crypto/engine/eng_cryptodev.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2002 Bob Beck <beck@openbsd.org>
   3  * Copyright (c) 2002 Theo de Raadt
   4  * Copyright (c) 2002 Markus Friedl
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  15  * 3. Neither the name of the author nor the names of contributors
  16  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  17  *    without specific prior written permission.
  18  *
  19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND ANY
  20  * EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED
  21  * WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
  22  * DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY
  23  * DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES
  24  * (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  25  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND
  26  * ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  27  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  28  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  29  *
  30  */
  31
  32 #include <openssl/objects.h>
  33 #include <openssl/engine.h>
  34 #include <openssl/evp.h>
  35
  36 #ifndef __OpenBSD__
  37
  38 void
  39 ENGINE_load_cryptodev(void)
  40 {
  41         /* This is a NOP unless __OpenBSD__ is defined */
  42         return;
  43 }
  44
  45 #else /* __OpenBSD__ */
  46
  47 #include <sys/types.h>
  48 #include <sys/param.h>
  49
  50 #if OpenBSD < 200112
  51
  52 void
  53 ENGINE_load_cryptodev(void)
  54 {
  55         /* This is a NOP unless we have release 3.0 (released december 2001) */
  56         return;
  57 }
  58
  59 #else /* OpenBSD 3.0 or above */
  60
  61 #include <crypto/cryptodev.h>
  62 #include <sys/ioctl.h>
  63 #include <errno.h>
  64 #include <stdio.h>
  65 #include <unistd.h>
  66 #include <fcntl.h>
  67 #include <stdarg.h>
  68 #include <syslog.h>
  69 #include <errno.h>
  70 #include <string.h>
  71
  72 struct dev_crypto_state {
  73         struct session_op d_sess;
  74         int d_fd;
  75 };
  76
  77 static u_int32_t cryptodev_asymfeat = 0;
  78
  79 static int get_asym_dev_crypto(void);
  80 static int open_dev_crypto(void);
  81 static int get_dev_crypto(void);
  82 static int cryptodev_max_iv(int cipher);
  83 static int cryptodev_key_length_valid(int cipher, int len);
  84 static int cipher_nid_to_cryptodev(int nid);
  85 static int get_cryptodev_ciphers(const int **cnids);
  86 static int get_cryptodev_digests(const int **cnids);
  87 static int cryptodev_usable_ciphers(const int **nids);
  88 static int cryptodev_usable_digests(const int **nids);
  89 static int cryptodev_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
  90     const unsigned char *in, unsigned int inl);
  91 static int cryptodev_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
  92     const unsigned char *iv, int enc);
  93 static int cryptodev_cleanup(EVP_CIPHER_CTX *ctx);
  94 static int cryptodev_engine_ciphers(ENGINE *e, const EVP_CIPHER **cipher,
  95     const int **nids, int nid);
  96 static int cryptodev_engine_digests(ENGINE *e, const EVP_MD **digest,
  97     const int **nids, int nid);
  98 static int bn2crparam(const BIGNUM *a, struct crparam *crp);
  99 static int crparam2bn(struct crparam *crp, BIGNUM *a);
 100 static void zapparams(struct crypt_kop *kop);
 101 static int cryptodev_asym(struct crypt_kop *kop, int rlen, BIGNUM *r,
 102     int slen, BIGNUM *s);
 103
 104 static int cryptodev_bn_mod_exp(BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 105     const BIGNUM *p, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *m_ctx);
 106 static int cryptodev_rsa_nocrt_mod_exp(BIGNUM *r0, const BIGNUM *I,
 107     RSA *rsa);
 108 static int cryptodev_rsa_mod_exp(BIGNUM *r0, const BIGNUM *I, RSA *rsa);
 109 static int cryptodev_dsa_bn_mod_exp(DSA *dsa, BIGNUM *r, BIGNUM *a,
 110     const BIGNUM *p, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *m_ctx);
 111 static int cryptodev_dsa_dsa_mod_exp(DSA *dsa, BIGNUM *t1, BIGNUM *g,
 112     BIGNUM *u1, BIGNUM *pub_key, BIGNUM *u2, BIGNUM *p,
 113     BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *mont);
 114 static DSA_SIG *cryptodev_dsa_do_sign(const unsigned char *dgst,
 115     int dlen, DSA *dsa);
 116 static int cryptodev_dsa_verify(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 117     DSA_SIG *sig, DSA *dsa);
 118 static int cryptodev_mod_exp_dh(const DH *dh, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 119     const BIGNUM *p, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx,
 120     BN_MONT_CTX *m_ctx);
 121 static int cryptodev_dh_compute_key(unsigned char *key,
 122     const BIGNUM *pub_key, DH *dh);
 123 static int cryptodev_ctrl(ENGINE *e, int cmd, long i, void *p,
 124     void (*f)());
 125 void ENGINE_load_cryptodev(void);
 126
 127 static const ENGINE_CMD_DEFN cryptodev_defns[] = {
 128         { 0, NULL, NULL, 0 }
 129 };
 130
 131 static struct {
 132         int     id;
 133         int     nid;
 134         int     ivmax;
 135         int     keylen;
 136 } ciphers[] = {
 137         { CRYPTO_DES_CBC,               NID_des_cbc,            8,       8, },
 138         { CRYPTO_3DES_CBC,              NID_des_ede3_cbc,       8,      24, },
 139         { CRYPTO_AES_CBC,               NID_aes_128_cbc,        16,     16, },
 140         { CRYPTO_BLF_CBC,               NID_bf_cbc,             8,      16, },
 141         { CRYPTO_CAST_CBC,              NID_cast5_cbc,          8,      16, },
 142         { CRYPTO_SKIPJACK_CBC,          NID_undef,              0,       0, },
 143         { 0,                            NID_undef,              0,       0, },
 144 };
 145
 146 static struct {
 147         int     id;
 148         int     nid;
 149 } digests[] = {
 150         { CRYPTO_SHA1_HMAC,             NID_hmacWithSHA1,       },
 151         { CRYPTO_RIPEMD160_HMAC,        NID_ripemd160,          },
 152         { CRYPTO_MD5_KPDK,              NID_undef,              },
 153         { CRYPTO_SHA1_KPDK,             NID_undef,              },
 154         { CRYPTO_MD5,                   NID_md5,                },
 155         { CRYPTO_SHA1,                  NID_undef,              },
 156         { 0,                            NID_undef,              },
 157 };
 158
 159 /*
 160  * Return a fd if /dev/crypto seems usable, 0 otherwise.
