66f536cacfa734f7a663995a52390220a28c0beb
[openssl.git] / crypto / evp / e_aes_cbc_hmac_sha256.c
1 /* ====================================================================
2  * Copyright (c) 2011-2013 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
3  *
4  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
5  * modification, are permitted provided that the following conditions
6  * are met:
7  *
8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
10  *
11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
13  *    the documentation and/or other materials provided with the
14  *    distribution.
15  *
16  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
17  *    software must display the following acknowledgment:
18  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
19  *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.OpenSSL.org/)"
20  *
21  * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
22  *    endorse or promote products derived from this software without
23  *    prior written permission. For written permission, please contact
24  *    licensing@OpenSSL.org.
25  *
26  * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
27  *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
28  *    permission of the OpenSSL Project.
29  *
30  * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
31  *    acknowledgment:
32  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
33  *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.OpenSSL.org/)"
34  *
35  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
36  * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
37  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
38  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
39  * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
40  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
41  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
42  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
43  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
44  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
45  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
46  * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
47  * ====================================================================
48  */
49
50 #include <openssl/opensslconf.h>
51
52 #include <stdio.h>
53 #include <string.h>
54
55 #if !defined(OPENSSL_NO_AES)
56
57 # include <openssl/evp.h>
58 # include <openssl/objects.h>
59 # include <openssl/aes.h>
60 # include <openssl/sha.h>
61 # include <openssl/rand.h>
62 # include "modes_lcl.h"
63 # include "internal/evp_int.h"
64
65 # ifndef EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER
66 #  define EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER       0x200000
67 #  define EVP_CTRL_AEAD_TLS1_AAD          0x16
68 #  define EVP_CTRL_AEAD_SET_MAC_KEY       0x17
69 # endif
70
71 # if !defined(EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1)
72 #  define EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 0
73 # endif
74
75 # if !defined(EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK)
76 #  define EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK 0
77 # endif
78
79 # define TLS1_1_VERSION 0x0302
80
81 typedef struct {
82     AES_KEY ks;
83     SHA256_CTX head, tail, md;
84     size_t payload_length;      /* AAD length in decrypt case */
85     union {
86         unsigned int tls_ver;
87         unsigned char tls_aad[16]; /* 13 used */
88     } aux;
89 } EVP_AES_HMAC_SHA256;
90
91 # define NO_PAYLOAD_LENGTH       ((size_t)-1)
92
93 # if     defined(AES_ASM) &&     ( \
94         defined(__x86_64)       || defined(__x86_64__)  || \
95         defined(_M_AMD64)       || defined(_M_X64)      || \
96         defined(__INTEL__)      )
97
98 extern unsigned int OPENSSL_ia32cap_P[];
99 #  define AESNI_CAPABLE   (1<<(57-32))
100
101 int aesni_set_encrypt_key(const unsigned char *userKey, int bits,
102                           AES_KEY *key);
103 int aesni_set_decrypt_key(const unsigned char *userKey, int bits,
104                           AES_KEY *key);
105
106 void aesni_cbc_encrypt(const unsigned char *in,
107                        unsigned char *out,
108                        size_t length,
109                        const AES_KEY *key, unsigned char *ivec, int enc);
110
111 int aesni_cbc_sha256_enc(const void *inp, void *out, size_t blocks,
112                          const AES_KEY *key, unsigned char iv[16],
113                          SHA256_CTX *ctx, const void *in0);
114
115 #  define data(ctx) ((EVP_AES_HMAC_SHA256 *)EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx))
116
