crypto/evp/e_aes_cbc_hmac_sha256.c

   1 /*
   2  * Copyright 2013-2021 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  * AES low level APIs are deprecated for public use, but still ok for internal
  12  * use where we're using them to implement the higher level EVP interface, as is
  13  * the case here.
  14  */
  15 #include "internal/deprecated.h"
  16
  17 #include <stdio.h>
  18 #include <string.h>
  19 #include <openssl/opensslconf.h>
  20 #include <openssl/evp.h>
  21 #include <openssl/objects.h>
  22 #include <openssl/aes.h>
  23 #include <openssl/sha.h>
  24 #include <openssl/rand.h>
  25 #include "internal/cryptlib.h"
  26 #include "crypto/modes.h"
  27 #include "internal/constant_time.h"
  28 #include "crypto/evp.h"
  29 #include "evp_local.h"
  30
  31 typedef struct {
  32     AES_KEY ks;
  33     SHA256_CTX head, tail, md;
  34     size_t payload_length;      /* AAD length in decrypt case */
  35     union {
  36         unsigned int tls_ver;
  37         unsigned char tls_aad[16]; /* 13 used */
  38     } aux;
  39 } EVP_AES_HMAC_SHA256;
  40
  41 # define NO_PAYLOAD_LENGTH       ((size_t)-1)
  42
  43 #if     defined(AES_ASM) &&     ( \
  44         defined(__x86_64)       || defined(__x86_64__)  || \
  45         defined(_M_AMD64)       || defined(_M_X64)      )
  46
  47 # define AESNI_CAPABLE   (1<<(57-32))
  48
  49 int aesni_set_encrypt_key(const unsigned char *userKey, int bits,
  50                           AES_KEY *key);
  51 int aesni_set_decrypt_key(const unsigned char *userKey, int bits,
  52                           AES_KEY *key);
  53
  54 void aesni_cbc_encrypt(const unsigned char *in,
  55                        unsigned char *out,
  56                        size_t length,
  57                        const AES_KEY *key, unsigned char *ivec, int enc);
  58
  59 int aesni_cbc_sha256_enc(const void *inp, void *out, size_t blocks,
  60                          const AES_KEY *key, unsigned char iv[16],
  61                          SHA256_CTX *ctx, const void *in0);
  62
  63 # define data(ctx) ((EVP_AES_HMAC_SHA256 *)EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx))
  64
  65 static int aesni_cbc_hmac_sha256_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx,
  66                                           const unsigned char *inkey,
  67                                           const unsigned char *iv, int enc)
  68 {
  69     EVP_AES_HMAC_SHA256 *key = data(ctx);
  70     int ret;
  71
  72     if (enc)
  73         ret = aesni_set_encrypt_key(inkey,
  74                                     EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx) * 8,
  75                                     &key->ks);
  76     else
  77         ret = aesni_set_decrypt_key(inkey,
  78                                     EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx) * 8,
  79                                     &key->ks);
  80
  81     SHA256_Init(&key->head);    /* handy when benchmarking */
  82     key->tail = key->head;
  83     key->md = key->head;
  84
  85     key->payload_length = NO_PAYLOAD_LENGTH;
  86
  87     return ret < 0 ? 0 : 1;
  88 }
  89
  90 # define STITCHED_CALL
  91
  92 # if !defined(STITCHED_CALL)
  93 #  define aes_off 0
  94 # endif
  95
  96 void sha256_block_data_order(void *c, const void *p, size_t len);
  97
  98 static void sha256_update(SHA256_CTX *c, const void *data, size_t len)
  99 {
 100     const unsigned char *ptr = data;
 101     size_t res;
 102
 103     if ((res = c->num)) {
 104         res = SHA256_CBLOCK - res;
 105         if (len < res)
 106             res = len;
 107         SHA256_Update(c, ptr, res);
 108         ptr += res;
 109         len -= res;
 110     }
 111
 112     res = len % SHA256_CBLOCK;
 113     len -= res;
 114
 115     if (len) {
