EVP: Implement support for key downgrading in backends
[openssl.git] / crypto / ec / ec_ameth.c
1 /*
2  * Copyright 2006-2018 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
3  *
4  * Licensed under the Apache License 2.0 (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 /*
11  * ECDH and ECDSA low level APIs are deprecated for public use, but still ok
12  * for internal use.
13  */
14 #include "internal/deprecated.h"
15
16 #include <stdio.h>
17 #include "internal/cryptlib.h"
18 #include <openssl/x509.h>
19 #include <openssl/ec.h>
20 #include <openssl/bn.h>
21 #include <openssl/cms.h>
22 #include <openssl/asn1t.h>
23 #include "crypto/asn1.h"
24 #include "crypto/evp.h"
25 #include <openssl/core_names.h>
26 #include "internal/param_build.h"
27 #include "ec_local.h"
28
29 #ifndef OPENSSL_NO_CMS
30 static int ecdh_cms_decrypt(CMS_RecipientInfo *ri);
31 static int ecdh_cms_encrypt(CMS_RecipientInfo *ri);
32 #endif
33
34 static int eckey_param2type(int *pptype, void **ppval, const EC_KEY *ec_key)
35 {
36     const EC_GROUP *group;
37     int nid;
38     if (ec_key == NULL || (group = EC_KEY_get0_group(ec_key)) == NULL) {
39         ECerr(EC_F_ECKEY_PARAM2TYPE, EC_R_MISSING_PARAMETERS);
40         return 0;
41     }
42     if (EC_GROUP_get_asn1_flag(group)
43         && (nid = EC_GROUP_get_curve_name(group)))
44         /* we have a 'named curve' => just set the OID */
45     {
46         *ppval = OBJ_nid2obj(nid);
47         *pptype = V_ASN1_OBJECT;
48     } else {                    /* explicit parameters */
49
50         ASN1_STRING *pstr = NULL;
51         pstr = ASN1_STRING_new();
52         if (pstr == NULL)
53             return 0;
54         pstr->length = i2d_ECParameters(ec_key, &pstr->data);
55         if (pstr->length <= 0) {
56             ASN1_STRING_free(pstr);
57             ECerr(EC_F_ECKEY_PARAM2TYPE, ERR_R_EC_LIB);
58             return 0;
59         }
60         *ppval = pstr;
61         *pptype = V_ASN1_SEQUENCE;
62     }
63     return 1;
64 }
65
66 static int eckey_pub_encode(X509_PUBKEY *pk, const EVP_PKEY *pkey)
67 {
68     const EC_KEY *ec_key = pkey->pkey.ec;
69     void *pval = NULL;
70     int ptype;
71     unsigned char *penc = NULL, *p;
72     int penclen;
73
74     if (!eckey_param2type(&ptype, &pval, ec_key)) {
75         ECerr(EC_F_ECKEY_PUB_ENCODE, ERR_R_EC_LIB);
76         return 0;
77     }
78     penclen = i2o_ECPublicKey(ec_key, NULL);
79     if (penclen <= 0)
80         goto err;
81     penc = OPENSSL_malloc(penclen);
82     if (penc == NULL)
83         goto err;
84     p = penc;
85     penclen = i2o_ECPublicKey(ec_key, &p);
86     if (penclen <= 0)
87         goto err;
88     if (X509_PUBKEY_set0_param(pk, OBJ_nid2obj(EVP_PKEY_EC),
89                                ptype, pval, penc, penclen))
90         return 1;
91  err:
92     if (ptype == V_ASN1_OBJECT)
93         ASN1_OBJECT_free(pval);
94     else
95         ASN1_STRING_free(pval);
96     OPENSSL_free(penc);
97     return 0;
98 }
99
100 static EC_KEY *eckey_type2param(int ptype, const void *pval)
101 {
102     EC_KEY *eckey = NULL;
103     EC_GROUP *group = NULL;
104
105     if (ptype == V_ASN1_SEQUENCE) {
106         const ASN1_STRING *pstr = pval;
107         const unsigned char *pm = pstr->data;
108         int pmlen = pstr->length;
109
110         if ((eckey = d2i_ECParameters(NULL, &pm, pmlen)) == NULL) {
111             ECerr(EC_F_ECKEY_TYPE2PARAM, EC_R_DECODE_ERROR);
112             goto ecerr;
113         }
114     } else if (ptype == V_ASN1_OBJECT) {
115         const ASN1_OBJECT *poid = pval;
116
117         /*
118          * type == V_ASN1_OBJECT => the parameters are given by an asn1 OID
119          */
120         if ((eckey = EC_KEY_new()) == NULL) {
121             ECerr(EC_F_ECKEY_TYPE2PARAM, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
122             goto ecerr;
123         }
124         group = EC_GROUP_new_by_curve_name(OBJ_obj2nid(poid));
125         if (group == NULL)
126             goto ecerr;
127         EC_GROUP_set_asn1_flag(group, OPENSSL_EC_NAMED_CURVE);
128         if (EC_KEY_set_group(eckey, group) == 0)
129             goto ecerr;
130         EC_GROUP_free(group);
131     } else {
132         ECerr(EC_F_ECKEY_TYPE2PARAM, EC_R_DECODE_ERROR);
133         goto ecerr;
134     }
135
136     return eckey;
137
138  ecerr:
139     EC_KEY_free(eckey);
140     EC_GROUP_free(group);
141     return NULL;
142 }
143
144 static int eckey_pub_decode(EVP_PKEY *pkey, X509_PUBKEY *pubkey)
145 {
146     const unsigned char *p = NULL;
147     const void *pval;