 161  */
 162 static int
 163 open_dev_crypto(void)
 164 {
 165         static int fd = -1;
 166
 167         if (fd == -1) {
 168                 if ((fd = open("/dev/crypto", O_RDWR, 0)) == -1)
 169                         return (-1);
 170                 /* close on exec */
 171                 if (fcntl(fd, F_SETFD, 1) == -1) {
 172                         close(fd);
 173                         fd = -1;
 174                         return (-1);
 175                 }
 176         }
 177         return (fd);
 178 }
 179
 180 static int
 181 get_dev_crypto(void)
 182 {
 183         int fd, retfd;
 184
 185         if ((fd = open_dev_crypto()) == -1)
 186                 return (-1);
 187         if (ioctl(fd, CRIOGET, &retfd) == -1)
 188                 return (-1);
 189
 190         /* close on exec */
 191         if (fcntl(retfd, F_SETFD, 1) == -1) {
 192                 close(retfd);
 193                 return (-1);
 194         }
 195         return (retfd);
 196 }
 197
 198 /* Caching version for asym operations */
 199 static int
 200 get_asym_dev_crypto(void)
 201 {
 202         static int fd = -1;
 203
 204         if (fd == -1)
 205                 fd = get_dev_crypto();
 206         return fd;
 207 }
 208
 209 /*
 210  * XXXX this needs to be set for each alg - and determined from
 211  * a running card.
 212  */
 213 static int
 214 cryptodev_max_iv(int cipher)
 215 {
 216         int i;
 217
 218         for (i = 0; ciphers[i].id; i++)
 219                 if (ciphers[i].id == cipher)
 220                         return (ciphers[i].ivmax);
 221         return (0);
 222 }
 223
 224 /*
 225  * XXXX this needs to be set for each alg - and determined from
 226  * a running card. For now, fake it out - but most of these
 227  * for real devices should return 1 for the supported key
 228  * sizes the device can handle.
 229  */
 230 static int
 231 cryptodev_key_length_valid(int cipher, int len)
 232 {
 233         int i;
 234
 235         for (i = 0; ciphers[i].id; i++)
 236                 if (ciphers[i].id == cipher)
 237                         return (ciphers[i].keylen == len);
 238         return (0);
 239 }
 240
 241 /* convert libcrypto nids to cryptodev */
 242 static int
 243 cipher_nid_to_cryptodev(int nid)
 244 {
 245         int i;
 246
 247         for (i = 0; ciphers[i].id; i++)
 248                 if (ciphers[i].nid == nid)
 249                         return (ciphers[i].id);
 250         return (0);
 251 }
 252
 253 /*
 254  * Find out what ciphers /dev/crypto will let us have a session for.
 255  * XXX note, that some of these openssl doesn't deal with yet!
 256  * returning them here is harmless, as long as we return NULL
 257  * when asked for a handler in the cryptodev_engine_ciphers routine
 258  */
 259 static int
 260 get_cryptodev_ciphers(const int **cnids)
 261 {
 262         static int nids[CRYPTO_ALGORITHM_MAX];
 263         struct session_op sess;
 264         int fd, i, count = 0;
 265
 266         if ((fd = get_dev_crypto()) < 0) {
 267                 *nids = NULL;
 268                 return (0);
 269         }
 270         memset(&sess, 0, sizeof(sess));
 271         sess.key = (caddr_t)"123456781234567812345678";
 272
 273         for (i = 0; ciphers[i].id && count < CRYPTO_ALGORITHM_MAX; i++) {
 274                 if (ciphers[i].nid == NID_undef)
 275                         continue;
 276                 sess.cipher = ciphers[i].id;
 277                 sess.keylen = ciphers[i].keylen;
 278                 sess.mac = 0;
 279                 if (ioctl(fd, CIOCGSESSION, &sess) != -1 &&
 280                     ioctl(fd, CIOCFSESSION, &sess.ses) != -1)
 281                         nids[count++] = ciphers[i].nid;
 282         }
 283         close(fd);
 284
 285         if (count > 0)
 286                 *cnids = nids;
 287         else
 288                 *cnids = NULL;
 289         return (count);
 290 }
 291
 292 /*
 293  * Find out what digests /dev/crypto will let us have a session for.
 294  * XXX note, that some of these openssl doesn't deal with yet!
