21dada35addcf000400d4e5e5dc5f797528ac0c6
[openssl.git] / crypto / dh / dh_key.c
1 /*
2  * Copyright 1995-2016 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 <stdio.h>
11 #include "internal/cryptlib.h"
12 #include "dh_locl.h"
13 #include "internal/bn_int.h"
14
15 static int generate_key(DH *dh);
16 static int compute_key(unsigned char *key, const BIGNUM *pub_key, DH *dh);
17 static int dh_bn_mod_exp(const DH *dh, BIGNUM *r,
18                          const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
19                          const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *m_ctx);
20 static int dh_init(DH *dh);
21 static int dh_finish(DH *dh);
22
23 int DH_generate_key(DH *dh)
24 {
25     return dh->meth->generate_key(dh);
26 }
27
28 int DH_compute_key(unsigned char *key, const BIGNUM *pub_key, DH *dh)
29 {
30     return dh->meth->compute_key(key, pub_key, dh);
31 }
32
33 int DH_compute_key_padded(unsigned char *key, const BIGNUM *pub_key, DH *dh)
34 {
35     int rv, pad;
36     rv = dh->meth->compute_key(key, pub_key, dh);
37     if (rv <= 0)
38         return rv;
39     pad = BN_num_bytes(dh->p) - rv;
40     if (pad > 0) {
41         memmove(key + pad, key, rv);
42         memset(key, 0, pad);
43     }
44     return rv + pad;
45 }
46
47 static DH_METHOD dh_ossl = {
48     "OpenSSL DH Method",
49     generate_key,
50     compute_key,
51     dh_bn_mod_exp,
52     dh_init,
53     dh_finish,
54     DH_FLAG_FIPS_METHOD,
55     NULL,
56     NULL
57 };
58
59 const DH_METHOD *DH_OpenSSL(void)
60 {
61     return &dh_ossl;
62 }
63
64 static int generate_key(DH *dh)
65 {
66     int ok = 0;
67     int generate_new_key = 0;
68     unsigned l;
69     BN_CTX *ctx;
70     BN_MONT_CTX *mont = NULL;
71     BIGNUM *pub_key = NULL, *priv_key = NULL;
72
73     ctx = BN_CTX_new();
74     if (ctx == NULL)
75         goto err;
76
77     if (dh->priv_key == NULL) {
78         priv_key = BN_secure_new();
79         if (priv_key == NULL)
80             goto err;
81         generate_new_key = 1;
82     } else
83         priv_key = dh->priv_key;
84
85     if (dh->pub_key == NULL) {
86         pub_key = BN_new();
87         if (pub_key == NULL)
88             goto err;
89     } else
90         pub_key = dh->pub_key;
91
92     if (dh->flags & DH_FLAG_CACHE_MONT_P) {
93         mont = BN_MONT_CTX_set_locked(&dh->method_mont_p,
94                                       dh->lock, dh->p, ctx);
95         if (!mont)
96             goto err;
97     }
98
99     if (generate_new_key) {
100         if (dh->q) {
101             do {
102                 if (!BN_rand_range(priv_key, dh->q))
103                     goto err;
104             }
105             while (BN_is_zero(priv_key) || BN_is_one(priv_key));
106         } else {
107             /* secret exponent length */
108             l = dh->length ? dh->length : BN_num_bits(dh->p) - 1;
109             if (!BN_rand(priv_key, l, 0, 0))
110                 goto err;
111         }
112     }
113
114     {
115         BIGNUM *prk = BN_new();
116
117         if (prk == NULL)
118             goto err;
119         BN_with_flags(prk, priv_key, BN_FLG_CONSTTIME);
120
121         if (!dh->meth->bn_mod_exp(dh, pub_key, dh->g, prk, dh->p, ctx, mont)) {
122             BN_free(prk);
123             goto err;
124         }
125         /* We MUST free prk before any further use of priv_key */
126         BN_free(prk);
127     }
128
129     dh->pub_key = pub_key;
130     dh->priv_key = priv_key;
131     ok = 1;
132  err:
133     if (ok != 1)
134         DHerr(DH_F_GENERATE_KEY, ERR_R_BN_LIB);
135
136     if (pub_key != dh->pub_key)
137         BN_free(pub_key);
138     if (priv_key != dh->priv_key)
139         BN_free(priv_key);
140     BN_CTX_free(ctx);
141     return (ok);
142 }
143
144 static int compute_key(unsigned char *key, const BIGNUM *pub_key, DH *dh)
145 {
146     BN_CTX *ctx = NULL;
147     BN_MONT_CTX *mont = NULL;
148     BIGNUM *tmp;
149     int ret = -1;
150     int check_result;
151
152     if (BN_num_bits(dh->p) > OPENSSL_DH_MAX_MODULUS_BITS) {
153         DHerr(DH_F_COMPUTE_KEY, DH_R_MODULUS_TOO_LARGE);
154         goto err;
155     }
156
157     ctx = BN_CTX_new();
158     if (ctx == NULL)
159         goto err;
160     BN_CTX_start(ctx);
161     tmp = BN_CTX_get(ctx);
162
163     if (dh->priv_key == NULL) {
164         DHerr(DH_F_COMPUTE_KEY, DH_R_NO_PRIVATE_VALUE);
165         goto err;
166     }
167
168     if (dh->flags & DH_FLAG_CACHE_MONT_P) {
169         mont = BN_MONT_CTX_set_locked(&dh->method_mont_p,
170                                       dh->lock, dh->p, ctx);
171         BN_set_flags(dh->priv_key, BN_FLG_CONSTTIME);
172         if (!mont)
173             goto err;
174     }
175
176     if (!DH_check_pub_key(dh, pub_key, &check_result) || check_result) {
177         DHerr(DH_F_COMPUTE_KEY, DH_R_INVALID_PUBKEY);
178         goto err;
179     }
180
181     if (!dh->
182         meth->bn_mod_exp(dh, tmp, pub_key, dh->priv_key, dh->p, ctx, mont)) {
183         DHerr(DH_F_COMPUTE_KEY, ERR_R_BN_LIB);
184         goto err;
185     }
186
187     ret = BN_bn2bin(tmp, key);
188  err:
189     if (ctx != NULL) {
190         BN_CTX_end(ctx);
191         BN_CTX_free(ctx);
192     }
193     return (ret);
194 }
195
196 static int dh_bn_mod_exp(const DH *dh, BIGNUM *r,
197                          const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
198                          const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *m_ctx)
199 {
200     return BN_mod_exp_mont(r, a, p, m, ctx, m_ctx);
201 }
202
203 static int dh_init(DH *dh)
204 {
205     dh->flags |= DH_FLAG_CACHE_MONT_P;
206     return (1);
207 }
208
209 static int dh_finish(DH *dh)
210 {
211     BN_MONT_CTX_free(dh->method_mont_p);
212     return (1);
213 }