crypto/cmac/cmac.c

   1 /* crypto/cmac/cmac.c */
   2 /* Written by Dr Stephen N Henson (steve@openssl.org) for the OpenSSL
   3  * project.
   4  */
   5 /* ====================================================================
   6  * Copyright (c) 2010 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  *
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  *
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  17  *    the documentation and/or other materials provided with the
  18  *    distribution.
  19  *
  20  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
  21  *    software must display the following acknowledgment:
  22  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  23  *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.OpenSSL.org/)"
  24  *
  25  * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
  26  *    endorse or promote products derived from this software without
  27  *    prior written permission. For written permission, please contact
  28  *    licensing@OpenSSL.org.
  29  *
  30  * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
  31  *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
  32  *    permission of the OpenSSL Project.
  33  *
  34  * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
  35  *    acknowledgment:
  36  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  37  *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.OpenSSL.org/)"
  38  *
  39  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
  40  * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  41  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  42  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
  43  * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  44  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  45  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  46  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  47  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
  48  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
  49  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
  50  * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  51  * ====================================================================
  52  */
  53
  54 #define OPENSSL_FIPSAPI
  55
  56 #include <stdio.h>
  57 #include <stdlib.h>
  58 #include <string.h>
  59 #include "cryptlib.h"
  60 #include <openssl/cmac.h>
  61
  62 struct CMAC_CTX_st
  63         {
  64         /* Cipher context to use */
  65         EVP_CIPHER_CTX cctx;
  66         /* Keys k1 and k2 */
  67         unsigned char k1[EVP_MAX_BLOCK_LENGTH];
  68         unsigned char k2[EVP_MAX_BLOCK_LENGTH];
  69         /* Temporary block */
  70         unsigned char tbl[EVP_MAX_BLOCK_LENGTH];
  71         /* Last (possibly partial) block */
  72         unsigned char last_block[EVP_MAX_BLOCK_LENGTH];
  73         /* Number of bytes in last block: -1 means context not initialised */
  74         int nlast_block;
  75         };
  76
  77
  78 /* Make temporary keys K1 and K2 */
  79
  80 static void make_kn(unsigned char *k1, unsigned char *l, int bl)
  81         {
  82         int i;
  83         /* Shift block to left, including carry */
  84         for (i = 0; i < bl; i++)
  85                 {
  86                 k1[i] = l[i] << 1;
  87                 if (i < bl - 1 && l[i + 1] & 0x80)
  88                         k1[i] |= 1;
  89                 }
  90         /* If MSB set fixup with R */
  91         if (l[0] & 0x80)
  92                 k1[bl - 1] ^= bl == 16 ? 0x87 : 0x1b;
  93         }
  94
  95 CMAC_CTX *CMAC_CTX_new(void)
  96         {
  97         CMAC_CTX *ctx;
  98         ctx = OPENSSL_malloc(sizeof(CMAC_CTX));
  99         if (!ctx)
 100                 return NULL;
 101         EVP_CIPHER_CTX_init(&ctx->cctx);
 102         ctx->nlast_block = -1;
 103         return ctx;
 104         }
 105
 106 void CMAC_CTX_cleanup(CMAC_CTX *ctx)
 107         {
 108         EVP_CIPHER_CTX_cleanup(&ctx->cctx);
 109         OPENSSL_cleanse(ctx->tbl, EVP_MAX_BLOCK_LENGTH);
 110         OPENSSL_cleanse(ctx->k1, EVP_MAX_BLOCK_LENGTH);
 111         OPENSSL_cleanse(ctx->k2, EVP_MAX_BLOCK_LENGTH);
 112         OPENSSL_cleanse(ctx->last_block, EVP_MAX_BLOCK_LENGTH);
 113         ctx->nlast_block = -1;
 114         }
 115
 116 EVP_CIPHER_CTX *CMAC_CTX_get0_cipher_ctx(CMAC_CTX *ctx)
 117         {
 118         return &ctx->cctx;
 119         }
 120
 121 void CMAC_CTX_free(CMAC_CTX *ctx)
 122         {
 123         CMAC_CTX_cleanup(ctx);
 124         OPENSSL_free(ctx);
 125         }
 126
 127 int CMAC_CTX_copy(CMAC_CTX *out, const CMAC_CTX *in)
 128         {
 129         int bl;
 130         if (in->nlast_block == -1)
 131                 return 0;
 132         if (!EVP_CIPHER_CTX_copy(&out->cctx, &in->cctx))
 133                 return 0;
 134         bl = M_EVP_CIPHER_CTX_block_size(&in->cctx);
 135         memcpy(out->k1, in->k1, bl);
 136         memcpy(out->k2, in->k2, bl);
 137         memcpy(out->tbl, in->tbl, bl);
 138         memcpy(out->last_block, in->last_block, bl);
 139         out->nlast_block = in->nlast_block;
 140         return 1;
 141         }
 142
 143 int CMAC_Init(CMAC_CTX *ctx, const void *key, size_t keylen,
 144                         const EVP_CIPHER *cipher, ENGINE *impl)