 295  * returning them here is harmless, as long as we return NULL
 296  * when asked for a handler in the cryptodev_engine_digests routine
 297  */
 298 static int
 299 get_cryptodev_digests(const int **cnids)
 300 {
 301         static int nids[CRYPTO_ALGORITHM_MAX];
 302         struct session_op sess;
 303         int fd, i, count = 0;
 304
 305         if ((fd = get_dev_crypto()) < 0) {
 306                 *nids = NULL;
 307                 return (0);
 308         }
 309         memset(&sess, 0, sizeof(sess));
 310         for (i = 0; digests[i].id && count < CRYPTO_ALGORITHM_MAX; i++) {
 311                 if (digests[i].nid == NID_undef)
 312                         continue;
 313                 sess.mac = digests[i].id;
 314                 sess.cipher = 0;
 315                 if (ioctl(fd, CIOCGSESSION, &sess) != -1 &&
 316                     ioctl(fd, CIOCFSESSION, &sess.ses) != -1)
 317                         nids[count++] = digests[i].nid;
 318         }
 319         close(fd);
 320
 321         if (count > 0)
 322                 *cnids = nids;
 323         else
 324                 *cnids = NULL;
 325         return (count);
 326 }
 327
 328 /*
 329  * Find the useable ciphers|digests from dev/crypto - this is the first
 330  * thing called by the engine init crud which determines what it
 331  * can use for ciphers from this engine. We want to return
 332  * only what we can do, anythine else is handled by software.
 333  *
 334  * If we can't initialize the device to do anything useful for
 335  * any reason, we want to return a NULL array, and 0 length,
 336  * which forces everything to be done is software. By putting
 337  * the initalization of the device in here, we ensure we can
 338  * use this engine as the default, and if for whatever reason
 339  * /dev/crypto won't do what we want it will just be done in
 340  * software
 341  *
 342  * This can (should) be greatly expanded to perhaps take into
 343  * account speed of the device, and what we want to do.
 344  * (although the disabling of particular alg's could be controlled
 345  * by the device driver with sysctl's.) - this is where we
 346  * want most of the decisions made about what we actually want
 347  * to use from /dev/crypto.
 348  */
 349 static int
 350 cryptodev_usable_ciphers(const int **nids)
 351 {
 352         return (get_cryptodev_ciphers(nids));
 353 }
 354
 355 static int
 356 cryptodev_usable_digests(const int **nids)
 357 {
 358         /*
 359          * XXXX just disable all digests for now, because it sucks.
 360          * we need a better way to decide this - i.e. I may not
 361          * want digests on slow cards like hifn on fast machines,
 362          * but might want them on slow or loaded machines, etc.
 363          * will also want them when using crypto cards that don't
 364          * suck moose gonads - would be nice to be able to decide something
 365          * as reasonable default without having hackery that's card dependent.
 366          * of course, the default should probably be just do everything,
 367          * with perhaps a sysctl to turn algoritms off (or have them off
 368          * by default) on cards that generally suck like the hifn.
 369          */
 370         *nids = NULL;
 371         return (0);
 372 }
 373
 374 static int
 375 cryptodev_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 376     const unsigned char *in, unsigned int inl)
 377 {
 378         struct crypt_op cryp;
 379         struct dev_crypto_state *state = ctx->cipher_data;
 380         struct session_op *sess = &state->d_sess;
 381         void *iiv;
 382         unsigned char save_iv[EVP_MAX_IV_LENGTH];
 383
 384         if (state->d_fd < 0)
 385                 return (0);
 386         if (!inl)
 387                 return (1);
 388         if ((inl % ctx->cipher->block_size) != 0)
 389                 return (0);
 390
 391         memset(&cryp, 0, sizeof(cryp));
 392
 393         cryp.ses = sess->ses;
 394         cryp.flags = 0;
 395         cryp.len = inl;
 396         cryp.src = (caddr_t) in;
 397         cryp.dst = (caddr_t) out;
 398         cryp.mac = 0;
 399
 400         cryp.op = ctx->encrypt ? COP_ENCRYPT : COP_DECRYPT;
 401
 402         if (ctx->cipher->iv_len) {
 403                 cryp.iv = (caddr_t) ctx->iv;
 404                 if (!ctx->encrypt) {
 405                         iiv = (void *) in + inl - ctx->cipher->iv_len;
 406                         memcpy(save_iv, iiv, ctx->cipher->iv_len);
 407                 }
 408         } else
 409                 cryp.iv = NULL;
 410
 411         if (ioctl(state->d_fd, CIOCCRYPT, &cryp) == -1) {
 412                 /* XXX need better errror handling
 413                  * this can fail for a number of different reasons.
 414                  */
 415                 return (0);
 416         }
 417
 418         if (ctx->cipher->iv_len) {
 419                 if (ctx->encrypt)
 420                         iiv = (void *) out + inl - ctx->cipher->iv_len;
 421                 else
 422                         iiv = save_iv;
 423                 memcpy(ctx->iv, iiv, ctx->cipher->iv_len);
 424         }
 425         return (1);
 426 }
 427
 428 static int
 429 cryptodev_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
 430     const unsigned char *iv, int enc)
 431 {
 432         struct dev_crypto_state *state = ctx->cipher_data;
 433         struct session_op *sess = &state->d_sess;
 434         int cipher;
 435
 436         if ((cipher = cipher_nid_to_cryptodev(ctx->cipher->nid)) == NID_undef)
 437                 return (0);
 438
 439         if (ctx->cipher->iv_len > cryptodev_max_iv(cipher))
 440                 return (0);
 441
 442         if (!cryptodev_key_length_valid(cipher, ctx->key_len))
 443                 return (0);
 444
 445         memset(sess, 0, sizeof(struct session_op));
 446
 447         if ((state->d_fd = get_dev_crypto()) < 0)
 448                 return (0);
 449
 450         sess->key = (unsigned char *)key;
 451         sess->keylen = ctx->key_len;
 452         sess->cipher = cipher;
 453
 454         if (ioctl(state->d_fd, CIOCGSESSION, sess) == -1) {
 455                 close(state->d_fd);
 456                 state->d_fd = -1;
 457                 return (0);
 458         }
 459         return (1);
 460 }
 461
 462 /*
 463  * free anything we allocated earlier when initting a
 464  * session, and close the session.