148     int ptype, pklen;
149     EC_KEY *eckey = NULL;
150     X509_ALGOR *palg;
151
152     if (!X509_PUBKEY_get0_param(NULL, &p, &pklen, &palg, pubkey))
153         return 0;
154     X509_ALGOR_get0(NULL, &ptype, &pval, palg);
155
156     eckey = eckey_type2param(ptype, pval);
157
158     if (!eckey) {
159         ECerr(EC_F_ECKEY_PUB_DECODE, ERR_R_EC_LIB);
160         return 0;
161     }
162
163     /* We have parameters now set public key */
164     if (!o2i_ECPublicKey(&eckey, &p, pklen)) {
165         ECerr(EC_F_ECKEY_PUB_DECODE, EC_R_DECODE_ERROR);
166         goto ecerr;
167     }
168
169     EVP_PKEY_assign_EC_KEY(pkey, eckey);
170     return 1;
171
172  ecerr:
173     EC_KEY_free(eckey);
174     return 0;
175 }
176
177 static int eckey_pub_cmp(const EVP_PKEY *a, const EVP_PKEY *b)
178 {
179     int r;
180     const EC_GROUP *group = EC_KEY_get0_group(b->pkey.ec);
181     const EC_POINT *pa = EC_KEY_get0_public_key(a->pkey.ec),
182         *pb = EC_KEY_get0_public_key(b->pkey.ec);
183     if (group == NULL || pa == NULL || pb == NULL)
184         return -2;
185     r = EC_POINT_cmp(group, pa, pb, NULL);
186     if (r == 0)
187         return 1;
188     if (r == 1)
189         return 0;
190     return -2;
191 }
192
193 static int eckey_priv_decode(EVP_PKEY *pkey, const PKCS8_PRIV_KEY_INFO *p8)
194 {
195     const unsigned char *p = NULL;
196     const void *pval;
197     int ptype, pklen;
198     EC_KEY *eckey = NULL;
199     const X509_ALGOR *palg;
200
201     if (!PKCS8_pkey_get0(NULL, &p, &pklen, &palg, p8))
202         return 0;
203     X509_ALGOR_get0(NULL, &ptype, &pval, palg);
204
205     eckey = eckey_type2param(ptype, pval);
206
207     if (eckey == NULL)
208         goto ecliberr;
209
210     /* We have parameters now set private key */
211     if (!d2i_ECPrivateKey(&eckey, &p, pklen)) {
212         ECerr(EC_F_ECKEY_PRIV_DECODE, EC_R_DECODE_ERROR);
213         goto ecerr;
214     }
215
216     EVP_PKEY_assign_EC_KEY(pkey, eckey);
217     return 1;
218
219  ecliberr:
220     ECerr(EC_F_ECKEY_PRIV_DECODE, ERR_R_EC_LIB);
221  ecerr:
222     EC_KEY_free(eckey);
223     return 0;
224 }
225
226 static int eckey_priv_encode(PKCS8_PRIV_KEY_INFO *p8, const EVP_PKEY *pkey)
227 {
228     EC_KEY ec_key = *(pkey->pkey.ec);
229     unsigned char *ep, *p;
230     int eplen, ptype;
231     void *pval;
232     unsigned int old_flags;
233
234     if (!eckey_param2type(&ptype, &pval, &ec_key)) {
235         ECerr(EC_F_ECKEY_PRIV_ENCODE, EC_R_DECODE_ERROR);
236         return 0;
237     }
238
239     /* set the private key */
240
241     /*
242      * do not include the parameters in the SEC1 private key see PKCS#11
243      * 12.11
244      */
245     old_flags = EC_KEY_get_enc_flags(&ec_key);
246     EC_KEY_set_enc_flags(&ec_key, old_flags | EC_PKEY_NO_PARAMETERS);
247
248     eplen = i2d_ECPrivateKey(&ec_key, NULL);
249     if (!eplen) {
250         ECerr(EC_F_ECKEY_PRIV_ENCODE, ERR_R_EC_LIB);
251         return 0;
252     }
253     ep = OPENSSL_malloc(eplen);
254     if (ep == NULL) {
255         ECerr(EC_F_ECKEY_PRIV_ENCODE, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
256         return 0;
257     }
258     p = ep;
259     if (!i2d_ECPrivateKey(&ec_key, &p)) {
260         OPENSSL_free(ep);
261         ECerr(EC_F_ECKEY_PRIV_ENCODE, ERR_R_EC_LIB);
262         return 0;
263     }
264
265     if (!PKCS8_pkey_set0(p8, OBJ_nid2obj(NID_X9_62_id_ecPublicKey), 0,
266                          ptype, pval, ep, eplen)) {
267         OPENSSL_free(ep);
268         return 0;
269     }
270
271     return 1;
272 }
273
274 static int int_ec_size(const EVP_PKEY *pkey)
275 {
276     return ECDSA_size(pkey->pkey.ec);
277 }
278
279 static int ec_bits(const EVP_PKEY *pkey)
280 {
281     return EC_GROUP_order_bits(EC_KEY_get0_group(pkey->pkey.ec));
282 }
283
284 static int ec_security_bits(const EVP_PKEY *pkey)
285 {
286     int ecbits = ec_bits(pkey);
287     if (ecbits >= 512)
288         return 256;
289     if (ecbits >= 384)
290         return 192;
291     if (ecbits >= 256)
292         return 128;
293     if (ecbits >= 224)
294         return 112;
295     if (ecbits >= 160)
296         return 80;
297     return ecbits / 2;
298 }
299
300 static int ec_missing_parameters(const EVP_PKEY *pkey)
301 {
302     if (pkey->pkey.ec == NULL || EC_KEY_get0_group(pkey->pkey.ec) == NULL)
303         return 1;
304     return 0;
305 }
306
307 static int ec_copy_parameters(EVP_PKEY *to, const EVP_PKEY *from)
308 {
309     EC_GROUP *group = EC_GROUP_dup(EC_KEY_get0_group(from->pkey.ec));
310
