
 587             mac.c[1] = (unsigned char)(bitlen >> 16);
 588             mac.c[2] = (unsigned char)(bitlen >> 8);
 589             mac.c[3] = (unsigned char)bitlen;
 590             bitlen = mac.u[0];
 591 #  endif
 592
 593             pmac->u[0] = 0;
 594             pmac->u[1] = 0;
 595             pmac->u[2] = 0;
 596             pmac->u[3] = 0;
 597             pmac->u[4] = 0;
 598             pmac->u[5] = 0;
 599             pmac->u[6] = 0;
 600             pmac->u[7] = 0;
 601
 602             for (res = key->md.num, j = 0; j < len; j++) {
 603                 size_t c = out[j];
 604                 mask = (j - inp_len) >> (sizeof(j) * 8 - 8);
 605                 c &= mask;
 606                 c |= 0x80 & ~mask & ~((inp_len - j) >> (sizeof(j) * 8 - 8));
 607                 data->c[res++] = (unsigned char)c;
 608
 609                 if (res != SHA256_CBLOCK)
 610                     continue;
 611
 612                 /* j is not incremented yet */
 613                 mask = 0 - ((inp_len + 7 - j) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 614                 data->u[SHA_LBLOCK - 1] |= bitlen & mask;
 615                 sha256_block_data_order(&key->md, data, 1);
 616                 mask &= 0 - ((j - inp_len - 72) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 617                 pmac->u[0] |= key->md.h[0] & mask;
 618                 pmac->u[1] |= key->md.h[1] & mask;
 619                 pmac->u[2] |= key->md.h[2] & mask;
 620                 pmac->u[3] |= key->md.h[3] & mask;
 621                 pmac->u[4] |= key->md.h[4] & mask;
 622                 pmac->u[5] |= key->md.h[5] & mask;
 623                 pmac->u[6] |= key->md.h[6] & mask;
 624                 pmac->u[7] |= key->md.h[7] & mask;
 625                 res = 0;
 626             }
 627
 628             for (i = res; i < SHA256_CBLOCK; i++, j++)
 629                 data->c[i] = 0;
 630
 631             if (res > SHA256_CBLOCK - 8) {
 632                 mask = 0 - ((inp_len + 8 - j) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 633                 data->u[SHA_LBLOCK - 1] |= bitlen & mask;
 634                 sha256_block_data_order(&key->md, data, 1);
 635                 mask &= 0 - ((j - inp_len - 73) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 636                 pmac->u[0] |= key->md.h[0] & mask;
 637                 pmac->u[1] |= key->md.h[1] & mask;
 638                 pmac->u[2] |= key->md.h[2] & mask;
 639                 pmac->u[3] |= key->md.h[3] & mask;
 640                 pmac->u[4] |= key->md.h[4] & mask;
 641                 pmac->u[5] |= key->md.h[5] & mask;
 642                 pmac->u[6] |= key->md.h[6] & mask;
 643                 pmac->u[7] |= key->md.h[7] & mask;
 644
 645                 memset(data, 0, SHA256_CBLOCK);
 646                 j += 64;
 647             }
 648             data->u[SHA_LBLOCK - 1] = bitlen;
 649             sha256_block_data_order(&key->md, data, 1);
 650             mask = 0 - ((j - inp_len - 73) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 651             pmac->u[0] |= key->md.h[0] & mask;
 652             pmac->u[1] |= key->md.h[1] & mask;
 653             pmac->u[2] |= key->md.h[2] & mask;
 654             pmac->u[3] |= key->md.h[3] & mask;
 655             pmac->u[4] |= key->md.h[4] & mask;
 656             pmac->u[5] |= key->md.h[5] & mask;
 657             pmac->u[6] |= key->md.h[6] & mask;
 658             pmac->u[7] |= key->md.h[7] & mask;
 659
 660 #  ifdef BSWAP4
 661             pmac->u[0] = BSWAP4(pmac->u[0]);
 662             pmac->u[1] = BSWAP4(pmac->u[1]);
 663             pmac->u[2] = BSWAP4(pmac->u[2]);
 664             pmac->u[3] = BSWAP4(pmac->u[3]);
 665             pmac->u[4] = BSWAP4(pmac->u[4]);
 666             pmac->u[5] = BSWAP4(pmac->u[5]);
 667             pmac->u[6] = BSWAP4(pmac->u[6]);
 668             pmac->u[7] = BSWAP4(pmac->u[7]);