 465  */
 466 static int
 467 cryptodev_cleanup(EVP_CIPHER_CTX *ctx)
 468 {
 469         int ret = 0;
 470         struct dev_crypto_state *state = ctx->cipher_data;
 471         struct session_op *sess = &state->d_sess;
 472
 473         if (state->d_fd < 0)
 474                 return (0);
 475
 476         /* XXX if this ioctl fails, someting's wrong. the invoker
 477          * may have called us with a bogus ctx, or we could
 478          * have a device that for whatever reason just doesn't
 479          * want to play ball - it's not clear what's right
 480          * here - should this be an error? should it just
 481          * increase a counter, hmm. For right now, we return
 482          * 0 - I don't believe that to be "right". we could
 483          * call the gorpy openssl lib error handlers that
 484          * print messages to users of the library. hmm..
 485          */
 486
 487         if (ioctl(state->d_fd, CIOCFSESSION, &sess->ses) == -1) {
 488                 ret = 0;
 489         } else {
 490                 ret = 1;
 491         }
 492         close(state->d_fd);
 493         state->d_fd = -1;
 494
 495         return (ret);
 496 }
 497
 498 /*
 499  * libcrypto EVP stuff - this is how we get wired to EVP so the engine
 500  * gets called when libcrypto requests a cipher NID.
 501  */
 502
 503 /* DES CBC EVP */
 504 const EVP_CIPHER cryptodev_des_cbc = {
 505         NID_des_cbc,
 506         8, 8, 8,
 507         EVP_CIPH_CBC_MODE,
 508         cryptodev_init_key,
 509         cryptodev_cipher,
 510         cryptodev_cleanup,
 511         sizeof(struct dev_crypto_state),
 512         EVP_CIPHER_set_asn1_iv,
 513         EVP_CIPHER_get_asn1_iv,
 514         NULL
 515 };
 516
 517 /* 3DES CBC EVP */
 518 const EVP_CIPHER cryptodev_3des_cbc = {
 519         NID_des_ede3_cbc,
 520         8, 24, 8,
 521         EVP_CIPH_CBC_MODE,
 522         cryptodev_init_key,
 523         cryptodev_cipher,
 524         cryptodev_cleanup,
 525         sizeof(struct dev_crypto_state),
 526         EVP_CIPHER_set_asn1_iv,
 527         EVP_CIPHER_get_asn1_iv,
 528         NULL
 529 };
 530
 531 const EVP_CIPHER cryptodev_bf_cbc = {
 532         NID_bf_cbc,
 533         8, 16, 8,
 534         EVP_CIPH_CBC_MODE,
 535         cryptodev_init_key,
 536         cryptodev_cipher,
 537         cryptodev_cleanup,
 538         sizeof(struct dev_crypto_state),
 539         EVP_CIPHER_set_asn1_iv,
 540         EVP_CIPHER_get_asn1_iv,
 541         NULL
 542 };
 543
 544 const EVP_CIPHER cryptodev_cast_cbc = {
 545         NID_cast5_cbc,
 546         8, 16, 8,
 547         EVP_CIPH_CBC_MODE,
 548         cryptodev_init_key,
 549         cryptodev_cipher,
 550         cryptodev_cleanup,
 551         sizeof(struct dev_crypto_state),
 552         EVP_CIPHER_set_asn1_iv,
 553         EVP_CIPHER_get_asn1_iv,
 554         NULL
 555 };
 556
 557 const EVP_CIPHER cryptodev_aes_cbc = {
 558         NID_aes_128_cbc,
 559         16, 16, 16,
 560         EVP_CIPH_CBC_MODE,
 561         cryptodev_init_key,
 562         cryptodev_cipher,
 563         cryptodev_cleanup,
 564         sizeof(struct dev_crypto_state),
 565         EVP_CIPHER_set_asn1_iv,
 566         EVP_CIPHER_get_asn1_iv,
 567         NULL
 568 };
 569
 570 /*
 571  * Registered by the ENGINE when used to find out how to deal with
 572  * a particular NID in the ENGINE. this says what we'll do at the
 573  * top level - note, that list is restricted by what we answer with
 574  */
 575 static int
 576 cryptodev_engine_ciphers(ENGINE *e, const EVP_CIPHER **cipher,
 577     const int **nids, int nid)
 578 {
 579         if (!cipher)
 580                 return (cryptodev_usable_ciphers(nids));
 581
 582         switch (nid) {
 583         case NID_des_ede3_cbc:
 584                 *cipher = &cryptodev_3des_cbc;
 585                 break;
 586         case NID_des_cbc:
 587                 *cipher = &cryptodev_des_cbc;
 588                 break;
 589         case NID_bf_cbc:
 590                 *cipher = &cryptodev_bf_cbc;
 591                 break;
 592         case NID_cast5_cbc:
 593                 *cipher = &cryptodev_cast_cbc;
 594                 break;
 595         case NID_aes_128_cbc:
 596                 *cipher = &cryptodev_aes_cbc;
 597                 break;
 598         default:
 599                 *cipher = NULL;
 600                 break;
 601         }
 602         return (*cipher != NULL);
 603 }
 604
 605 static int
 606 cryptodev_engine_digests(ENGINE *e, const EVP_MD **digest,
 607     const int **nids, int nid)
 608 {
 609         if (!digest)
 610                 return (cryptodev_usable_digests(nids));
 611
 612         switch (nid) {
 613         case NID_md5:
 614                 *digest = NULL; /* need to make a clean md5 critter */
 615                 break;
 616         default:
 617                 *digest = NULL;
 618                 break;
 619         }
 620         return (*digest != NULL);
 621 }
 622
 623 /*
 624  * Convert a BIGNUM to the representation that /dev/crypto needs.