 116         sha256_block_data_order(c, ptr, len / SHA256_CBLOCK);
 117
 118         ptr += len;
 119         c->Nh += len >> 29;
 120         c->Nl += len <<= 3;
 121         if (c->Nl < (unsigned int)len)
 122             c->Nh++;
 123     }
 124
 125     if (res)
 126         SHA256_Update(c, ptr, res);
 127 }
 128
 129 # ifdef SHA256_Update
 130 #  undef SHA256_Update
 131 # endif
 132 # define SHA256_Update sha256_update
 133
 134 # if !defined(OPENSSL_NO_MULTIBLOCK)
 135
 136 typedef struct {
 137     unsigned int A[8], B[8], C[8], D[8], E[8], F[8], G[8], H[8];
 138 } SHA256_MB_CTX;
 139 typedef struct {
 140     const unsigned char *ptr;
 141     int blocks;
 142 } HASH_DESC;
 143
 144 void sha256_multi_block(SHA256_MB_CTX *, const HASH_DESC *, int);
 145
 146 typedef struct {
 147     const unsigned char *inp;
 148     unsigned char *out;
 149     int blocks;
 150     u64 iv[2];
 151 } CIPH_DESC;
 152
 153 void aesni_multi_cbc_encrypt(CIPH_DESC *, void *, int);
 154
 155 static size_t tls1_1_multi_block_encrypt(EVP_AES_HMAC_SHA256 *key,
 156                                          unsigned char *out,
 157                                          const unsigned char *inp,
 158                                          size_t inp_len, int n4x)
 159 {                               /* n4x is 1 or 2 */
 160     HASH_DESC hash_d[8], edges[8];
 161     CIPH_DESC ciph_d[8];
 162     unsigned char storage[sizeof(SHA256_MB_CTX) + 32];
 163     union {
 164         u64 q[16];
 165         u32 d[32];
 166         u8 c[128];
 167     } blocks[8];
 168     SHA256_MB_CTX *ctx;
 169     unsigned int frag, last, packlen, i, x4 = 4 * n4x, minblocks, processed =
 170         0;
 171     size_t ret = 0;
 172     u8 *IVs;
 173 #  if defined(BSWAP8)
 174     u64 seqnum;
 175 #  endif
 176
 177     /* ask for IVs in bulk */
 178     if (RAND_bytes((IVs = blocks[0].c), 16 * x4) <= 0)
 179         return 0;
 180
 181     /* align */
 182     ctx = (SHA256_MB_CTX *) (storage + 32 - ((size_t)storage % 32));
 183
 184     frag = (unsigned int)inp_len >> (1 + n4x);
 185     last = (unsigned int)inp_len + frag - (frag << (1 + n4x));
 186     if (last > frag && ((last + 13 + 9) % 64) < (x4 - 1)) {
 187         frag++;
 188         last -= x4 - 1;
 189     }
 190
 191     packlen = 5 + 16 + ((frag + 32 + 16) & -16);
 192
 193     /* populate descriptors with pointers and IVs */
 194     hash_d[0].ptr = inp;
 195     ciph_d[0].inp = inp;
 196     /* 5+16 is place for header and explicit IV */
 197     ciph_d[0].out = out + 5 + 16;
 198     memcpy(ciph_d[0].out - 16, IVs, 16);
 199     memcpy(ciph_d[0].iv, IVs, 16);
 200     IVs += 16;
 201
 202     for (i = 1; i < x4; i++) {
 203         ciph_d[i].inp = hash_d[i].ptr = hash_d[i - 1].ptr + frag;
 204         ciph_d[i].out = ciph_d[i - 1].out + packlen;
 205         memcpy(ciph_d[i].out - 16, IVs, 16);
 206         memcpy(ciph_d[i].iv, IVs, 16);
 207         IVs += 16;
 208     }
 209
 210 #  if defined(BSWAP8)
 211     memcpy(blocks[0].c, key->md.data, 8);
 212     seqnum = BSWAP8(blocks[0].q[0]);
 213 #  endif
 214     for (i = 0; i < x4; i++) {
 215         unsigned int len = (i == (x4 - 1) ? last : frag);
 216 #  if !defined(BSWAP8)
 217         unsigned int carry, j;
 218 #  endif
 219
 220         ctx->A[i] = key->md.h[0];
 221         ctx->B[i] = key->md.h[1];
 222         ctx->C[i] = key->md.h[2];
 223         ctx->D[i] = key->md.h[3];
 224         ctx->E[i] = key->md.h[4];
 225         ctx->F[i] = key->md.h[5];
 226         ctx->G[i] = key->md.h[6];
 227         ctx->H[i] = key->md.h[7];
 228
 229         /* fix seqnum */
 230 #  if defined(BSWAP8)
 231         blocks[i].q[0] = BSWAP8(seqnum + i);
 232 #  else
 233         for (carry = i, j = 8; j--;) {
 234             blocks[i].c[j] = ((u8 *)key->md.data)[j] + carry;
