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, const unsigned char *l, int bl)
  81         {
  82         int i;
  83         unsigned char c = l[0], carry = c>>7, cnext;
  84
  85         /* Shift block to left, including carry */
  86         for (i = 0; i < bl-1; i++, c = cnext)
  87                 k1[i] = (c << 1) | ((cnext=l[i+1]) >> 7);
  88
  89         /* If MSB set fixup with R */
  90         k1[i] = (c << 1) ^ ((0-carry)&(bl==16?0x87:0x1b));
  91         }
  92
  93 CMAC_CTX *CMAC_CTX_new(void)
  94         {
  95         CMAC_CTX *ctx;
  96         ctx = OPENSSL_malloc(sizeof(CMAC_CTX));
  97         if (!ctx)
  98                 return NULL;
  99         EVP_CIPHER_CTX_init(&ctx->cctx);
 100         ctx->nlast_block = -1;
 101         return ctx;
 102         }
 103
 104 void CMAC_CTX_cleanup(CMAC_CTX *ctx)
 105         {
 106         EVP_CIPHER_CTX_cleanup(&ctx->cctx);
 107         OPENSSL_cleanse(ctx->tbl, EVP_MAX_BLOCK_LENGTH);
 108         OPENSSL_cleanse(ctx->k1, EVP_MAX_BLOCK_LENGTH);
 109         OPENSSL_cleanse(ctx->k2, EVP_MAX_BLOCK_LENGTH);
 110         OPENSSL_cleanse(ctx->last_block, EVP_MAX_BLOCK_LENGTH);
 111         ctx->nlast_block = -1;
 112         }
 113
 114 EVP_CIPHER_CTX *CMAC_CTX_get0_cipher_ctx(CMAC_CTX *ctx)
 115         {
 116         return &ctx->cctx;
 117         }
 118
 119 void CMAC_CTX_free(CMAC_CTX *ctx)
 120         {
 121         CMAC_CTX_cleanup(ctx);
 122         OPENSSL_free(ctx);
 123         }
 124
 125 int CMAC_CTX_copy(CMAC_CTX *out, const CMAC_CTX *in)
 126         {
 127         int bl;
 128         if (in->nlast_block == -1)
 129                 return 0;
 130         if (!EVP_CIPHER_CTX_copy(&out->cctx, &in->cctx))
 131                 return 0;
 132         bl = M_EVP_CIPHER_CTX_block_size(&in->cctx);
 133         memcpy(out->k1, in->k1, bl);
 134         memcpy(out->k2, in->k2, bl);
 135         memcpy(out->tbl, in->tbl, bl);
 136         memcpy(out->last_block, in->last_block, bl);
 137         out->nlast_block = in->nlast_block;
 138         return 1;
 139         }
 140
 141 int CMAC_Init(CMAC_CTX *ctx, const void *key, size_t keylen,
 142                         const EVP_CIPHER *cipher, ENGINE *impl)
 143         {
 144         __fips_constseg
 145         static const unsigned char zero_iv[EVP_MAX_BLOCK_LENGTH] = {0};
 146         /* All zeros means restart */
 147         if (!key && !cipher && !impl && keylen == 0)
 148                 {
 149                 /* Not initialised */
 150                 if (ctx->nlast_block == -1)
 151                         return 0;
 152                 if (!M_EVP_EncryptInit_ex(&ctx->cctx, NULL, NULL, NULL, zero_iv))
 153                         return 0;
 154                 return 1;
 155                 }
 156         /* Initialiase context */
 157         if (cipher && !M_EVP_EncryptInit_ex(&ctx->cctx, cipher, impl, NULL, NULL))
 158                 return 0;
 159         /* Non-NULL key means initialisation complete */
 160         if (key)
 161                 {
 162                 int bl;
 163                 if (!M_EVP_CIPHER_CTX_cipher(&ctx->cctx))
 164                         return 0;
 165                 if (!EVP_CIPHER_CTX_set_key_length(&ctx->cctx, keylen))
 166                         return 0;
 167                 if (!M_EVP_EncryptInit_ex(&ctx->cctx, NULL, NULL, key, zero_iv))
 168                         return 0;
 169                 bl = M_EVP_CIPHER_CTX_block_size(&ctx->cctx);
 170                 if (!EVP_Cipher(&ctx->cctx, ctx->tbl, zero_iv, bl))
 171                         return 0;
 172                 make_kn(ctx->k1, ctx->tbl, bl);
 173                 make_kn(ctx->k2, ctx->k1, bl);
 174                 OPENSSL_cleanse(ctx->tbl, bl);
 175                 /* Reset context again ready for first data block */