 625  * Upon completion of use, the caller is responsible for freeing
 626  * crp->crp_p.
 627  */
 628 static int
 629 bn2crparam(const BIGNUM *a, struct crparam *crp)
 630 {
 631         int i, j, k;
 632         ssize_t words, bytes, bits;
 633         u_char *b;
 634
 635         crp->crp_p = NULL;
 636         crp->crp_nbits = 0;
 637
 638         bits = BN_num_bits(a);
 639         bytes = (bits + 7) / 8;
 640
 641         b = malloc(bytes);
 642         if (b == NULL)
 643                 return (1);
 644
 645         crp->crp_p = b;
 646         crp->crp_nbits = bits;
 647
 648         for (i = 0, j = 0; i < a->top; i++) {
 649                 for (k = 0; k < BN_BITS2 / 8; k++) {
 650                         if ((j + k) >= bytes)
 651                                 return (0);
 652                         b[j + k] = a->d[i] >> (k * 8);
 653                 }
 654                 j += BN_BITS2 / 8;
 655         }
 656         return (0);
 657 }
 658
 659 /* Convert a /dev/crypto parameter to a BIGNUM */
 660 static int
 661 crparam2bn(struct crparam *crp, BIGNUM *a)
 662 {
 663         u_int8_t *pd;
 664         int i, bytes;
 665
 666         bytes = (crp->crp_nbits + 7) / 8;
 667
 668         if (bytes == 0)
 669                 return (-1);
 670
 671         if ((pd = (u_int8_t *) malloc(bytes)) == NULL)
 672                 return (-1);
 673
 674         for (i = 0; i < bytes; i++)
 675                 pd[i] = crp->crp_p[bytes - i - 1];
 676
 677         BN_bin2bn(pd, bytes, a);
 678         free(pd);
 679
 680         return (0);
 681 }
 682
 683 static void
 684 zapparams(struct crypt_kop *kop)
 685 {
 686         int i;
 687
 688         for (i = 0; i <= kop->crk_iparams + kop->crk_oparams; i++) {
 689                 if (kop->crk_param[i].crp_p)
 690                         free(kop->crk_param[i].crp_p);
 691                 kop->crk_param[i].crp_p = NULL;
 692                 kop->crk_param[i].crp_nbits = 0;
 693         }
 694 }
 695
 696 static int
 697 cryptodev_asym(struct crypt_kop *kop, int rlen, BIGNUM *r, int slen, BIGNUM *s)
 698 {
 699         int fd, ret = -1;
 700
 701         if ((fd = get_asym_dev_crypto()) < 0)
 702                 return (ret);
 703
 704         if (r) {
 705                 kop->crk_param[kop->crk_iparams].crp_p = calloc(rlen, sizeof(char));
 706                 kop->crk_param[kop->crk_iparams].crp_nbits = rlen * 8;
 707                 kop->crk_oparams++;
 708         }
 709         if (s) {
 710                 kop->crk_param[kop->crk_iparams+1].crp_p = calloc(slen, sizeof(char));
 711                 kop->crk_param[kop->crk_iparams+1].crp_nbits = slen * 8;
 712                 kop->crk_oparams++;
 713         }
 714
 715         if (ioctl(fd, CIOCKEY, kop) == 0) {
 716                 if (r)
 717                         crparam2bn(&kop->crk_param[kop->crk_iparams], r);
 718                 if (s)
 719                         crparam2bn(&kop->crk_param[kop->crk_iparams+1], s);
 720                 ret = 0;
 721         }
 722
 723         return (ret);
 724 }
 725
 726 static int
 727 cryptodev_bn_mod_exp(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
 728     const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *in_mont)
 729 {
 730         struct crypt_kop kop;
 731         int ret = 1;
 732
 733         /* Currently, we know we can do mod exp iff we can do any
 734          * asymmetric operations at all.