117 static int aesni_cbc_hmac_sha256_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx,
118                                           const unsigned char *inkey,
119                                           const unsigned char *iv, int enc)
120 {
121     EVP_AES_HMAC_SHA256 *key = data(ctx);
122     int ret;
123
124     if (enc)
125         memset(&key->ks, 0, sizeof(key->ks.rd_key)),
126             ret = aesni_set_encrypt_key(inkey,
127                                         EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx) * 8,
128                                         &key->ks);
129     else
130         ret = aesni_set_decrypt_key(inkey,
131                                     EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx) * 8,
132                                     &key->ks);
133
134     SHA256_Init(&key->head);    /* handy when benchmarking */
135     key->tail = key->head;
136     key->md = key->head;
137
138     key->payload_length = NO_PAYLOAD_LENGTH;
139
140     return ret < 0 ? 0 : 1;
141 }
142
143 #  define STITCHED_CALL
144
145 #  if !defined(STITCHED_CALL)
146 #   define aes_off 0
147 #  endif
148
149 void sha256_block_data_order(void *c, const void *p, size_t len);
150
151 static void sha256_update(SHA256_CTX *c, const void *data, size_t len)
152 {
153     const unsigned char *ptr = data;
154     size_t res;
155
156     if ((res = c->num)) {
157         res = SHA256_CBLOCK - res;
158         if (len < res)
159             res = len;
160         SHA256_Update(c, ptr, res);
161         ptr += res;
162         len -= res;
163     }
164
165     res = len % SHA256_CBLOCK;
166     len -= res;
167
168     if (len) {
169         sha256_block_data_order(c, ptr, len / SHA256_CBLOCK);
170
171         ptr += len;
172         c->Nh += len >> 29;
173         c->Nl += len <<= 3;
174         if (c->Nl < (unsigned int)len)
175             c->Nh++;
176     }
177
178     if (res)
179         SHA256_Update(c, ptr, res);
180 }
181
182 #  ifdef SHA256_Update
183 #   undef SHA256_Update
184 #  endif
185 #  define SHA256_Update sha256_update
186
187 #  if !defined(OPENSSL_NO_MULTIBLOCK) && EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK
188
189 typedef struct {
190     unsigned int A[8], B[8], C[8], D[8], E[8], F[8], G[8], H[8];
191 } SHA256_MB_CTX;
192 typedef struct {
193     const unsigned char *ptr;
194     int blocks;
195 } HASH_DESC;
196
197 void sha256_multi_block(SHA256_MB_CTX *, const HASH_DESC *, int);
198
199 typedef struct {
200     const unsigned char *inp;
201     unsigned char *out;
202     int blocks;
203     u64 iv[2];
204 } CIPH_DESC;
205
206 void aesni_multi_cbc_encrypt(CIPH_DESC *, void *, int);
207
208 static size_t tls1_1_multi_block_encrypt(EVP_AES_HMAC_SHA256 *key,
209                                          unsigned char *out,
210                                          const unsigned char *inp,
211                                          size_t inp_len, int n4x)
212 {                               /* n4x is 1 or 2 */
213     HASH_DESC hash_d[8], edges[8];
214     CIPH_DESC ciph_d[8];
215     unsigned char storage[sizeof(SHA256_MB_CTX) + 32];
216     union {
217         u64 q[16];
218         u32 d[32];
219         u8 c[128];
220     } blocks[8];
221     SHA256_MB_CTX *ctx;
222     unsigned int frag, last, packlen, i, x4 = 4 * n4x, minblocks, processed =
223         0;
224     size_t ret = 0;
225     u8 *IVs;
226 #   if defined(BSWAP8)
227     u64 seqnum;
228 #   endif
229
230     /* ask for IVs in bulk */
231     if (RAND_bytes((IVs = blocks[0].c), 16 * x4) <= 0)
232         return 0;
233
234     /* align */
235     ctx = (SHA256_MB_CTX *) (storage + 32 - ((size_t)storage % 32));
236
237     frag = (unsigned int)inp_len >> (1 + n4x);
238     last = (unsigned int)inp_len + frag - (frag << (1 + n4x));
239     if (last > frag && ((last + 13 + 9) % 64) < (x4 - 1)) {
240         frag++;
241         last -= x4 - 1;
242     }
243
244     packlen = 5 + 16 + ((frag + 32 + 16) & -16);
245
246     /* populate descriptors with pointers and IVs */
247     hash_d[0].ptr = inp;
248     ciph_d[0].inp = inp;
249     /* 5+16 is place for header and explicit IV */
250     ciph_d[0].out = out + 5 + 16;
251     memcpy(ciph_d[0].out - 16, IVs, 16);
252     memcpy(ciph_d[0].iv, IVs, 16);
253     IVs += 16;
254
255     for (i = 1; i < x4; i++) {
256         ciph_d[i].inp = hash_d[i].ptr = hash_d[i - 1].ptr + frag;
257         ciph_d[i].out = ciph_d[i - 1].out + packlen;
258         memcpy(ciph_d[i].out - 16, IVs, 16);
259         memcpy(ciph_d[i].iv, IVs, 16);
260         IVs += 16;
261     }
262
263 #   if defined(BSWAP8)
264     memcpy(blocks[0].c, key->md.data, 8);
265     seqnum = BSWAP8(blocks[0].q[0]);