311     if (group == NULL)
312         return 0;
313     if (to->pkey.ec == NULL) {
314         to->pkey.ec = EC_KEY_new();
315         if (to->pkey.ec == NULL)
316             goto err;
317     }
318     if (EC_KEY_set_group(to->pkey.ec, group) == 0)
319         goto err;
320     EC_GROUP_free(group);
321     return 1;
322  err:
323     EC_GROUP_free(group);
324     return 0;
325 }
326
327 static int ec_cmp_parameters(const EVP_PKEY *a, const EVP_PKEY *b)
328 {
329     const EC_GROUP *group_a = EC_KEY_get0_group(a->pkey.ec),
330         *group_b = EC_KEY_get0_group(b->pkey.ec);
331     if (group_a == NULL || group_b == NULL)
332         return -2;
333     if (EC_GROUP_cmp(group_a, group_b, NULL))
334         return 0;
335     else
336         return 1;
337 }
338
339 static void int_ec_free(EVP_PKEY *pkey)
340 {
341     EC_KEY_free(pkey->pkey.ec);
342 }
343
344 typedef enum {
345     EC_KEY_PRINT_PRIVATE,
346     EC_KEY_PRINT_PUBLIC,
347     EC_KEY_PRINT_PARAM
348 } ec_print_t;
349
350 static int do_EC_KEY_print(BIO *bp, const EC_KEY *x, int off, ec_print_t ktype)
351 {
352     const char *ecstr;
353     unsigned char *priv = NULL, *pub = NULL;
354     size_t privlen = 0, publen = 0;
355     int ret = 0;
356     const EC_GROUP *group;
357
358     if (x == NULL || (group = EC_KEY_get0_group(x)) == NULL) {
359         ECerr(EC_F_DO_EC_KEY_PRINT, ERR_R_PASSED_NULL_PARAMETER);
360         return 0;
361     }
362
363     if (ktype != EC_KEY_PRINT_PARAM && EC_KEY_get0_public_key(x) != NULL) {
364         publen = EC_KEY_key2buf(x, EC_KEY_get_conv_form(x), &pub, NULL);
365         if (publen == 0)
366             goto err;
367     }
368
369     if (ktype == EC_KEY_PRINT_PRIVATE && EC_KEY_get0_private_key(x) != NULL) {
370         privlen = EC_KEY_priv2buf(x, &priv);
371         if (privlen == 0)
372             goto err;
373     }
374
375     if (ktype == EC_KEY_PRINT_PRIVATE)
376         ecstr = "Private-Key";
377     else if (ktype == EC_KEY_PRINT_PUBLIC)
378         ecstr = "Public-Key";
379     else
380         ecstr = "ECDSA-Parameters";
381
382     if (!BIO_indent(bp, off, 128))
383         goto err;
384     if (BIO_printf(bp, "%s: (%d bit)\n", ecstr,
385                    EC_GROUP_order_bits(group)) <= 0)
386         goto err;
387
388     if (privlen != 0) {
389         if (BIO_printf(bp, "%*spriv:\n", off, "") <= 0)
390             goto err;
391         if (ASN1_buf_print(bp, priv, privlen, off + 4) == 0)
392             goto err;
393     }
394
395     if (publen != 0) {
396         if (BIO_printf(bp, "%*spub:\n", off, "") <= 0)
397             goto err;
398         if (ASN1_buf_print(bp, pub, publen, off + 4) == 0)
399             goto err;
400     }
401
402     if (!ECPKParameters_print(bp, group, off))
403         goto err;
404     ret = 1;
405  err:
406     if (!ret)
407         ECerr(EC_F_DO_EC_KEY_PRINT, ERR_R_EC_LIB);
408     OPENSSL_clear_free(priv, privlen);
409     OPENSSL_free(pub);
410     return ret;
411 }
412
413 static int eckey_param_decode(EVP_PKEY *pkey,
414                               const unsigned char **pder, int derlen)
415 {
416     EC_KEY *eckey;
417
418     if ((eckey = d2i_ECParameters(NULL, pder, derlen)) == NULL) {
419         ECerr(EC_F_ECKEY_PARAM_DECODE, ERR_R_EC_LIB);
420         return 0;
421     }
422     EVP_PKEY_assign_EC_KEY(pkey, eckey);
423     return 1;
424 }
425
426 static int eckey_param_encode(const EVP_PKEY *pkey, unsigned char **pder)
427 {
428     return i2d_ECParameters(pkey->pkey.ec, pder);
429 }
430
431 static int eckey_param_print(BIO *bp, const EVP_PKEY *pkey, int indent,
432                              ASN1_PCTX *ctx)
433 {
434     return do_EC_KEY_print(bp, pkey->pkey.ec, indent, EC_KEY_PRINT_PARAM);
435 }
436
437 static int eckey_pub_print(BIO *bp, const EVP_PKEY *pkey, int indent,
438                            ASN1_PCTX *ctx)
439 {
440     return do_EC_KEY_print(bp, pkey->pkey.ec, indent, EC_KEY_PRINT_PUBLIC);
441 }
442
443 static int eckey_priv_print(BIO *bp, const EVP_PKEY *pkey, int indent,
444                             ASN1_PCTX *ctx)
445 {
446     return do_EC_KEY_print(bp, pkey->pkey.ec, indent, EC_KEY_PRINT_PRIVATE);
447 }
448
449 static int old_ec_priv_decode(EVP_PKEY *pkey,
450                               const unsigned char **pder, int derlen)
451 {
452     EC_KEY *ec;
453
454     if ((ec = d2i_ECPrivateKey(NULL, pder, derlen)) == NULL) {
455         ECerr(EC_F_OLD_EC_PRIV_DECODE, EC_R_DECODE_ERROR);
456         return 0;
457     }
458     EVP_PKEY_assign_EC_KEY(pkey, ec);
459     return 1;
460 }
461