 735          */
 736         if (cryptodev_asymfeat == 0) {
 737                 ret = BN_mod_exp(r, a, p, m, ctx);
 738                 return (ret);
 739         }
 740
 741         memset(&kop, 0, sizeof kop);
 742         kop.crk_op = CRK_MOD_EXP;
 743
 744         /* inputs: a^p % m */
 745         if (bn2crparam(a, &kop.crk_param[0]))
 746                 goto err;
 747         if (bn2crparam(p, &kop.crk_param[1]))
 748                 goto err;
 749         if (bn2crparam(m, &kop.crk_param[2]))
 750                 goto err;
 751         kop.crk_iparams = 3;
 752
 753         if (cryptodev_asym(&kop, BN_num_bytes(m), r, 0, NULL) == -1) {
 754                 const RSA_METHOD *meth = RSA_PKCS1_SSLeay();
 755                 ret = meth->bn_mod_exp(r, a, p, m, ctx, in_mont);
 756         }
 757 err:
 758         zapparams(&kop);
 759         return (ret);
 760 }
 761
 762 static int
 763 cryptodev_rsa_nocrt_mod_exp(BIGNUM *r0, const BIGNUM *I, RSA *rsa)
 764 {
 765         int r;
 766         BN_CTX *ctx;
 767
 768         ctx = BN_CTX_new();
 769         r = cryptodev_bn_mod_exp(r0, I, rsa->d, rsa->n, ctx, NULL);
 770         BN_CTX_free(ctx);
 771         return (r);
 772 }
 773
 774 static int
 775 cryptodev_rsa_mod_exp(BIGNUM *r0, const BIGNUM *I, RSA *rsa)
 776 {
 777         struct crypt_kop kop;
 778         int ret = 1;
 779
 780         if (!rsa->p || !rsa->q || !rsa->dmp1 || !rsa->dmq1 || !rsa->iqmp) {
 781                 /* XXX 0 means failure?? */
 782                 return (0);
 783         }
 784
 785         memset(&kop, 0, sizeof kop);
 786         kop.crk_op = CRK_MOD_EXP_CRT;
 787         /* inputs: rsa->p rsa->q I rsa->dmp1 rsa->dmq1 rsa->iqmp */
 788         if (bn2crparam(rsa->p, &kop.crk_param[0]))
 789                 goto err;
 790         if (bn2crparam(rsa->q, &kop.crk_param[1]))
 791                 goto err;
 792         if (bn2crparam(I, &kop.crk_param[2]))
 793                 goto err;
 794         if (bn2crparam(rsa->dmp1, &kop.crk_param[3]))
 795                 goto err;
 796         if (bn2crparam(rsa->dmq1, &kop.crk_param[4]))
 797                 goto err;
 798         if (bn2crparam(rsa->iqmp, &kop.crk_param[5]))
 799                 goto err;
 800         kop.crk_iparams = 6;
 801
 802         if (cryptodev_asym(&kop, BN_num_bytes(rsa->n), r0, 0, NULL) == -1) {
 803                 const RSA_METHOD *meth = RSA_PKCS1_SSLeay();
 804                 ret = (*meth->rsa_mod_exp)(r0, I, rsa);
 805         }
 806 err:
 807         zapparams(&kop);
 808         return (ret);
 809 }
 810
 811 static RSA_METHOD cryptodev_rsa = {
 812         "cryptodev RSA method",
 813         NULL,                           /* rsa_pub_enc */
 814         NULL,                           /* rsa_pub_dec */
 815         NULL,                           /* rsa_priv_enc */
 816         NULL,                           /* rsa_priv_dec */
 817         NULL,
 818         NULL,
 819         NULL,                           /* init */
 820         NULL,                           /* finish */
 821         0,                              /* flags */
 822         NULL,                           /* app_data */
 823         NULL,                           /* rsa_sign */
 824         NULL                            /* rsa_verify */
 825 };
 826
 827 static int
 828 cryptodev_dsa_bn_mod_exp(DSA *dsa, BIGNUM *r, BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
 829     const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *m_ctx)
 830 {
 831         return (cryptodev_bn_mod_exp(r, a, p, m, ctx, m_ctx));
 832 }
 833
 834 static int
 835 cryptodev_dsa_dsa_mod_exp(DSA *dsa, BIGNUM *t1, BIGNUM *g,
 836     BIGNUM *u1, BIGNUM *pub_key, BIGNUM *u2, BIGNUM *p,
 837     BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *mont)
 838 {
 839         BIGNUM t2;
 840         int ret = 0;
 841
 842         BN_init(&t2);
 843
 844         /* v = ( g^u1 * y^u2 mod p ) mod q */
 845         /* let t1 = g ^ u1 mod p */
 846         ret = 0;
 847
 848         if (!dsa->meth->bn_mod_exp(dsa,t1,dsa->g,u1,dsa->p,ctx,mont))
 849                 goto err;
 850
 851         /* let t2 = y ^ u2 mod p */
 852         if (!dsa->meth->bn_mod_exp(dsa,&t2,dsa->pub_key,u2,dsa->p,ctx,mont))
 853                 goto err;
 854         /* let u1 = t1 * t2 mod p */
 855         if (!BN_mod_mul(u1,t1,&t2,dsa->p,ctx))
 856                 goto err;
 857
 858         BN_copy(t1,u1);
 859
 860         ret = 1;
 861 err:
 862         BN_free(&t2);
 863         return(ret);
 864 }
 865
 866 static DSA_SIG *
 867 cryptodev_dsa_do_sign(const unsigned char *dgst, int dlen, DSA *dsa)
 868 {
 869         struct crypt_kop kop;
 870         BIGNUM *r = NULL, *s = NULL;
 871         DSA_SIG *dsaret = NULL;
 872
 873         if ((r = BN_new()) == NULL)
 874                 goto err;
 875         if ((s = BN_new()) == NULL) {
 876                 BN_free(r);
 877                 goto err;
 878         }
 879
 880         printf("bar\n");
 881         memset(&kop, 0, sizeof kop);
 882         kop.crk_op = CRK_DSA_SIGN;
 883
 884         /* inputs: dgst dsa->p dsa->q dsa->g dsa->priv_key */