266 #   endif
267     for (i = 0; i < x4; i++) {
268         unsigned int len = (i == (x4 - 1) ? last : frag);
269 #   if !defined(BSWAP8)
270         unsigned int carry, j;
271 #   endif
272
273         ctx->A[i] = key->md.h[0];
274         ctx->B[i] = key->md.h[1];
275         ctx->C[i] = key->md.h[2];
276         ctx->D[i] = key->md.h[3];
277         ctx->E[i] = key->md.h[4];
278         ctx->F[i] = key->md.h[5];
279         ctx->G[i] = key->md.h[6];
280         ctx->H[i] = key->md.h[7];
281
282         /* fix seqnum */
283 #   if defined(BSWAP8)
284         blocks[i].q[0] = BSWAP8(seqnum + i);
285 #   else
286         for (carry = i, j = 8; j--;) {
287             blocks[i].c[j] = ((u8 *)key->md.data)[j] + carry;
288             carry = (blocks[i].c[j] - carry) >> (sizeof(carry) * 8 - 1);
289         }
290 #   endif
291         blocks[i].c[8] = ((u8 *)key->md.data)[8];
292         blocks[i].c[9] = ((u8 *)key->md.data)[9];
293         blocks[i].c[10] = ((u8 *)key->md.data)[10];
294         /* fix length */
295         blocks[i].c[11] = (u8)(len >> 8);
296         blocks[i].c[12] = (u8)(len);
297
298         memcpy(blocks[i].c + 13, hash_d[i].ptr, 64 - 13);
299         hash_d[i].ptr += 64 - 13;
300         hash_d[i].blocks = (len - (64 - 13)) / 64;
301
302         edges[i].ptr = blocks[i].c;
303         edges[i].blocks = 1;
304     }
305
306     /* hash 13-byte headers and first 64-13 bytes of inputs */
307     sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
308     /* hash bulk inputs */
309 #   define MAXCHUNKSIZE    2048
310 #   if     MAXCHUNKSIZE%64
311 #    error  "MAXCHUNKSIZE is not divisible by 64"
312 #   elif   MAXCHUNKSIZE
313     /*
314      * goal is to minimize pressure on L1 cache by moving in shorter steps,
315      * so that hashed data is still in the cache by the time we encrypt it
316      */
317     minblocks = ((frag <= last ? frag : last) - (64 - 13)) / 64;
318     if (minblocks > MAXCHUNKSIZE / 64) {
319         for (i = 0; i < x4; i++) {
320             edges[i].ptr = hash_d[i].ptr;
321             edges[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 64;
322             ciph_d[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 16;
323         }
324         do {
325             sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
326             aesni_multi_cbc_encrypt(ciph_d, &key->ks, n4x);
327
328             for (i = 0; i < x4; i++) {
329                 edges[i].ptr = hash_d[i].ptr += MAXCHUNKSIZE;
330                 hash_d[i].blocks -= MAXCHUNKSIZE / 64;
331                 edges[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 64;
332                 ciph_d[i].inp += MAXCHUNKSIZE;
333                 ciph_d[i].out += MAXCHUNKSIZE;
334                 ciph_d[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 16;
335                 memcpy(ciph_d[i].iv, ciph_d[i].out - 16, 16);
336             }
337             processed += MAXCHUNKSIZE;
338             minblocks -= MAXCHUNKSIZE / 64;
339         } while (minblocks > MAXCHUNKSIZE / 64);
340     }
341 #   endif
342 #   undef  MAXCHUNKSIZE
343     sha256_multi_block(ctx, hash_d, n4x);
344
345     memset(blocks, 0, sizeof(blocks));
346     for (i = 0; i < x4; i++) {
347         unsigned int len = (i == (x4 - 1) ? last : frag),
348             off = hash_d[i].blocks * 64;
349         const unsigned char *ptr = hash_d[i].ptr + off;
350
351         off = (len - processed) - (64 - 13) - off; /* remainder actually */
352         memcpy(blocks[i].c, ptr, off);
353         blocks[i].c[off] = 0x80;
354         len += 64 + 13;         /* 64 is HMAC header */
355         len *= 8;               /* convert to bits */
356         if (off < (64 - 8)) {
357 #   ifdef BSWAP4
358             blocks[i].d[15] = BSWAP4(len);
359 #   else
360             PUTU32(blocks[i].c + 60, len);
361 #   endif
362             edges[i].blocks = 1;
363         } else {
364 #   ifdef BSWAP4
365             blocks[i].d[31] = BSWAP4(len);
366 #   else
367             PUTU32(blocks[i].c + 124, len);
368 #   endif
369             edges[i].blocks = 2;
370         }
371         edges[i].ptr = blocks[i].c;
372     }
373
374     /* hash input tails and finalize */
375     sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
376
377     memset(blocks, 0, sizeof(blocks));
378     for (i = 0; i < x4; i++) {
379 #   ifdef BSWAP4
380         blocks[i].d[0] = BSWAP4(ctx->A[i]);
381         ctx->A[i] = key->tail.h[0];
382         blocks[i].d[1] = BSWAP4(ctx->B[i]);
383         ctx->B[i] = key->tail.h[1];
384         blocks[i].d[2] = BSWAP4(ctx->C[i]);
385         ctx->C[i] = key->tail.h[2];
386         blocks[i].d[3] = BSWAP4(ctx->D[i]);