 145         {
 146         static unsigned char zero_iv[EVP_MAX_BLOCK_LENGTH];
 147         /* All zeros means restart */
 148         if (!key && !cipher && !impl && keylen == 0)
 149                 {
 150                 /* Not initialised */
 151                 if (ctx->nlast_block == -1)
 152                         return 0;
 153                 if (!M_EVP_EncryptInit_ex(&ctx->cctx, NULL, NULL, NULL, zero_iv))
 154                         return 0;
 155                 return 1;
 156                 }
 157         /* Initialiase context */
 158         if (cipher && !M_EVP_EncryptInit_ex(&ctx->cctx, cipher, impl, NULL, NULL))
 159                 return 0;
 160         /* Non-NULL key means initialisation complete */
 161         if (key)
 162                 {
 163                 int bl;
 164                 if (!M_EVP_CIPHER_CTX_cipher(&ctx->cctx))
 165                         return 0;
 166                 if (!EVP_CIPHER_CTX_set_key_length(&ctx->cctx, keylen))
 167                         return 0;
 168                 if (!M_EVP_EncryptInit_ex(&ctx->cctx, NULL, NULL, key, zero_iv))
 169                         return 0;
 170                 bl = M_EVP_CIPHER_CTX_block_size(&ctx->cctx);
 171                 if (!EVP_Cipher(&ctx->cctx, ctx->tbl, zero_iv, bl))
 172                         return 0;
 173                 make_kn(ctx->k1, ctx->tbl, bl);
 174                 make_kn(ctx->k2, ctx->k1, bl);
 175                 OPENSSL_cleanse(ctx->tbl, bl);
 176                 /* Reset context again ready for first data block */
 177                 if (!M_EVP_EncryptInit_ex(&ctx->cctx, NULL, NULL, NULL, zero_iv))
 178                         return 0;
 179                 /* Zero tbl so resume works */
 180                 memset(ctx->tbl, 0, bl);
 181                 ctx->nlast_block = 0;
 182                 }
 183         return 1;
 184         }
 185
 186 int CMAC_Update(CMAC_CTX *ctx, const void *in, size_t dlen)
 187         {
 188         const unsigned char *data = in;
 189         size_t bl;
 190         if (ctx->nlast_block == -1)
 191                 return 0;
 192         if (dlen == 0)
 193                 return 1;
 194         bl = M_EVP_CIPHER_CTX_block_size(&ctx->cctx);
 195         /* Copy into partial block if we need to */
 196         if (ctx->nlast_block > 0)
 197                 {
 198                 size_t nleft;
 199                 nleft = bl - ctx->nlast_block;
 200                 if (dlen < nleft)
 201                         nleft = dlen;
 202                 memcpy(ctx->last_block + ctx->nlast_block, data, nleft);
 203                 dlen -= nleft;
 204                 ctx->nlast_block += nleft;
 205                 /* If no more to process return */
 206                 if (dlen == 0)
 207                         return 1;
 208                 data += nleft;
 209                 /* Else not final block so encrypt it */
 210                 if (!EVP_Cipher(&ctx->cctx, ctx->tbl, ctx->last_block,bl))
 211                         return 0;
 212                 }
 213         /* Encrypt all but one of the complete blocks left */
 214         while(dlen > bl)
 215                 {
 216                 if (!EVP_Cipher(&ctx->cctx, ctx->tbl, data, bl))
 217                         return 0;
 218                 dlen -= bl;
 219                 data += bl;
 220                 }
 221         /* Copy any data left to last block buffer */
 222         memcpy(ctx->last_block, data, dlen);
 223         ctx->nlast_block = dlen;
 224         return 1;
 225
 226         }
 227
 228 int CMAC_Final(CMAC_CTX *ctx, unsigned char *out, size_t *poutlen)
 229         {
 230         int i, bl, lb;
 231         if (ctx->nlast_block == -1)
 232                 return 0;
 233         bl = M_EVP_CIPHER_CTX_block_size(&ctx->cctx);
 234         *poutlen = (size_t)bl;
 235         if (!out)
 236                 return 1;
 237         lb = ctx->nlast_block;
 238         /* Is last block complete? */
 239         if (lb == bl)
 240                 {
 241                 for (i = 0; i < bl; i++)
 242                         out[i] = ctx->last_block[i] ^ ctx->k1[i];
 243                 }
 244         else
 245                 {
 246                 ctx->last_block[lb] = 0x80;
 247                 if (bl - lb > 1)
 248                         memset(ctx->last_block + lb + 1, 0, bl - lb - 1);
 249                 for (i = 0; i < bl; i++)
 250                         out[i] = ctx->last_block[i] ^ ctx->k2[i];
 251                 }
 252         if (!EVP_Cipher(&ctx->cctx, out, out, bl))
 253                 {
 254                 OPENSSL_cleanse(out, bl);
 255                 return 0;
 256                 }
 257         return 1;
 258         }
 259
 260 int CMAC_resume(CMAC_CTX *ctx)
 261         {
 262         if (ctx->nlast_block == -1)
 263                 return 0;
 264         /* The buffer "tbl" containes the last fully encrypted block
 265          * which is the last IV (or all zeroes if no last encrypted block).
 266          * The last block has not been modified since CMAC_final().
 267          * So reinitliasing using the last decrypted block will allow
 268          * CMAC to continue after calling CMAC_Final().
 269          */
 270         return M_EVP_EncryptInit_ex(&ctx->cctx, NULL, NULL, NULL, ctx->tbl);
 271         }