 885         kop.crk_param[0].crp_p = (caddr_t)dgst;
 886         kop.crk_param[0].crp_nbits = dlen * 8;
 887         if (bn2crparam(dsa->p, &kop.crk_param[1]))
 888                 goto err;
 889         if (bn2crparam(dsa->q, &kop.crk_param[2]))
 890                 goto err;
 891         if (bn2crparam(dsa->g, &kop.crk_param[3]))
 892                 goto err;
 893         if (bn2crparam(dsa->priv_key, &kop.crk_param[4]))
 894                 goto err;
 895         kop.crk_iparams = 5;
 896
 897         if (cryptodev_asym(&kop, BN_num_bytes(dsa->q), r,
 898             BN_num_bytes(dsa->q), s) == 0) {
 899                 dsaret = DSA_SIG_new();
 900                 dsaret->r = r;
 901                 dsaret->s = s;
 902         } else {
 903                 const DSA_METHOD *meth = DSA_OpenSSL();
 904                 BN_free(r);
 905                 BN_free(s);
 906                 dsaret = (meth->dsa_do_sign)(dgst, dlen, dsa);
 907         }
 908 err:
 909         kop.crk_param[0].crp_p = NULL;
 910         zapparams(&kop);
 911         return (dsaret);
 912 }
 913
 914 static int
 915 cryptodev_dsa_verify(const unsigned char *dgst, int dlen,
 916     DSA_SIG *sig, DSA *dsa)
 917 {
 918         struct crypt_kop kop;
 919         int dsaret = 1;
 920
 921         memset(&kop, 0, sizeof kop);
 922         kop.crk_op = CRK_DSA_VERIFY;
 923
 924         /* inputs: dgst dsa->p dsa->q dsa->g dsa->pub_key sig->r sig->s */
 925         kop.crk_param[0].crp_p = (caddr_t)dgst;
 926         kop.crk_param[0].crp_nbits = dlen * 8;
 927         if (bn2crparam(dsa->p, &kop.crk_param[1]))
 928                 goto err;
 929         if (bn2crparam(dsa->q, &kop.crk_param[2]))
 930                 goto err;
 931         if (bn2crparam(dsa->g, &kop.crk_param[3]))
 932                 goto err;
 933         if (bn2crparam(dsa->pub_key, &kop.crk_param[4]))
 934                 goto err;
 935         if (bn2crparam(sig->r, &kop.crk_param[5]))
 936                 goto err;
 937         if (bn2crparam(sig->s, &kop.crk_param[6]))
 938                 goto err;
 939         kop.crk_iparams = 7;
 940
 941         if (cryptodev_asym(&kop, 0, NULL, 0, NULL) == 0) {
 942                 dsaret = kop.crk_status;
 943         } else {
 944                 const DSA_METHOD *meth = DSA_OpenSSL();
 945
 946                 dsaret = (meth->dsa_do_verify)(dgst, dlen, sig, dsa);
 947         }
 948 err:
 949         kop.crk_param[0].crp_p = NULL;
 950         zapparams(&kop);
 951         return (dsaret);
 952 }
 953
 954 static DSA_METHOD cryptodev_dsa = {
 955         "cryptodev DSA method",
 956         NULL,
 957         NULL,                           /* dsa_sign_setup */
 958         NULL,
 959         NULL,                           /* dsa_mod_exp */
 960         NULL,
 961         NULL,                           /* init */
 962         NULL,                           /* finish */
 963         0,      /* flags */
 964         NULL    /* app_data */
 965 };
 966
 967 static int
 968 cryptodev_mod_exp_dh(const DH *dh, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 969     const BIGNUM *p, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx,
 970     BN_MONT_CTX *m_ctx)
 971 {
 972         return (cryptodev_bn_mod_exp(r, a, p, m, ctx, m_ctx));
 973 }
 974
 975 static int
 976 cryptodev_dh_compute_key(unsigned char *key, const BIGNUM *pub_key, DH *dh)
 977 {
 978         struct crypt_kop kop;
 979         int dhret = 1;
 980         int fd, keylen;
 981
 982         if ((fd = get_asym_dev_crypto()) < 0) {
 983                 const DH_METHOD *meth = DH_OpenSSL();
 984
 985                 return ((meth->compute_key)(key, pub_key, dh));
 986         }
 987
 988         keylen = BN_num_bits(dh->p);
 989
 990         memset(&kop, 0, sizeof kop);
 991         kop.crk_op = CRK_DH_COMPUTE_KEY;
 992
 993         /* inputs: dh->priv_key pub_key dh->p key */
 994         if (bn2crparam(dh->priv_key, &kop.crk_param[0]))
 995                 goto err;
 996         if (bn2crparam(pub_key, &kop.crk_param[1]))
 997                 goto err;
 998         if (bn2crparam(dh->p, &kop.crk_param[2]))
 999                 goto err;
1000         kop.crk_iparams = 3;
1001
1002         kop.crk_param[3].crp_p = key;
1003         kop.crk_param[3].crp_nbits = keylen * 8;
1004         kop.crk_oparams = 1;
1005
1006         if (ioctl(fd, CIOCKEY, &kop) == -1) {
1007                 const DH_METHOD *meth = DH_OpenSSL();
1008
1009                 dhret = (meth->compute_key)(key, pub_key, dh);
1010         }
1011 err:
1012         kop.crk_param[3].crp_p = NULL;
1013         zapparams(&kop);
1014         return (dhret);
1015 }
1016
1017 static DH_METHOD cryptodev_dh = {
1018         "cryptodev DH method",
1019         NULL,                           /* cryptodev_dh_generate_key */
1020         NULL,
1021         NULL,
1022         NULL,
1023         NULL,
1024         0,      /* flags */
1025         NULL    /* app_data */
1026 };
1027
1028 /*
1029  * ctrl right now is just a wrapper that doesn't do much
1030  * but I expect we'll want some options soon.