462 static int old_ec_priv_encode(const EVP_PKEY *pkey, unsigned char **pder)
463 {
464     return i2d_ECPrivateKey(pkey->pkey.ec, pder);
465 }
466
467 static int ec_pkey_ctrl(EVP_PKEY *pkey, int op, long arg1, void *arg2)
468 {
469     switch (op) {
470     case ASN1_PKEY_CTRL_PKCS7_SIGN:
471         if (arg1 == 0) {
472             int snid, hnid;
473             X509_ALGOR *alg1, *alg2;
474             PKCS7_SIGNER_INFO_get0_algs(arg2, NULL, &alg1, &alg2);
475             if (alg1 == NULL || alg1->algorithm == NULL)
476                 return -1;
477             hnid = OBJ_obj2nid(alg1->algorithm);
478             if (hnid == NID_undef)
479                 return -1;
480             if (!OBJ_find_sigid_by_algs(&snid, hnid, EVP_PKEY_id(pkey)))
481                 return -1;
482             X509_ALGOR_set0(alg2, OBJ_nid2obj(snid), V_ASN1_UNDEF, 0);
483         }
484         return 1;
485 #ifndef OPENSSL_NO_CMS
486     case ASN1_PKEY_CTRL_CMS_SIGN:
487         if (arg1 == 0) {
488             int snid, hnid;
489             X509_ALGOR *alg1, *alg2;
490             CMS_SignerInfo_get0_algs(arg2, NULL, NULL, &alg1, &alg2);
491             if (alg1 == NULL || alg1->algorithm == NULL)
492                 return -1;
493             hnid = OBJ_obj2nid(alg1->algorithm);
494             if (hnid == NID_undef)
495                 return -1;
496             if (!OBJ_find_sigid_by_algs(&snid, hnid, EVP_PKEY_id(pkey)))
497                 return -1;
498             X509_ALGOR_set0(alg2, OBJ_nid2obj(snid), V_ASN1_UNDEF, 0);
499         }
500         return 1;
501
502     case ASN1_PKEY_CTRL_CMS_ENVELOPE:
503         if (arg1 == 1)
504             return ecdh_cms_decrypt(arg2);
505         else if (arg1 == 0)
506             return ecdh_cms_encrypt(arg2);
507         return -2;
508
509     case ASN1_PKEY_CTRL_CMS_RI_TYPE:
510         *(int *)arg2 = CMS_RECIPINFO_AGREE;
511         return 1;
512 #endif
513
514     case ASN1_PKEY_CTRL_DEFAULT_MD_NID:
515         if (EVP_PKEY_id(pkey) == EVP_PKEY_SM2) {
516             /* For SM2, the only valid digest-alg is SM3 */
517             *(int *)arg2 = NID_sm3;
518             return 2;            /* Make it mandatory */
519         }
520         *(int *)arg2 = NID_sha256;
521         return 1;
522
523     case ASN1_PKEY_CTRL_SET1_TLS_ENCPT:
524         return EC_KEY_oct2key(EVP_PKEY_get0_EC_KEY(pkey), arg2, arg1, NULL);
525
526     case ASN1_PKEY_CTRL_GET1_TLS_ENCPT:
527         return EC_KEY_key2buf(EVP_PKEY_get0_EC_KEY(pkey),
528                               POINT_CONVERSION_UNCOMPRESSED, arg2, NULL);
529
530     default:
531         return -2;
532
533     }
534
535 }
536
537 static int ec_pkey_check(const EVP_PKEY *pkey)
538 {
539     EC_KEY *eckey = pkey->pkey.ec;
540
541     /* stay consistent to what EVP_PKEY_check demands */
542     if (eckey->priv_key == NULL) {
543         ECerr(EC_F_EC_PKEY_CHECK, EC_R_MISSING_PRIVATE_KEY);
544         return 0;
545     }
546
547     return EC_KEY_check_key(eckey);
548 }
549
550 static int ec_pkey_public_check(const EVP_PKEY *pkey)
551 {
552     EC_KEY *eckey = pkey->pkey.ec;
553
554     /*
555      * Note: it unnecessary to check eckey->pub_key here since
556      * it will be checked in EC_KEY_check_key(). In fact, the
557      * EC_KEY_check_key() mainly checks the public key, and checks
558      * the private key optionally (only if there is one). So if
559      * someone passes a whole EC key (public + private), this
560      * will also work...
561      */
562
563     return EC_KEY_check_key(eckey);
564 }
565
566 static int ec_pkey_param_check(const EVP_PKEY *pkey)
567 {
568     EC_KEY *eckey = pkey->pkey.ec;
569
570     /* stay consistent to what EVP_PKEY_check demands */
571     if (eckey->group == NULL) {
572         ECerr(EC_F_EC_PKEY_PARAM_CHECK, EC_R_MISSING_PARAMETERS);
573         return 0;
574     }
575
576     return EC_GROUP_check(eckey->group, NULL);
577 }
578
579 static
580 size_t ec_pkey_dirty_cnt(const EVP_PKEY *pkey)
581 {
582     return pkey->pkey.ec->dirty_cnt;
583 }
584
585 static ossl_inline
586 int ecparams_to_params(const EC_KEY *eckey, OSSL_PARAM_BLD *tmpl)
587 {
588     const EC_GROUP *ecg;
589     int curve_nid;
590
591     if (eckey == NULL)
592         return 0;
593
594     ecg = EC_KEY_get0_group(eckey);
595     if (ecg == NULL)
596         return 0;
597
598     curve_nid = EC_GROUP_get_curve_name(ecg);
599
600     if (curve_nid == NID_undef) {
601         /* explicit parameters */
602
603         /*
604          * TODO(3.0): should we support explicit parameters curves?