 176                 if (!M_EVP_EncryptInit_ex(&ctx->cctx, NULL, NULL, NULL, zero_iv))
 177                         return 0;
 178                 /* Zero tbl so resume works */
 179                 memset(ctx->tbl, 0, bl);
 180                 ctx->nlast_block = 0;
 181                 }
 182         return 1;
 183         }
 184
 185 int CMAC_Update(CMAC_CTX *ctx, const void *in, size_t dlen)
 186         {
 187         const unsigned char *data = in;
 188         size_t bl;
 189         if (ctx->nlast_block == -1)
 190                 return 0;
 191         if (dlen == 0)
 192                 return 1;
 193         bl = M_EVP_CIPHER_CTX_block_size(&ctx->cctx);
 194         /* Copy into partial block if we need to */
 195         if (ctx->nlast_block > 0)
 196                 {
 197                 size_t nleft;
 198                 nleft = bl - ctx->nlast_block;
 199                 if (dlen < nleft)
 200                         nleft = dlen;
 201                 memcpy(ctx->last_block + ctx->nlast_block, data, nleft);
 202                 dlen -= nleft;
 203                 ctx->nlast_block += nleft;
 204                 /* If no more to process return */
 205                 if (dlen == 0)
 206                         return 1;
 207                 data += nleft;
 208                 /* Else not final block so encrypt it */
 209                 if (!EVP_Cipher(&ctx->cctx, ctx->tbl, ctx->last_block,bl))
 210                         return 0;
 211                 }
 212         /* Encrypt all but one of the complete blocks left */
 213         while(dlen > bl)
 214                 {
 215                 if (!EVP_Cipher(&ctx->cctx, ctx->tbl, data, bl))
 216                         return 0;
 217                 dlen -= bl;
 218                 data += bl;
 219                 }
 220         /* Copy any data left to last block buffer */
 221         memcpy(ctx->last_block, data, dlen);
 222         ctx->nlast_block = dlen;
 223         return 1;
 224
 225         }
 226
 227 int CMAC_Final(CMAC_CTX *ctx, unsigned char *out, size_t *poutlen)
 228         {
 229         int i, bl, lb;
 230         if (ctx->nlast_block == -1)
 231                 return 0;
 232         bl = M_EVP_CIPHER_CTX_block_size(&ctx->cctx);
 233         *poutlen = (size_t)bl;
 234         if (!out)
 235                 return 1;
 236         lb = ctx->nlast_block;
 237         /* Is last block complete? */
 238         if (lb == bl)
 239                 {
 240                 for (i = 0; i < bl; i++)
 241                         out[i] = ctx->last_block[i] ^ ctx->k1[i];
 242                 }
 243         else
 244                 {
 245                 ctx->last_block[lb] = 0x80;
 246                 if (bl - lb > 1)
 247                         memset(ctx->last_block + lb + 1, 0, bl - lb - 1);
 248                 for (i = 0; i < bl; i++)
 249                         out[i] = ctx->last_block[i] ^ ctx->k2[i];
 250                 }
 251         if (!EVP_Cipher(&ctx->cctx, out, out, bl))
 252                 {
 253                 OPENSSL_cleanse(out, bl);
 254                 return 0;
 255                 }
 256         return 1;
 257         }
 258
 259 int CMAC_resume(CMAC_CTX *ctx)
 260         {
 261         if (ctx->nlast_block == -1)
 262                 return 0;
 263         /* The buffer "tbl" containes the last fully encrypted block
 264          * which is the last IV (or all zeroes if no last encrypted block).
 265          * The last block has not been modified since CMAC_final().
 266          * So reinitliasing using the last decrypted block will allow
 267          * CMAC to continue after calling CMAC_Final().
 268          */
 269         return M_EVP_EncryptInit_ex(&ctx->cctx, NULL, NULL, NULL, ctx->tbl);
 270         }