 235             carry = (blocks[i].c[j] - carry) >> (sizeof(carry) * 8 - 1);
 236         }
 237 #  endif
 238         blocks[i].c[8] = ((u8 *)key->md.data)[8];
 239         blocks[i].c[9] = ((u8 *)key->md.data)[9];
 240         blocks[i].c[10] = ((u8 *)key->md.data)[10];
 241         /* fix length */
 242         blocks[i].c[11] = (u8)(len >> 8);
 243         blocks[i].c[12] = (u8)(len);
 244
 245         memcpy(blocks[i].c + 13, hash_d[i].ptr, 64 - 13);
 246         hash_d[i].ptr += 64 - 13;
 247         hash_d[i].blocks = (len - (64 - 13)) / 64;
 248
 249         edges[i].ptr = blocks[i].c;
 250         edges[i].blocks = 1;
 251     }
 252
 253     /* hash 13-byte headers and first 64-13 bytes of inputs */
 254     sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
 255     /* hash bulk inputs */
 256 #  define MAXCHUNKSIZE    2048
 257 #  if     MAXCHUNKSIZE%64
 258 #   error  "MAXCHUNKSIZE is not divisible by 64"
 259 #  elif   MAXCHUNKSIZE
 260     /*
 261      * goal is to minimize pressure on L1 cache by moving in shorter steps,
 262      * so that hashed data is still in the cache by the time we encrypt it
 263      */
 264     minblocks = ((frag <= last ? frag : last) - (64 - 13)) / 64;
 265     if (minblocks > MAXCHUNKSIZE / 64) {
 266         for (i = 0; i < x4; i++) {
 267             edges[i].ptr = hash_d[i].ptr;
 268             edges[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 64;
 269             ciph_d[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 16;
 270         }
 271         do {
 272             sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
 273             aesni_multi_cbc_encrypt(ciph_d, &key->ks, n4x);
 274
 275             for (i = 0; i < x4; i++) {
 276                 edges[i].ptr = hash_d[i].ptr += MAXCHUNKSIZE;
 277                 hash_d[i].blocks -= MAXCHUNKSIZE / 64;
 278                 edges[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 64;
 279                 ciph_d[i].inp += MAXCHUNKSIZE;
 280                 ciph_d[i].out += MAXCHUNKSIZE;
 281                 ciph_d[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 16;
 282                 memcpy(ciph_d[i].iv, ciph_d[i].out - 16, 16);
 283             }
 284             processed += MAXCHUNKSIZE;
 285             minblocks -= MAXCHUNKSIZE / 64;
 286         } while (minblocks > MAXCHUNKSIZE / 64);
 287     }
 288 #  endif
 289 #  undef  MAXCHUNKSIZE
 290     sha256_multi_block(ctx, hash_d, n4x);
 291
 292     memset(blocks, 0, sizeof(blocks));
 293     for (i = 0; i < x4; i++) {
 294         unsigned int len = (i == (x4 - 1) ? last : frag),
 295             off = hash_d[i].blocks * 64;
 296         const unsigned char *ptr = hash_d[i].ptr + off;
 297
 298         off = (len - processed) - (64 - 13) - off; /* remainder actually */
 299         memcpy(blocks[i].c, ptr, off);
 300         blocks[i].c[off] = 0x80;
 301         len += 64 + 13;         /* 64 is HMAC header */
 302         len *= 8;               /* convert to bits */
 303         if (off < (64 - 8)) {
 304 #  ifdef BSWAP4
 305             blocks[i].d[15] = BSWAP4(len);
 306 #  else
 307             PUTU32(blocks[i].c + 60, len);
 308 #  endif
 309             edges[i].blocks = 1;
 310         } else {
 311 #  ifdef BSWAP4
 312             blocks[i].d[31] = BSWAP4(len);
 313 #  else
 314             PUTU32(blocks[i].c + 124, len);
 315 #  endif
 316             edges[i].blocks = 2;
 317         }
 318         edges[i].ptr = blocks[i].c;
 319     }
 320
 321     /* hash input tails and finalize */
 322     sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
 323
 324     memset(blocks, 0, sizeof(blocks));
 325     for (i = 0; i < x4; i++) {
 326 #  ifdef BSWAP4
 327         blocks[i].d[0] = BSWAP4(ctx->A[i]);
 328         ctx->A[i] = key->tail.h[0];