 669 #  else
 670             for (i = 0; i < 8; i++) {
 671                 res = pmac->u[i];
 672                 pmac->c[4 * i + 0] = (unsigned char)(res >> 24);
 673                 pmac->c[4 * i + 1] = (unsigned char)(res >> 16);
 674                 pmac->c[4 * i + 2] = (unsigned char)(res >> 8);
 675                 pmac->c[4 * i + 3] = (unsigned char)res;
 676             }
 677 #  endif
 678             len += SHA256_DIGEST_LENGTH;
 679 # else
 680             SHA256_Update(&key->md, out, inp_len);
 681             res = key->md.num;
 682             SHA256_Final(pmac->c, &key->md);
 683
 684             {
 685                 unsigned int inp_blocks, pad_blocks;
 686
 687                 /* but pretend as if we hashed padded payload */
 688                 inp_blocks =
 689                     1 + ((SHA256_CBLOCK - 9 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
 690                 res += (unsigned int)(len - inp_len);
 691                 pad_blocks = res / SHA256_CBLOCK;
 692                 res %= SHA256_CBLOCK;
 693                 pad_blocks +=
 694                     1 + ((SHA256_CBLOCK - 9 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
 695                 for (; inp_blocks < pad_blocks; inp_blocks++)
 696                     sha1_block_data_order(&key->md, data, 1);
 697             }
 698 # endif      /* pre-lucky-13 reference version of above */
 699             key->md = key->tail;
 700             SHA256_Update(&key->md, pmac->c, SHA256_DIGEST_LENGTH);
 701             SHA256_Final(pmac->c, &key->md);
 702
 703             /* verify HMAC */
 704             out += inp_len;
 705             len -= inp_len;
 706 # if 1      /* see original reference version in #else */
 707             {
 708                 unsigned char *p =
 709                     out + len - 1 - maxpad - SHA256_DIGEST_LENGTH;
 710                 size_t off = out - p;
 711                 unsigned int c, cmask;
 712
 713                 maxpad += SHA256_DIGEST_LENGTH;
 714                 for (res = 0, i = 0, j = 0; j < maxpad; j++) {
 715                     c = p[j];
 716                     cmask =
 717                         ((int)(j - off - SHA256_DIGEST_LENGTH)) >>
 718                         (sizeof(int) * 8 - 1);
 719                     res |= (c ^ pad) & ~cmask; /* ... and padding */
 720                     cmask &= ((int)(off - 1 - j)) >> (sizeof(int) * 8 - 1);
 721                     res |= (c ^ pmac->c[i]) & cmask;
 722                     i += 1 & cmask;
 723                 }
 724                 maxpad -= SHA256_DIGEST_LENGTH;
 725
 726                 res = 0 - ((0 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
 727                 ret &= (int)~res;
 728             }
 729 # else      /* pre-lucky-13 reference version of above */
 730             for (res = 0, i = 0; i < SHA256_DIGEST_LENGTH; i++)
 731                 res |= out[i] ^ pmac->c[i];
 732             res = 0 - ((0 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
 733             ret &= (int)~res;
 734
 735             /* verify padding */
 736             pad = (pad & ~res) | (maxpad & res);
 737             out = out + len - 1 - pad;
 738             for (res = 0, i = 0; i < pad; i++)
 739                 res |= out[i] ^ pad;
 740
 741             res = (0 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1);
 742             ret &= (int)~res;
 743 # endif
 744             return ret;
 745         } else {
 746             SHA256_Update(&key->md, out, len);
 747         }
 748     }
 749
 750     return 1;
 751 }
 752
 753 static int aesni_cbc_hmac_sha256_ctrl(EVP_CIPHER_CTX *ctx, int type, int arg,
 754                                       void *ptr)
 755 {
 756     EVP_AES_HMAC_SHA256 *key = data(ctx);
 757     unsigned int u_arg = (unsigned int)arg;
 758
 759     switch (type) {
 760     case EVP_CTRL_AEAD_SET_MAC_KEY:
 761         {
 762             unsigned int i;
 763             unsigned char hmac_key[64];
 764
 765             memset(hmac_key, 0, sizeof(hmac_key));
 766
 767             if (arg < 0)
 768                 return -1;
 769
 770             if (u_arg > sizeof(hmac_key)) {
 771                 SHA256_Init(&key->head);
 772                 SHA256_Update(&key->head, ptr, arg);
 773                 SHA256_Final(hmac_key, &key->head);
 774             } else {
 775                 memcpy(hmac_key, ptr, arg);
 776             }
 777
 778             for (i = 0; i < sizeof(hmac_key); i++)
 779                 hmac_key[i] ^= 0x36; /* ipad */
 780             SHA256_Init(&key->head);
 781             SHA256_Update(&key->head, hmac_key, sizeof(hmac_key));
 782
 783             for (i = 0; i < sizeof(hmac_key); i++)
 784                 hmac_key[i] ^= 0x36 ^ 0x5c; /* opad */
 785             SHA256_Init(&key->tail);
 786             SHA256_Update(&key->tail, hmac_key, sizeof(hmac_key));
 787
 788             OPENSSL_cleanse(hmac_key, sizeof(hmac_key));
 789
 790             return 1;
 791         }
 792     case EVP_CTRL_AEAD_TLS1_AAD:
 793         {
 794             unsigned char *p = ptr;
 795             unsigned int len;
 796
 797             if (arg != EVP_AEAD_TLS1_AAD_LEN)
 798                 return -1;
 799
 800             len = p[arg - 2] << 8 | p[arg - 1];
 801
 802             if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
 803                 key->payload_length = len;
 804                 if ((key->aux.tls_ver =
 805                      p[arg - 4] << 8 | p[arg - 3]) >= TLS1_1_VERSION) {
 806                     if (len < AES_BLOCK_SIZE)
 807                         return 0;
 808                     len -= AES_BLOCK_SIZE;
 809                     p[arg - 2] = len >> 8;
 810                     p[arg - 1] = len;
 811                 }
 812                 key->md = key->head;
 813                 SHA256_Update(&key->md, p, arg);
 814
 815                 return (int)(((len + SHA256_DIGEST_LENGTH +
 816                                AES_BLOCK_SIZE) & -AES_BLOCK_SIZE)
 817                              - len);
 818             } else {
 819                 memcpy(key->aux.tls_aad, ptr, arg);
 820                 key->payload_length = arg;
 821
 822                 return SHA256_DIGEST_LENGTH;
 823             }
 824         }
 825 # if !defined(OPENSSL_NO_MULTIBLOCK)
 826     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_MAX_BUFSIZE:
 827         return (int)(5 + 16 + ((arg + 32 + 16) & -16));
 828     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_AAD:
 829         {
 830             EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *param =
 831                 (EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *) ptr;
 832             unsigned int n4x = 1, x4;
 833             unsigned int frag, last, packlen, inp_len;
 834
 835             if (arg < 0)
 836                 return -1;
 837
 838             if (u_arg < sizeof(EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM))
 839                 return -1;
 840
 841             inp_len = param->inp[11] << 8 | param->inp[12];
 842
 843             if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
 844                 if ((param->inp[9] << 8 | param->inp[10]) < TLS1_1_VERSION)
 845                     return -1;
 846
 847                 if (inp_len) {
 848                     if (inp_len < 4096)
 849                         return 0; /* too short */
 850
 851                     if (inp_len >= 8192 && OPENSSL_ia32cap_P[2] & (1 << 5))
 852                         n4x = 2; /* AVX2 */
 853                 } else if ((n4x = param->interleave / 4) && n4x <= 2)
 854                     inp_len = param->len;
 855                 else
 856                     return -1;
 857
 858                 key->md = key->head;