605          */
606         return 0;
607     } else {
608         /* named curve */
609         const char *curve_name = NULL;
610
611         if ((curve_name = OBJ_nid2sn(curve_nid)) == NULL)
612             return 0;
613
614         if (!ossl_param_bld_push_utf8_string(tmpl, OSSL_PKEY_PARAM_EC_NAME, curve_name, 0))
615             return 0;
616     }
617
618     return 1;
619 }
620
621 static
622 int ec_pkey_export_to(const EVP_PKEY *from, void *to_keydata,
623                       EVP_KEYMGMT *to_keymgmt)
624 {
625     const EC_KEY *eckey = NULL;
626     const EC_GROUP *ecg = NULL;
627     unsigned char *pub_key_buf = NULL;
628     size_t pub_key_buflen;
629     OSSL_PARAM_BLD tmpl;
630     OSSL_PARAM *params = NULL;
631     const BIGNUM *priv_key = NULL;
632     const EC_POINT *pub_point = NULL;
633     int selection = 0;
634     int rv = 0;
635
636     if (from == NULL
637             || (eckey = from->pkey.ec) == NULL
638             || (ecg = EC_KEY_get0_group(eckey)) == NULL)
639         return 0;
640
641     /*
642      * If the EC_KEY method is foreign, then we can't be sure of anything,
643      * and can therefore not export or pretend to export.
644      */
645     if (EC_KEY_get_method(eckey) != EC_KEY_OpenSSL())
646         return 0;
647
648     ossl_param_bld_init(&tmpl);
649
650     /* export the domain parameters */
651     if (!ecparams_to_params(eckey, &tmpl))
652         goto err;
653     selection |= OSSL_KEYMGMT_SELECT_DOMAIN_PARAMETERS;
654
655     priv_key = EC_KEY_get0_private_key(eckey);
656     pub_point = EC_KEY_get0_public_key(eckey);
657
658     if (pub_point != NULL) {
659         /* convert pub_point to a octet string according to the SECG standard */
660         if ((pub_key_buflen = EC_POINT_point2buf(ecg, pub_point,
661                                                  POINT_CONVERSION_COMPRESSED,
662                                                  &pub_key_buf, NULL)) == 0
663             || !ossl_param_bld_push_octet_string(&tmpl,
664                                                  OSSL_PKEY_PARAM_PUB_KEY,
665                                                  pub_key_buf,
666                                                  pub_key_buflen))
667             goto err;
668         selection |= OSSL_KEYMGMT_SELECT_PUBLIC_KEY;
669     }
670
671     if (priv_key != NULL) {
672         size_t sz;
673         int ecbits;
674         int ecdh_cofactor_mode;
675
676         /*
677          * Key import/export should never leak the bit length of the secret
678          * scalar in the key.
679          *
680          * For this reason, on export we use padded BIGNUMs with fixed length.
681          *
682          * When importing we also should make sure that, even if short lived,
683          * the newly created BIGNUM is marked with the BN_FLG_CONSTTIME flag as
684          * soon as possible, so that any processing of this BIGNUM might opt for
685          * constant time implementations in the backend.
686          *
687          * Setting the BN_FLG_CONSTTIME flag alone is never enough, we also have
688          * to preallocate the BIGNUM internal buffer to a fixed public size big
689          * enough that operations performed during the processing never trigger
690          * a realloc which would leak the size of the scalar through memory
691          * accesses.
692          *
693          * Fixed Length
694          * ------------
695          *
696          * The order of the large prime subgroup of the curve is our choice for
697          * a fixed public size, as that is generally the upper bound for
698          * generating a private key in EC cryptosystems and should fit all valid
699          * secret scalars.
700          *
701          * For padding on export we just use the bit length of the order
702          * converted to bytes (rounding up).
703          *
704          * For preallocating the BIGNUM storage we look at the number of "words"
705          * required for the internal representation of the order, and we
706          * preallocate 2 extra "words" in case any of the subsequent processing
707          * might temporarily overflow the order length.
708          */
709         ecbits = EC_GROUP_order_bits(ecg);
710         if (ecbits <= 0)
711             goto err;
712
713         sz = (ecbits + 7 ) / 8;
714         if (!ossl_param_bld_push_BN_pad(&tmpl,
715                                         OSSL_PKEY_PARAM_PRIV_KEY,
716                                         priv_key, sz))
717             goto err;
718         selection |= OSSL_KEYMGMT_SELECT_PRIVATE_KEY;
719
720         /*
721          * The ECDH Cofactor Mode is defined only if the EC_KEY actually
722          * contains a private key, so we check for the flag and export it only
723          * in this case.