 329         blocks[i].d[1] = BSWAP4(ctx->B[i]);
 330         ctx->B[i] = key->tail.h[1];
 331         blocks[i].d[2] = BSWAP4(ctx->C[i]);
 332         ctx->C[i] = key->tail.h[2];
 333         blocks[i].d[3] = BSWAP4(ctx->D[i]);
 334         ctx->D[i] = key->tail.h[3];
 335         blocks[i].d[4] = BSWAP4(ctx->E[i]);
 336         ctx->E[i] = key->tail.h[4];
 337         blocks[i].d[5] = BSWAP4(ctx->F[i]);
 338         ctx->F[i] = key->tail.h[5];
 339         blocks[i].d[6] = BSWAP4(ctx->G[i]);
 340         ctx->G[i] = key->tail.h[6];
 341         blocks[i].d[7] = BSWAP4(ctx->H[i]);
 342         ctx->H[i] = key->tail.h[7];
 343         blocks[i].c[32] = 0x80;
 344         blocks[i].d[15] = BSWAP4((64 + 32) * 8);
 345 #  else
 346         PUTU32(blocks[i].c + 0, ctx->A[i]);
 347         ctx->A[i] = key->tail.h[0];
 348         PUTU32(blocks[i].c + 4, ctx->B[i]);
 349         ctx->B[i] = key->tail.h[1];
 350         PUTU32(blocks[i].c + 8, ctx->C[i]);
 351         ctx->C[i] = key->tail.h[2];
 352         PUTU32(blocks[i].c + 12, ctx->D[i]);
 353         ctx->D[i] = key->tail.h[3];
 354         PUTU32(blocks[i].c + 16, ctx->E[i]);
 355         ctx->E[i] = key->tail.h[4];
 356         PUTU32(blocks[i].c + 20, ctx->F[i]);
 357         ctx->F[i] = key->tail.h[5];
 358         PUTU32(blocks[i].c + 24, ctx->G[i]);
 359         ctx->G[i] = key->tail.h[6];
 360         PUTU32(blocks[i].c + 28, ctx->H[i]);
 361         ctx->H[i] = key->tail.h[7];
 362         blocks[i].c[32] = 0x80;
 363         PUTU32(blocks[i].c + 60, (64 + 32) * 8);
 364 #  endif
 365         edges[i].ptr = blocks[i].c;
 366         edges[i].blocks = 1;
 367     }
 368
 369     /* finalize MACs */
 370     sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
 371
 372     for (i = 0; i < x4; i++) {
 373         unsigned int len = (i == (x4 - 1) ? last : frag), pad, j;
 374         unsigned char *out0 = out;
 375
 376         memcpy(ciph_d[i].out, ciph_d[i].inp, len - processed);
 377         ciph_d[i].inp = ciph_d[i].out;
 378
 379         out += 5 + 16 + len;
 380
 381         /* write MAC */
 382         PUTU32(out + 0, ctx->A[i]);
 383         PUTU32(out + 4, ctx->B[i]);
 384         PUTU32(out + 8, ctx->C[i]);
 385         PUTU32(out + 12, ctx->D[i]);
 386         PUTU32(out + 16, ctx->E[i]);
 387         PUTU32(out + 20, ctx->F[i]);
 388         PUTU32(out + 24, ctx->G[i]);
 389         PUTU32(out + 28, ctx->H[i]);
 390         out += 32;
 391         len += 32;
 392
 393         /* pad */
 394         pad = 15 - len % 16;
 395         for (j = 0; j <= pad; j++)
 396             *(out++) = pad;
 397         len += pad + 1;
 398
 399         ciph_d[i].blocks = (len - processed) / 16;
 400         len += 16;              /* account for explicit iv */
 401
 402         /* arrange header */
 403         out0[0] = ((u8 *)key->md.data)[8];
 404         out0[1] = ((u8 *)key->md.data)[9];
 405         out0[2] = ((u8 *)key->md.data)[10];
 406         out0[3] = (u8)(len >> 8);
 407         out0[4] = (u8)(len);
 408
 409         ret += len + 5;
 410         inp += frag;
 411     }
 412
 413     aesni_multi_cbc_encrypt(ciph_d, &key->ks, n4x);
 414
 415     OPENSSL_cleanse(blocks, sizeof(blocks));
 416     OPENSSL_cleanse(ctx, sizeof(*ctx));
 417
 418     return ret;
 419 }
 420 # endif
 421
 422 static int aesni_cbc_hmac_sha256_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx,
 423                                         unsigned char *out,
 424                                         const unsigned char *in, size_t len)
 425 {
 426     EVP_AES_HMAC_SHA256 *key = data(ctx);
 427     unsigned int l;
 428     size_t plen = key->payload_length, iv = 0, /* explicit IV in TLS 1.1 and
 429                                                 * later */
 430         sha_off = 0;
 431 # if defined(STITCHED_CALL)