387         ctx->D[i] = key->tail.h[3];
388         blocks[i].d[4] = BSWAP4(ctx->E[i]);
389         ctx->E[i] = key->tail.h[4];
390         blocks[i].d[5] = BSWAP4(ctx->F[i]);
391         ctx->F[i] = key->tail.h[5];
392         blocks[i].d[6] = BSWAP4(ctx->G[i]);
393         ctx->G[i] = key->tail.h[6];
394         blocks[i].d[7] = BSWAP4(ctx->H[i]);
395         ctx->H[i] = key->tail.h[7];
396         blocks[i].c[32] = 0x80;
397         blocks[i].d[15] = BSWAP4((64 + 32) * 8);
398 #   else
399         PUTU32(blocks[i].c + 0, ctx->A[i]);
400         ctx->A[i] = key->tail.h[0];
401         PUTU32(blocks[i].c + 4, ctx->B[i]);
402         ctx->B[i] = key->tail.h[1];
403         PUTU32(blocks[i].c + 8, ctx->C[i]);
404         ctx->C[i] = key->tail.h[2];
405         PUTU32(blocks[i].c + 12, ctx->D[i]);
406         ctx->D[i] = key->tail.h[3];
407         PUTU32(blocks[i].c + 16, ctx->E[i]);
408         ctx->E[i] = key->tail.h[4];
409         PUTU32(blocks[i].c + 20, ctx->F[i]);
410         ctx->F[i] = key->tail.h[5];
411         PUTU32(blocks[i].c + 24, ctx->G[i]);
412         ctx->G[i] = key->tail.h[6];
413         PUTU32(blocks[i].c + 28, ctx->H[i]);
414         ctx->H[i] = key->tail.h[7];
415         blocks[i].c[32] = 0x80;
416         PUTU32(blocks[i].c + 60, (64 + 32) * 8);
417 #   endif
418         edges[i].ptr = blocks[i].c;
419         edges[i].blocks = 1;
420     }
421
422     /* finalize MACs */
423     sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
424
425     for (i = 0; i < x4; i++) {
426         unsigned int len = (i == (x4 - 1) ? last : frag), pad, j;
427         unsigned char *out0 = out;
428
429         memcpy(ciph_d[i].out, ciph_d[i].inp, len - processed);
430         ciph_d[i].inp = ciph_d[i].out;
431
432         out += 5 + 16 + len;
433
434         /* write MAC */
435         PUTU32(out + 0, ctx->A[i]);
436         PUTU32(out + 4, ctx->B[i]);
437         PUTU32(out + 8, ctx->C[i]);
438         PUTU32(out + 12, ctx->D[i]);
439         PUTU32(out + 16, ctx->E[i]);
440         PUTU32(out + 20, ctx->F[i]);
441         PUTU32(out + 24, ctx->G[i]);
442         PUTU32(out + 28, ctx->H[i]);
443         out += 32;
444         len += 32;
445
446         /* pad */
447         pad = 15 - len % 16;
448         for (j = 0; j <= pad; j++)
449             *(out++) = pad;
450         len += pad + 1;
451
452         ciph_d[i].blocks = (len - processed) / 16;
453         len += 16;              /* account for explicit iv */
454
455         /* arrange header */
456         out0[0] = ((u8 *)key->md.data)[8];
457         out0[1] = ((u8 *)key->md.data)[9];
458         out0[2] = ((u8 *)key->md.data)[10];
459         out0[3] = (u8)(len >> 8);
460         out0[4] = (u8)(len);
461
462         ret += len + 5;
463         inp += frag;
464     }
465
466     aesni_multi_cbc_encrypt(ciph_d, &key->ks, n4x);
467
468     OPENSSL_cleanse(blocks, sizeof(blocks));
469     OPENSSL_cleanse(ctx, sizeof(*ctx));
470
471     return ret;
472 }
473 #  endif
474
475 static int aesni_cbc_hmac_sha256_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx,
476                                         unsigned char *out,
477                                         const unsigned char *in, size_t len)
478 {
479     EVP_AES_HMAC_SHA256 *key = data(ctx);
480     unsigned int l;
481     size_t plen = key->payload_length, iv = 0, /* explicit IV in TLS 1.1 and
482                                                 * later */
483         sha_off = 0;
484 #  if defined(STITCHED_CALL)
485     size_t aes_off = 0, blocks;
486
487     sha_off = SHA256_CBLOCK - key->md.num;
488 #  endif
489
490     key->payload_length = NO_PAYLOAD_LENGTH;
491
492     if (len % AES_BLOCK_SIZE)
493         return 0;
494
495     if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
496         if (plen == NO_PAYLOAD_LENGTH)
497             plen = len;
498         else if (len !=
499                  ((plen + SHA256_DIGEST_LENGTH +
500                    AES_BLOCK_SIZE) & -AES_BLOCK_SIZE))
501             return 0;
502         else if (key->aux.tls_ver >= TLS1_1_VERSION)
503             iv = AES_BLOCK_SIZE;
504
505 #  if defined(STITCHED_CALL)
506         /*
507          * Assembly stitch handles AVX-capable processors, but its
508          * performance is not optimal on AMD Jaguar, ~40% worse, for
509          * unknown reasons. Incidentally processor in question supports
510          * AVX, but not AMD-specific XOP extension, which can be used
511          * to identify it and avoid stitch invocation. So that after we
512          * establish that current CPU supports AVX, we even see if it's
513          * either even XOP-capable Bulldozer-based or GenuineIntel one.