724          */
725         ecdh_cofactor_mode =
726             (EC_KEY_get_flags(eckey) & EC_FLAG_COFACTOR_ECDH) ? 1 : 0;
727
728         /* Export the ECDH_COFACTOR_MODE parameter */
729         if (!ossl_param_bld_push_int(&tmpl,
730                                      OSSL_PKEY_PARAM_USE_COFACTOR_ECDH,
731                                      ecdh_cofactor_mode))
732             goto err;
733         selection |= OSSL_KEYMGMT_SELECT_OTHER_PARAMETERS;
734     }
735
736     params = ossl_param_bld_to_param(&tmpl);
737
738     /* We export, the provider imports */
739     rv = evp_keymgmt_import(to_keymgmt, to_keydata, selection, params);
740
741  err:
742     ossl_param_bld_free(params);
743     OPENSSL_free(pub_key_buf);
744     return rv;
745 }
746
747 static int ec_pkey_import_from(const OSSL_PARAM params[], void *key)
748 {
749     EVP_PKEY *pkey = key;
750     EC_KEY *ec = EC_KEY_new();
751
752     if (ec == NULL) {
753         ERR_raise(ERR_LIB_DH, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
754         return 0;
755     }
756
757     if (!ec_key_domparams_fromdata(ec, params)
758         || !ec_key_otherparams_fromdata(ec, params)
759         || !ec_key_fromdata(ec, params, 1)
760         || !EVP_PKEY_assign_EC_KEY(pkey, ec)) {
761         EC_KEY_free(ec);
762         return 0;
763     }
764     return 1;
765 }
766
767 const EVP_PKEY_ASN1_METHOD eckey_asn1_meth = {
768     EVP_PKEY_EC,
769     EVP_PKEY_EC,
770     0,
771     "EC",
772     "OpenSSL EC algorithm",
773
774     eckey_pub_decode,
775     eckey_pub_encode,
776     eckey_pub_cmp,
777     eckey_pub_print,
778
779     eckey_priv_decode,
780     eckey_priv_encode,
781     eckey_priv_print,
782
783     int_ec_size,
784     ec_bits,
785     ec_security_bits,
786
787     eckey_param_decode,
788     eckey_param_encode,
789     ec_missing_parameters,
790     ec_copy_parameters,
791     ec_cmp_parameters,
792     eckey_param_print,
793     0,
794
795     int_ec_free,
796     ec_pkey_ctrl,
797     old_ec_priv_decode,
798     old_ec_priv_encode,
799
800     0, 0, 0,
801
802     ec_pkey_check,
803     ec_pkey_public_check,
804     ec_pkey_param_check,
805
806     0, /* set_priv_key */
807     0, /* set_pub_key */
808     0, /* get_priv_key */
809     0, /* get_pub_key */
810
811     ec_pkey_dirty_cnt,
812     ec_pkey_export_to,
813     ec_pkey_import_from
814 };
815
816 #if !defined(OPENSSL_NO_SM2)
817 const EVP_PKEY_ASN1_METHOD sm2_asn1_meth = {
818    EVP_PKEY_SM2,
819    EVP_PKEY_EC,
820    ASN1_PKEY_ALIAS
821 };
822 #endif
823
824 int EC_KEY_print(BIO *bp, const EC_KEY *x, int off)
825 {
826     int private = EC_KEY_get0_private_key(x) != NULL;
827
828     return do_EC_KEY_print(bp, x, off,
829                 private ? EC_KEY_PRINT_PRIVATE : EC_KEY_PRINT_PUBLIC);
830 }
831
832 int ECParameters_print(BIO *bp, const EC_KEY *x)
833 {
834     return do_EC_KEY_print(bp, x, 4, EC_KEY_PRINT_PARAM);
835 }
836
837 #ifndef OPENSSL_NO_CMS
838
839 static int ecdh_cms_set_peerkey(EVP_PKEY_CTX *pctx,
840                                 X509_ALGOR *alg, ASN1_BIT_STRING *pubkey)
841 {
842     const ASN1_OBJECT *aoid;
843     int atype;
844     const void *aval;
845     int rv = 0;
846     EVP_PKEY *pkpeer = NULL;
847     EC_KEY *ecpeer = NULL;
848     const unsigned char *p;
849     int plen;
850     X509_ALGOR_get0(&aoid, &atype, &aval, alg);
851     if (OBJ_obj2nid(aoid) != NID_X9_62_id_ecPublicKey)
852         goto err;
853     /* If absent parameters get group from main key */
854     if (atype == V_ASN1_UNDEF || atype == V_ASN1_NULL) {
855         const EC_GROUP *grp;
856         EVP_PKEY *pk;
857         pk = EVP_PKEY_CTX_get0_pkey(pctx);
858         if (pk == NULL)
859             goto err;
860         grp = EC_KEY_get0_group(pk->pkey.ec);
861         ecpeer = EC_KEY_new();
862         if (ecpeer == NULL)
863             goto err;
864         if (!EC_KEY_set_group(ecpeer, grp))
865             goto err;
866     } else {
867         ecpeer = eckey_type2param(atype, aval);
868         if (!ecpeer)
869             goto err;
870     }
871     /* We have parameters now set public key */
872     plen = ASN1_STRING_length(pubkey);
873     p = ASN1_STRING_get0_data(pubkey);
874     if (p == NULL || plen == 0)
875         goto err;
876     if (!o2i_ECPublicKey(&ecpeer, &p, plen))
877         goto err;
878     pkpeer = EVP_PKEY_new();
879     if (pkpeer == NULL)
880         goto err;