 859                 SHA256_Update(&key->md, param->inp, 13);
 860
 861                 x4 = 4 * n4x;
 862                 n4x += 1;
 863
 864                 frag = inp_len >> n4x;
 865                 last = inp_len + frag - (frag << n4x);
 866                 if (last > frag && ((last + 13 + 9) % 64 < (x4 - 1))) {
 867                     frag++;
 868                     last -= x4 - 1;
 869                 }
 870
 871                 packlen = 5 + 16 + ((frag + 32 + 16) & -16);
 872                 packlen = (packlen << n4x) - packlen;
 873                 packlen += 5 + 16 + ((last + 32 + 16) & -16);
 874
 875                 param->interleave = x4;
 876
 877                 return (int)packlen;
 878             } else
 879                 return -1;      /* not yet */
 880         }
 881     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_ENCRYPT:
 882         {
 883             EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *param =
 884                 (EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *) ptr;
 885
 886             return (int)tls1_1_multi_block_encrypt(key, param->out,
 887                                                    param->inp, param->len,
 888                                                    param->interleave / 4,
 889                                                    ctx->drbg);
 890         }
 891     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_DECRYPT:
 892 # endif
 893     default:
 894         return -1;
 895     }
 896 }
 897
 898 static EVP_CIPHER aesni_128_cbc_hmac_sha256_cipher = {
 899 # ifdef NID_aes_128_cbc_hmac_sha256
 900     NID_aes_128_cbc_hmac_sha256,
 901 # else
 902     NID_undef,
 903 # endif
 904     AES_BLOCK_SIZE, 16, AES_BLOCK_SIZE,
 905     EVP_CIPH_CBC_MODE | EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 |
 906         EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER | EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK,
 907     aesni_cbc_hmac_sha256_init_key,
 908     aesni_cbc_hmac_sha256_cipher,
 909     NULL,
 910     sizeof(EVP_AES_HMAC_SHA256),
 911     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_set_asn1_iv,
 912     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_get_asn1_iv,
 913     aesni_cbc_hmac_sha256_ctrl,
 914     NULL
 915 };
 916
 917 static EVP_CIPHER aesni_256_cbc_hmac_sha256_cipher = {
 918 # ifdef NID_aes_256_cbc_hmac_sha256
 919     NID_aes_256_cbc_hmac_sha256,
 920 # else
 921     NID_undef,
 922 # endif
 923     AES_BLOCK_SIZE, 32, AES_BLOCK_SIZE,
 924     EVP_CIPH_CBC_MODE | EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 |
 925         EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER | EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK,
 926     aesni_cbc_hmac_sha256_init_key,
 927     aesni_cbc_hmac_sha256_cipher,
 928     NULL,
 929     sizeof(EVP_AES_HMAC_SHA256),
 930     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_set_asn1_iv,
 931     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_get_asn1_iv,
 932     aesni_cbc_hmac_sha256_ctrl,
 933     NULL
 934 };
 935
 936 const EVP_CIPHER *EVP_aes_128_cbc_hmac_sha256(void)
 937 {
 938     return ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & AESNI_CAPABLE) &&
 939             aesni_cbc_sha256_enc(NULL, NULL, 0, NULL, NULL, NULL, NULL) ?
 940             &aesni_128_cbc_hmac_sha256_cipher : NULL);
 941 }
 942
 943 const EVP_CIPHER *EVP_aes_256_cbc_hmac_sha256(void)
 944 {
 945     return ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & AESNI_CAPABLE) &&
 946             aesni_cbc_sha256_enc(NULL, NULL, 0, NULL, NULL, NULL, NULL) ?
 947             &aesni_256_cbc_hmac_sha256_cipher : NULL);
 948 }
 949 #else
 950 const EVP_CIPHER *EVP_aes_128_cbc_hmac_sha256(void)
 951 {
 952     return NULL;
 953 }
 954
 955 const EVP_CIPHER *EVP_aes_256_cbc_hmac_sha256(void)
 956 {
 957     return NULL;
 958 }
 959 #endif