514          */
515         if (OPENSSL_ia32cap_P[1] & (1 << (60 - 32)) && /* AVX? */
516             ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & (1 << (43 - 32))) /* XOP? */
517              | (OPENSSL_ia32cap_P[0] & (1<<30))) &&    /* "Intel CPU"? */
518             plen > (sha_off + iv) &&
519             (blocks = (plen - (sha_off + iv)) / SHA256_CBLOCK)) {
520             SHA256_Update(&key->md, in + iv, sha_off);
521
522             (void)aesni_cbc_sha256_enc(in, out, blocks, &key->ks,
523                                        EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx),
524                                        &key->md, in + iv + sha_off);
525             blocks *= SHA256_CBLOCK;
526             aes_off += blocks;
527             sha_off += blocks;
528             key->md.Nh += blocks >> 29;
529             key->md.Nl += blocks <<= 3;
530             if (key->md.Nl < (unsigned int)blocks)
531                 key->md.Nh++;
532         } else {
533             sha_off = 0;
534         }
535 #  endif
536         sha_off += iv;
537         SHA256_Update(&key->md, in + sha_off, plen - sha_off);
538
539         if (plen != len) {      /* "TLS" mode of operation */
540             if (in != out)
541                 memcpy(out + aes_off, in + aes_off, plen - aes_off);
542
543             /* calculate HMAC and append it to payload */
544             SHA256_Final(out + plen, &key->md);
545             key->md = key->tail;
546             SHA256_Update(&key->md, out + plen, SHA256_DIGEST_LENGTH);
547             SHA256_Final(out + plen, &key->md);
548
549             /* pad the payload|hmac */
550             plen += SHA256_DIGEST_LENGTH;
551             for (l = len - plen - 1; plen < len; plen++)
552                 out[plen] = l;
553             /* encrypt HMAC|padding at once */
554             aesni_cbc_encrypt(out + aes_off, out + aes_off, len - aes_off,
555                               &key->ks, EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), 1);
556         } else {
557             aesni_cbc_encrypt(in + aes_off, out + aes_off, len - aes_off,
558                               &key->ks, EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), 1);
559         }
560     } else {
561         union {
562             unsigned int u[SHA256_DIGEST_LENGTH / sizeof(unsigned int)];
563             unsigned char c[64 + SHA256_DIGEST_LENGTH];
564         } mac, *pmac;
565
566         /* arrange cache line alignment */
567         pmac = (void *)(((size_t)mac.c + 63) & ((size_t)0 - 64));
568
569         /* decrypt HMAC|padding at once */
570         aesni_cbc_encrypt(in, out, len, &key->ks,
571                           EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), 0);
572
573         if (plen != NO_PAYLOAD_LENGTH) { /* "TLS" mode of operation */
574             size_t inp_len, mask, j, i;
575             unsigned int res, maxpad, pad, bitlen;
576             int ret = 1;
577             union {
578                 unsigned int u[SHA_LBLOCK];
579                 unsigned char c[SHA256_CBLOCK];
580             } *data = (void *)key->md.data;
581
582             if ((key->aux.tls_aad[plen - 4] << 8 | key->aux.tls_aad[plen - 3])
583                 >= TLS1_1_VERSION)
584                 iv = AES_BLOCK_SIZE;
585
586             if (len < (iv + SHA256_DIGEST_LENGTH + 1))
587                 return 0;
588
589             /* omit explicit iv */
590             out += iv;
591             len -= iv;
592
593             /* figure out payload length */
594             pad = out[len - 1];
595             maxpad = len - (SHA256_DIGEST_LENGTH + 1);
596             maxpad |= (255 - maxpad) >> (sizeof(maxpad) * 8 - 8);
597             maxpad &= 255;
598
599             inp_len = len - (SHA256_DIGEST_LENGTH + pad + 1);
600             mask = (0 - ((inp_len - len) >> (sizeof(inp_len) * 8 - 1)));
601             inp_len &= mask;
602             ret &= (int)mask;
603
604             key->aux.tls_aad[plen - 2] = inp_len >> 8;
605             key->aux.tls_aad[plen - 1] = inp_len;
606
607             /* calculate HMAC */
608             key->md = key->head;
609             SHA256_Update(&key->md, key->aux.tls_aad, plen);
610
611 #  if 1
612             len -= SHA256_DIGEST_LENGTH; /* amend mac */
613             if (len >= (256 + SHA256_CBLOCK)) {
614                 j = (len - (256 + SHA256_CBLOCK)) & (0 - SHA256_CBLOCK);
615                 j += SHA256_CBLOCK - key->md.num;
616                 SHA256_Update(&key->md, out, j);
617                 out += j;
618                 len -= j;
619                 inp_len -= j;
620             }
621
622             /* but pretend as if we hashed padded payload */
623             bitlen = key->md.Nl + (inp_len << 3); /* at most 18 bits */
624 #   ifdef BSWAP4
625             bitlen = BSWAP4(bitlen);
626 #   else
627             mac.c[0] = 0;
628             mac.c[1] = (unsigned char)(bitlen >> 16);