881     EVP_PKEY_set1_EC_KEY(pkpeer, ecpeer);
882     if (EVP_PKEY_derive_set_peer(pctx, pkpeer) > 0)
883         rv = 1;
884  err:
885     EC_KEY_free(ecpeer);
886     EVP_PKEY_free(pkpeer);
887     return rv;
888 }
889
890 /* Set KDF parameters based on KDF NID */
891 static int ecdh_cms_set_kdf_param(EVP_PKEY_CTX *pctx, int eckdf_nid)
892 {
893     int kdf_nid, kdfmd_nid, cofactor;
894     const EVP_MD *kdf_md;
895     if (eckdf_nid == NID_undef)
896         return 0;
897
898     /* Lookup KDF type, cofactor mode and digest */
899     if (!OBJ_find_sigid_algs(eckdf_nid, &kdfmd_nid, &kdf_nid))
900         return 0;
901
902     if (kdf_nid == NID_dh_std_kdf)
903         cofactor = 0;
904     else if (kdf_nid == NID_dh_cofactor_kdf)
905         cofactor = 1;
906     else
907         return 0;
908
909     if (EVP_PKEY_CTX_set_ecdh_cofactor_mode(pctx, cofactor) <= 0)
910         return 0;
911
912     if (EVP_PKEY_CTX_set_ecdh_kdf_type(pctx, EVP_PKEY_ECDH_KDF_X9_63) <= 0)
913         return 0;
914
915     kdf_md = EVP_get_digestbynid(kdfmd_nid);
916     if (!kdf_md)
917         return 0;
918
919     if (EVP_PKEY_CTX_set_ecdh_kdf_md(pctx, kdf_md) <= 0)
920         return 0;
921     return 1;
922 }
923
924 static int ecdh_cms_set_shared_info(EVP_PKEY_CTX *pctx, CMS_RecipientInfo *ri)
925 {
926     int rv = 0;
927
928     X509_ALGOR *alg, *kekalg = NULL;
929     ASN1_OCTET_STRING *ukm;
930     const unsigned char *p;
931     unsigned char *der = NULL;
932     int plen, keylen;
933     const EVP_CIPHER *kekcipher;
934     EVP_CIPHER_CTX *kekctx;
935
936     if (!CMS_RecipientInfo_kari_get0_alg(ri, &alg, &ukm))
937         return 0;
938
939     if (!ecdh_cms_set_kdf_param(pctx, OBJ_obj2nid(alg->algorithm))) {
940         ECerr(EC_F_ECDH_CMS_SET_SHARED_INFO, EC_R_KDF_PARAMETER_ERROR);
941         return 0;
942     }
943
944     if (alg->parameter->type != V_ASN1_SEQUENCE)
945         return 0;
946
947     p = alg->parameter->value.sequence->data;
948     plen = alg->parameter->value.sequence->length;
949     kekalg = d2i_X509_ALGOR(NULL, &p, plen);
950     if (!kekalg)
951         goto err;
952     kekctx = CMS_RecipientInfo_kari_get0_ctx(ri);
953     if (!kekctx)
954         goto err;
955     kekcipher = EVP_get_cipherbyobj(kekalg->algorithm);
956     if (!kekcipher || EVP_CIPHER_mode(kekcipher) != EVP_CIPH_WRAP_MODE)
957         goto err;
958     if (!EVP_EncryptInit_ex(kekctx, kekcipher, NULL, NULL, NULL))
959         goto err;
960     if (EVP_CIPHER_asn1_to_param(kekctx, kekalg->parameter) <= 0)
961         goto err;
962
963     keylen = EVP_CIPHER_CTX_key_length(kekctx);
964     if (EVP_PKEY_CTX_set_ecdh_kdf_outlen(pctx, keylen) <= 0)
965         goto err;
966
967     plen = CMS_SharedInfo_encode(&der, kekalg, ukm, keylen);
968
969     if (!plen)
970         goto err;
971
972     if (EVP_PKEY_CTX_set0_ecdh_kdf_ukm(pctx, der, plen) <= 0)
973         goto err;
974     der = NULL;
975
976     rv = 1;
977  err:
978     X509_ALGOR_free(kekalg);
979     OPENSSL_free(der);
980     return rv;
981 }
982
983 static int ecdh_cms_decrypt(CMS_RecipientInfo *ri)
984 {
985     EVP_PKEY_CTX *pctx;
986     pctx = CMS_RecipientInfo_get0_pkey_ctx(ri);
987     if (!pctx)
988         return 0;
989     /* See if we need to set peer key */
990     if (!EVP_PKEY_CTX_get0_peerkey(pctx)) {
991         X509_ALGOR *alg;
992         ASN1_BIT_STRING *pubkey;
993         if (!CMS_RecipientInfo_kari_get0_orig_id(ri, &alg, &pubkey,
994                                                  NULL, NULL, NULL))
995             return 0;
996         if (!alg || !pubkey)
997             return 0;
998         if (!ecdh_cms_set_peerkey(pctx, alg, pubkey)) {
999             ECerr(EC_F_ECDH_CMS_DECRYPT, EC_R_PEER_KEY_ERROR);
1000             return 0;
1001         }
1002     }
1003     /* Set ECDH derivation parameters and initialise unwrap context */
1004     if (!ecdh_cms_set_shared_info(pctx, ri)) {
1005         ECerr(EC_F_ECDH_CMS_DECRYPT, EC_R_SHARED_INFO_ERROR);
1006         return 0;
1007     }
1008     return 1;
1009 }
1010
1011 static int ecdh_cms_encrypt(CMS_RecipientInfo *ri)
1012 {
1013     EVP_PKEY_CTX *pctx;
1014     EVP_PKEY *pkey;
1015     EVP_CIPHER_CTX *ctx;
1016     int keylen;
1017     X509_ALGOR *talg, *wrap_alg = NULL;
1018     const ASN1_OBJECT *aoid;
1019     ASN1_BIT_STRING *pubkey;
1020     ASN1_STRING *wrap_str;
1021     ASN1_OCTET_STRING *ukm;
1022     unsigned char *penc = NULL;
1023     int penclen;