1031  */
1032 static int
1033 cryptodev_ctrl(ENGINE *e, int cmd, long i, void *p, void (*f)())
1034 {
1035         struct syslog_data sd = SYSLOG_DATA_INIT;
1036
1037         switch (cmd) {
1038         default:
1039                 syslog_r(LOG_ERR, &sd,
1040                     "cryptodev_ctrl: unknown command %d", cmd);
1041                 break;
1042         }
1043         return (1);
1044 }
1045
1046 void
1047 ENGINE_load_cryptodev(void)
1048 {
1049         ENGINE *engine = ENGINE_new();
1050         int fd;
1051
1052         if (engine == NULL)
1053                 return;
1054         if ((fd = get_dev_crypto()) < 0)
1055                 return;
1056
1057         /*
1058          * find out what asymmetric crypto algorithms we support
1059          */
1060         if (ioctl(fd, CIOCASYMFEAT, &cryptodev_asymfeat) == -1) {
1061                 close(fd);
1062                 return;
1063         }
1064         close(fd);
1065
1066         if (!ENGINE_set_id(engine, "cryptodev") ||
1067             !ENGINE_set_name(engine, "OpenBSD cryptodev engine") ||
1068             !ENGINE_set_ciphers(engine, cryptodev_engine_ciphers) ||
1069             !ENGINE_set_digests(engine, cryptodev_engine_digests) ||
1070             !ENGINE_set_ctrl_function(engine, cryptodev_ctrl) ||
1071             !ENGINE_set_cmd_defns(engine, cryptodev_defns)) {
1072                 ENGINE_free(engine);
1073                 return;
1074         }
1075
1076         if (ENGINE_set_RSA(engine, &cryptodev_rsa)) {
1077                 const RSA_METHOD *rsa_meth = RSA_PKCS1_SSLeay();
1078
1079                 cryptodev_rsa.bn_mod_exp = rsa_meth->bn_mod_exp;
1080                 cryptodev_rsa.rsa_mod_exp = rsa_meth->rsa_mod_exp;
1081                 cryptodev_rsa.rsa_pub_enc = rsa_meth->rsa_pub_enc;
1082                 cryptodev_rsa.rsa_pub_dec = rsa_meth->rsa_pub_dec;
1083                 cryptodev_rsa.rsa_priv_enc = rsa_meth->rsa_priv_enc;
1084                 cryptodev_rsa.rsa_priv_dec = rsa_meth->rsa_priv_dec;
1085                 if (cryptodev_asymfeat & CRF_MOD_EXP) {
1086                         cryptodev_rsa.bn_mod_exp = cryptodev_bn_mod_exp;
1087                         if (cryptodev_asymfeat & CRF_MOD_EXP_CRT)
1088                                 cryptodev_rsa.rsa_mod_exp =
1089                                     cryptodev_rsa_mod_exp;
1090                         else
1091                                 cryptodev_rsa.rsa_mod_exp =
1092                                     cryptodev_rsa_nocrt_mod_exp;
1093                 }
1094         }
1095
1096         if (ENGINE_set_DSA(engine, &cryptodev_dsa)) {
1097                 const DSA_METHOD *meth = DSA_OpenSSL();
1098
1099                 memcpy(&cryptodev_dsa, meth, sizeof(DSA_METHOD));
1100                 if (cryptodev_asymfeat & CRF_DSA_SIGN)
1101                         cryptodev_dsa.dsa_do_sign = cryptodev_dsa_do_sign;
1102                 if (cryptodev_asymfeat & CRF_MOD_EXP) {
1103                         cryptodev_dsa.bn_mod_exp = cryptodev_dsa_bn_mod_exp;
1104                         cryptodev_dsa.dsa_mod_exp = cryptodev_dsa_dsa_mod_exp;
1105                 }
1106                 if (cryptodev_asymfeat & CRF_DSA_VERIFY)
1107                         cryptodev_dsa.dsa_do_verify = cryptodev_dsa_verify;
1108         }
1109
1110         if (ENGINE_set_DH(engine, &cryptodev_dh)){
1111                 const DH_METHOD *dh_meth = DH_OpenSSL();
1112
1113                 cryptodev_dh.generate_key = dh_meth->generate_key;
1114                 cryptodev_dh.compute_key = dh_meth->compute_key;
1115                 cryptodev_dh.bn_mod_exp = dh_meth->bn_mod_exp;
1116                 if (cryptodev_asymfeat & CRF_MOD_EXP) {
1117                         cryptodev_dh.bn_mod_exp = cryptodev_mod_exp_dh;
1118                         if (cryptodev_asymfeat & CRF_DH_COMPUTE_KEY)
1119                                 cryptodev_dh.compute_key =
1120                                     cryptodev_dh_compute_key;
1121                 }
1122         }
1123
1124         ENGINE_add(engine);
1125         ENGINE_free(engine);
1126         ERR_clear_error();
1127 }
1128
1129 #endif /* OpenBSD 3.0 or above */
1130 #endif /* __OpenBSD__ */