629             mac.c[2] = (unsigned char)(bitlen >> 8);
630             mac.c[3] = (unsigned char)bitlen;
631             bitlen = mac.u[0];
632 #   endif
633
634             pmac->u[0] = 0;
635             pmac->u[1] = 0;
636             pmac->u[2] = 0;
637             pmac->u[3] = 0;
638             pmac->u[4] = 0;
639             pmac->u[5] = 0;
640             pmac->u[6] = 0;
641             pmac->u[7] = 0;
642
643             for (res = key->md.num, j = 0; j < len; j++) {
644                 size_t c = out[j];
645                 mask = (j - inp_len) >> (sizeof(j) * 8 - 8);
646                 c &= mask;
647                 c |= 0x80 & ~mask & ~((inp_len - j) >> (sizeof(j) * 8 - 8));
648                 data->c[res++] = (unsigned char)c;
649
650                 if (res != SHA256_CBLOCK)
651                     continue;
652
653                 /* j is not incremented yet */
654                 mask = 0 - ((inp_len + 7 - j) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
655                 data->u[SHA_LBLOCK - 1] |= bitlen & mask;
656                 sha256_block_data_order(&key->md, data, 1);
657                 mask &= 0 - ((j - inp_len - 72) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
658                 pmac->u[0] |= key->md.h[0] & mask;
659                 pmac->u[1] |= key->md.h[1] & mask;
660                 pmac->u[2] |= key->md.h[2] & mask;
661                 pmac->u[3] |= key->md.h[3] & mask;
662                 pmac->u[4] |= key->md.h[4] & mask;
663                 pmac->u[5] |= key->md.h[5] & mask;
664                 pmac->u[6] |= key->md.h[6] & mask;
665                 pmac->u[7] |= key->md.h[7] & mask;
666                 res = 0;
667             }
668
669             for (i = res; i < SHA256_CBLOCK; i++, j++)
670                 data->c[i] = 0;
671
672             if (res > SHA256_CBLOCK - 8) {
673                 mask = 0 - ((inp_len + 8 - j) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
674                 data->u[SHA_LBLOCK - 1] |= bitlen & mask;
675                 sha256_block_data_order(&key->md, data, 1);
676                 mask &= 0 - ((j - inp_len - 73) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
677                 pmac->u[0] |= key->md.h[0] & mask;
678                 pmac->u[1] |= key->md.h[1] & mask;
679                 pmac->u[2] |= key->md.h[2] & mask;
680                 pmac->u[3] |= key->md.h[3] & mask;
681                 pmac->u[4] |= key->md.h[4] & mask;
682                 pmac->u[5] |= key->md.h[5] & mask;
683                 pmac->u[6] |= key->md.h[6] & mask;
684                 pmac->u[7] |= key->md.h[7] & mask;
685
686                 memset(data, 0, SHA256_CBLOCK);
687                 j += 64;
688             }
689             data->u[SHA_LBLOCK - 1] = bitlen;
690             sha256_block_data_order(&key->md, data, 1);
691             mask = 0 - ((j - inp_len - 73) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
692             pmac->u[0] |= key->md.h[0] & mask;
693             pmac->u[1] |= key->md.h[1] & mask;
694             pmac->u[2] |= key->md.h[2] & mask;
695             pmac->u[3] |= key->md.h[3] & mask;
696             pmac->u[4] |= key->md.h[4] & mask;
697             pmac->u[5] |= key->md.h[5] & mask;
698             pmac->u[6] |= key->md.h[6] & mask;
699             pmac->u[7] |= key->md.h[7] & mask;
700
701 #   ifdef BSWAP4
702             pmac->u[0] = BSWAP4(pmac->u[0]);
703             pmac->u[1] = BSWAP4(pmac->u[1]);
704             pmac->u[2] = BSWAP4(pmac->u[2]);
705             pmac->u[3] = BSWAP4(pmac->u[3]);
706             pmac->u[4] = BSWAP4(pmac->u[4]);
707             pmac->u[5] = BSWAP4(pmac->u[5]);
708             pmac->u[6] = BSWAP4(pmac->u[6]);
709             pmac->u[7] = BSWAP4(pmac->u[7]);
710 #   else
711             for (i = 0; i < 8; i++) {
712                 res = pmac->u[i];
713                 pmac->c[4 * i + 0] = (unsigned char)(res >> 24);
714                 pmac->c[4 * i + 1] = (unsigned char)(res >> 16);
715                 pmac->c[4 * i + 2] = (unsigned char)(res >> 8);
716                 pmac->c[4 * i + 3] = (unsigned char)res;
717             }
718 #   endif
719             len += SHA256_DIGEST_LENGTH;
720 #  else
721             SHA256_Update(&key->md, out, inp_len);
722             res = key->md.num;
723             SHA256_Final(pmac->c, &key->md);
724
725             {
726                 unsigned int inp_blocks, pad_blocks;
727
728                 /* but pretend as if we hashed padded payload */
729                 inp_blocks =
730                     1 + ((SHA256_CBLOCK - 9 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
731                 res += (unsigned int)(len - inp_len);
732                 pad_blocks = res / SHA256_CBLOCK;
733                 res %= SHA256_CBLOCK;
734                 pad_blocks +=
735                     1 + ((SHA256_CBLOCK - 9 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
736                 for (; inp_blocks < pad_blocks; inp_blocks++)