1024     int rv = 0;
1025     int ecdh_nid, kdf_type, kdf_nid, wrap_nid;
1026     const EVP_MD *kdf_md;
1027     pctx = CMS_RecipientInfo_get0_pkey_ctx(ri);
1028     if (!pctx)
1029         return 0;
1030     /* Get ephemeral key */
1031     pkey = EVP_PKEY_CTX_get0_pkey(pctx);
1032     if (!CMS_RecipientInfo_kari_get0_orig_id(ri, &talg, &pubkey,
1033                                              NULL, NULL, NULL))
1034         goto err;
1035     X509_ALGOR_get0(&aoid, NULL, NULL, talg);
1036     /* Is everything uninitialised? */
1037     if (aoid == OBJ_nid2obj(NID_undef)) {
1038
1039         EC_KEY *eckey = pkey->pkey.ec;
1040         /* Set the key */
1041         unsigned char *p;
1042
1043         penclen = i2o_ECPublicKey(eckey, NULL);
1044         if (penclen <= 0)
1045             goto err;
1046         penc = OPENSSL_malloc(penclen);
1047         if (penc == NULL)
1048             goto err;
1049         p = penc;
1050         penclen = i2o_ECPublicKey(eckey, &p);
1051         if (penclen <= 0)
1052             goto err;
1053         ASN1_STRING_set0(pubkey, penc, penclen);
1054         pubkey->flags &= ~(ASN1_STRING_FLAG_BITS_LEFT | 0x07);
1055         pubkey->flags |= ASN1_STRING_FLAG_BITS_LEFT;
1056
1057         penc = NULL;
1058         X509_ALGOR_set0(talg, OBJ_nid2obj(NID_X9_62_id_ecPublicKey),
1059                         V_ASN1_UNDEF, NULL);
1060     }
1061
1062     /* See if custom parameters set */
1063     kdf_type = EVP_PKEY_CTX_get_ecdh_kdf_type(pctx);
1064     if (kdf_type <= 0)
1065         goto err;
1066     if (!EVP_PKEY_CTX_get_ecdh_kdf_md(pctx, &kdf_md))
1067         goto err;
1068     ecdh_nid = EVP_PKEY_CTX_get_ecdh_cofactor_mode(pctx);
1069     if (ecdh_nid < 0)
1070         goto err;
1071     else if (ecdh_nid == 0)
1072         ecdh_nid = NID_dh_std_kdf;
1073     else if (ecdh_nid == 1)
1074         ecdh_nid = NID_dh_cofactor_kdf;
1075
1076     if (kdf_type == EVP_PKEY_ECDH_KDF_NONE) {
1077         kdf_type = EVP_PKEY_ECDH_KDF_X9_63;
1078         if (EVP_PKEY_CTX_set_ecdh_kdf_type(pctx, kdf_type) <= 0)
1079             goto err;
1080     } else
1081         /* Unknown KDF */
1082         goto err;
1083     if (kdf_md == NULL) {
1084         /* Fixme later for better MD */
1085         kdf_md = EVP_sha1();
1086         if (EVP_PKEY_CTX_set_ecdh_kdf_md(pctx, kdf_md) <= 0)
1087             goto err;
1088     }
1089
1090     if (!CMS_RecipientInfo_kari_get0_alg(ri, &talg, &ukm))
1091         goto err;
1092
1093     /* Lookup NID for KDF+cofactor+digest */
1094
1095     if (!OBJ_find_sigid_by_algs(&kdf_nid, EVP_MD_type(kdf_md), ecdh_nid))
1096         goto err;
1097     /* Get wrap NID */
1098     ctx = CMS_RecipientInfo_kari_get0_ctx(ri);
1099     wrap_nid = EVP_CIPHER_CTX_type(ctx);
1100     keylen = EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx);
1101
1102     /* Package wrap algorithm in an AlgorithmIdentifier */
1103
1104     wrap_alg = X509_ALGOR_new();
1105     if (wrap_alg == NULL)
1106         goto err;
1107     wrap_alg->algorithm = OBJ_nid2obj(wrap_nid);
1108     wrap_alg->parameter = ASN1_TYPE_new();
1109     if (wrap_alg->parameter == NULL)
1110         goto err;
1111     if (EVP_CIPHER_param_to_asn1(ctx, wrap_alg->parameter) <= 0)
1112         goto err;
1113     if (ASN1_TYPE_get(wrap_alg->parameter) == NID_undef) {
1114         ASN1_TYPE_free(wrap_alg->parameter);
1115         wrap_alg->parameter = NULL;
1116     }
1117
1118     if (EVP_PKEY_CTX_set_ecdh_kdf_outlen(pctx, keylen) <= 0)
1119         goto err;
1120
1121     penclen = CMS_SharedInfo_encode(&penc, wrap_alg, ukm, keylen);
1122
1123     if (!penclen)
1124         goto err;
1125
1126     if (EVP_PKEY_CTX_set0_ecdh_kdf_ukm(pctx, penc, penclen) <= 0)
1127         goto err;
1128     penc = NULL;
1129
1130     /*
1131      * Now need to wrap encoding of wrap AlgorithmIdentifier into parameter
1132      * of another AlgorithmIdentifier.
1133      */
1134     penclen = i2d_X509_ALGOR(wrap_alg, &penc);
1135     if (!penc || !penclen)
1136         goto err;
1137     wrap_str = ASN1_STRING_new();
1138     if (wrap_str == NULL)
1139         goto err;
1140     ASN1_STRING_set0(wrap_str, penc, penclen);
1141     penc = NULL;
1142     X509_ALGOR_set0(talg, OBJ_nid2obj(kdf_nid), V_ASN1_SEQUENCE, wrap_str);
1143
1144     rv = 1;
1145
1146  err:
1147     OPENSSL_free(penc);
1148     X509_ALGOR_free(wrap_alg);
1149     return rv;
1150 }
1151
1152 #endif