737                     sha1_block_data_order(&key->md, data, 1);
738             }
739 #  endif
740             key->md = key->tail;
741             SHA256_Update(&key->md, pmac->c, SHA256_DIGEST_LENGTH);
742             SHA256_Final(pmac->c, &key->md);
743
744             /* verify HMAC */
745             out += inp_len;
746             len -= inp_len;
747 #  if 1
748             {
749                 unsigned char *p =
750                     out + len - 1 - maxpad - SHA256_DIGEST_LENGTH;
751                 size_t off = out - p;
752                 unsigned int c, cmask;
753
754                 maxpad += SHA256_DIGEST_LENGTH;
755                 for (res = 0, i = 0, j = 0; j < maxpad; j++) {
756                     c = p[j];
757                     cmask =
758                         ((int)(j - off - SHA256_DIGEST_LENGTH)) >>
759                         (sizeof(int) * 8 - 1);
760                     res |= (c ^ pad) & ~cmask; /* ... and padding */
761                     cmask &= ((int)(off - 1 - j)) >> (sizeof(int) * 8 - 1);
762                     res |= (c ^ pmac->c[i]) & cmask;
763                     i += 1 & cmask;
764                 }
765                 maxpad -= SHA256_DIGEST_LENGTH;
766
767                 res = 0 - ((0 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
768                 ret &= (int)~res;
769             }
770 #  else
771             for (res = 0, i = 0; i < SHA256_DIGEST_LENGTH; i++)
772                 res |= out[i] ^ pmac->c[i];
773             res = 0 - ((0 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
774             ret &= (int)~res;
775
776             /* verify padding */
777             pad = (pad & ~res) | (maxpad & res);
778             out = out + len - 1 - pad;
779             for (res = 0, i = 0; i < pad; i++)
780                 res |= out[i] ^ pad;
781
782             res = (0 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1);
783             ret &= (int)~res;
784 #  endif
785             return ret;
786         } else {
787             SHA256_Update(&key->md, out, len);
788         }
789     }
790
791     return 1;
792 }
793
794 static int aesni_cbc_hmac_sha256_ctrl(EVP_CIPHER_CTX *ctx, int type, int arg,
795                                       void *ptr)
796 {
797     EVP_AES_HMAC_SHA256 *key = data(ctx);
798     unsigned int u_arg = (unsigned int)arg;
799
800     switch (type) {
801     case EVP_CTRL_AEAD_SET_MAC_KEY:
802         {
803             unsigned int i;
804             unsigned char hmac_key[64];
805
806             memset(hmac_key, 0, sizeof(hmac_key));
807
808             if (arg < 0)
809                 return -1;
810
811             if (u_arg > sizeof(hmac_key)) {
812                 SHA256_Init(&key->head);
813                 SHA256_Update(&key->head, ptr, arg);
814                 SHA256_Final(hmac_key, &key->head);
815             } else {
816                 memcpy(hmac_key, ptr, arg);
817             }
818
819             for (i = 0; i < sizeof(hmac_key); i++)
820                 hmac_key[i] ^= 0x36; /* ipad */
821             SHA256_Init(&key->head);
822             SHA256_Update(&key->head, hmac_key, sizeof(hmac_key));
823
824             for (i = 0; i < sizeof(hmac_key); i++)
825                 hmac_key[i] ^= 0x36 ^ 0x5c; /* opad */
826             SHA256_Init(&key->tail);
827             SHA256_Update(&key->tail, hmac_key, sizeof(hmac_key));
828
829             OPENSSL_cleanse(hmac_key, sizeof(hmac_key));
830
831             return 1;
832         }
833     case EVP_CTRL_AEAD_TLS1_AAD:
834         {
835             unsigned char *p = ptr;
836             unsigned int len = p[arg - 2] << 8 | p[arg - 1];
837
838             if (arg != EVP_AEAD_TLS1_AAD_LEN)
839                 return -1;
840
841             if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
842                 key->payload_length = len;
843                 if ((key->aux.tls_ver =
844                      p[arg - 4] << 8 | p[arg - 3]) >= TLS1_1_VERSION) {
845                     len -= AES_BLOCK_SIZE;
846                     p[arg - 2] = len >> 8;
847                     p[arg - 1] = len;
848                 }
849                 key->md = key->head;
850                 SHA256_Update(&key->md, p, arg);
851
852                 return (int)(((len + SHA256_DIGEST_LENGTH +
853                                AES_BLOCK_SIZE) & -AES_BLOCK_SIZE)
854                              - len);
855             } else {
856                 memcpy(key->aux.tls_aad, ptr, arg);
857                 key->payload_length = arg;
858
859                 return SHA256_DIGEST_LENGTH;
860             }
861         }
862 #  if !defined(OPENSSL_NO_MULTIBLOCK) && EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK
863     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_MAX_BUFSIZE:
864         return (int)(5 + 16 + ((arg + 32 + 16) & -16));
865     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_AAD:
866         {
867             EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *param =
868                 (EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *) ptr;
869             unsigned int n4x = 1, x4;
870             unsigned int frag, last, packlen, inp_len;
871
872             if (arg < 0)
873                 return -1;
874
875             if (u_arg < sizeof(EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM))
876                 return -1;
877
878             inp_len = param->inp[11] << 8 | param->inp[12];
879
880             if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
881                 if ((param->inp[9] << 8 | param->inp[10]) < TLS1_1_VERSION)
882                     return -1;
883
884                 if (inp_len) {
885                     if (inp_len < 4096)
886                         return 0; /* too short */
887
888                     if (inp_len >= 8192 && OPENSSL_ia32cap_P[2] & (1 << 5))
889                         n4x = 2; /* AVX2 */
890                 } else if ((n4x = param->interleave / 4) && n4x <= 2)
891                     inp_len = param->len;
892                 else
893                     return -1;
894
895                 key->md = key->head;
896                 SHA256_Update(&key->md, param->inp, 13);
897
898                 x4 = 4 * n4x;
899                 n4x += 1;
900
901                 frag = inp_len >> n4x;
902                 last = inp_len + frag - (frag << n4x);
903                 if (last > frag && ((last + 13 + 9) % 64 < (x4 - 1))) {
904                     frag++;
905                     last -= x4 - 1;
906                 }
907
908                 packlen = 5 + 16 + ((frag + 32 + 16) & -16);
909                 packlen = (packlen << n4x) - packlen;
910                 packlen += 5 + 16 + ((last + 32 + 16) & -16);
911
912                 param->interleave = x4;
913
914                 return (int)packlen;
915             } else
916                 return -1;      /* not yet */
917         }
918     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_ENCRYPT:
919         {
920             EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *param =
921                 (EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *) ptr;
922
923             return (int)tls1_1_multi_block_encrypt(key, param->out,
924                                                    param->inp, param->len,
925                                                    param->interleave / 4);
926         }
927     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_DECRYPT:
928 #  endif
929     default:
930         return -1;
931     }
932 }
933
934 static EVP_CIPHER aesni_128_cbc_hmac_sha256_cipher = {
935 #  ifdef NID_aes_128_cbc_hmac_sha256
936     NID_aes_128_cbc_hmac_sha256,
937 #  else
938     NID_undef,
939 #  endif
940     AES_BLOCK_SIZE, 16, AES_BLOCK_SIZE,
941     EVP_CIPH_CBC_MODE | EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 |
942         EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER | EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK,
943     aesni_cbc_hmac_sha256_init_key,
944     aesni_cbc_hmac_sha256_cipher,
945     NULL,
946     sizeof(EVP_AES_HMAC_SHA256),
947     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_set_asn1_iv,
948     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_get_asn1_iv,
949     aesni_cbc_hmac_sha256_ctrl,
950     NULL
951 };
952
953 static EVP_CIPHER aesni_256_cbc_hmac_sha256_cipher = {
954 #  ifdef NID_aes_256_cbc_hmac_sha256
955     NID_aes_256_cbc_hmac_sha256,
956 #  else
957     NID_undef,
958 #  endif
959     AES_BLOCK_SIZE, 32, AES_BLOCK_SIZE,
960     EVP_CIPH_CBC_MODE | EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 |
961         EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER | EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK,
962     aesni_cbc_hmac_sha256_init_key,
963     aesni_cbc_hmac_sha256_cipher,
964     NULL,
965     sizeof(EVP_AES_HMAC_SHA256),
966     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_set_asn1_iv,
967     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_get_asn1_iv,
968     aesni_cbc_hmac_sha256_ctrl,
969     NULL
970 };
971
972 const EVP_CIPHER *EVP_aes_128_cbc_hmac_sha256(void)
973 {
974     return ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & AESNI_CAPABLE) &&
975             aesni_cbc_sha256_enc(NULL, NULL, 0, NULL, NULL, NULL, NULL) ?
976             &aesni_128_cbc_hmac_sha256_cipher : NULL);
977 }
978
979 const EVP_CIPHER *EVP_aes_256_cbc_hmac_sha256(void)
980 {
981     return ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & AESNI_CAPABLE) &&
982             aesni_cbc_sha256_enc(NULL, NULL, 0, NULL, NULL, NULL, NULL) ?
983             &aesni_256_cbc_hmac_sha256_cipher : NULL);
984 }
985 # else
986 const EVP_CIPHER *EVP_aes_128_cbc_hmac_sha256(void)
987 {
988     return NULL;
989 }
990
991 const EVP_CIPHER *EVP_aes_256_cbc_hmac_sha256(void)
992 {
993     return NULL;
994 }
995 # endif
996 #endif