 432     size_t aes_off = 0, blocks;
 433
 434     sha_off = SHA256_CBLOCK - key->md.num;
 435 # endif
 436
 437     key->payload_length = NO_PAYLOAD_LENGTH;
 438
 439     if (len % AES_BLOCK_SIZE)
 440         return 0;
 441
 442     if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
 443         if (plen == NO_PAYLOAD_LENGTH)
 444             plen = len;
 445         else if (len !=
 446                  ((plen + SHA256_DIGEST_LENGTH +
 447                    AES_BLOCK_SIZE) & -AES_BLOCK_SIZE))
 448             return 0;
 449         else if (key->aux.tls_ver >= TLS1_1_VERSION)
 450             iv = AES_BLOCK_SIZE;
 451
 452 # if defined(STITCHED_CALL)
 453         /*
 454          * Assembly stitch handles AVX-capable processors, but its
 455          * performance is not optimal on AMD Jaguar, ~40% worse, for
 456          * unknown reasons. Incidentally processor in question supports
 457          * AVX, but not AMD-specific XOP extension, which can be used
 458          * to identify it and avoid stitch invocation. So that after we
 459          * establish that current CPU supports AVX, we even see if it's
 460          * either even XOP-capable Bulldozer-based or GenuineIntel one.
 461          * But SHAEXT-capable go ahead...
 462          */
 463         if (((OPENSSL_ia32cap_P[2] & (1 << 29)) ||         /* SHAEXT? */
 464              ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & (1 << (60 - 32))) && /* AVX? */
 465               ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & (1 << (43 - 32)))   /* XOP? */
 466                | (OPENSSL_ia32cap_P[0] & (1 << 30))))) &&  /* "Intel CPU"? */
 467             plen > (sha_off + iv) &&
 468             (blocks = (plen - (sha_off + iv)) / SHA256_CBLOCK)) {
 469             SHA256_Update(&key->md, in + iv, sha_off);
 470
 471             (void)aesni_cbc_sha256_enc(in, out, blocks, &key->ks,
 472                                        ctx->iv, &key->md, in + iv + sha_off);
 473             blocks *= SHA256_CBLOCK;
 474             aes_off += blocks;
 475             sha_off += blocks;
 476             key->md.Nh += blocks >> 29;
 477             key->md.Nl += blocks <<= 3;
 478             if (key->md.Nl < (unsigned int)blocks)
 479                 key->md.Nh++;
 480         } else {
 481             sha_off = 0;
 482         }
 483 # endif
 484         sha_off += iv;
 485         SHA256_Update(&key->md, in + sha_off, plen - sha_off);
 486
 487         if (plen != len) {      /* "TLS" mode of operation */
 488             if (in != out)
 489                 memcpy(out + aes_off, in + aes_off, plen - aes_off);
 490
 491             /* calculate HMAC and append it to payload */
 492             SHA256_Final(out + plen, &key->md);
 493             key->md = key->tail;
 494             SHA256_Update(&key->md, out + plen, SHA256_DIGEST_LENGTH);
 495             SHA256_Final(out + plen, &key->md);
 496
 497             /* pad the payload|hmac */
 498             plen += SHA256_DIGEST_LENGTH;
 499             for (l = len - plen - 1; plen < len; plen++)
 500                 out[plen] = l;
 501             /* encrypt HMAC|padding at once */
 502             aesni_cbc_encrypt(out + aes_off, out + aes_off, len - aes_off,
 503                               &key->ks, ctx->iv, 1);
 504         } else {
 505             aesni_cbc_encrypt(in + aes_off, out + aes_off, len - aes_off,
 506                               &key->ks, ctx->iv, 1);
 507         }
 508     } else {
 509         union {
 510             unsigned int u[SHA256_DIGEST_LENGTH / sizeof(unsigned int)];
 511             unsigned char c[64 + SHA256_DIGEST_LENGTH];
 512         } mac, *pmac;
 513
 514         /* arrange cache line alignment */
 515         pmac = (void *)(((size_t)mac.c + 63) & ((size_t)0 - 64));
 516
 517         /* decrypt HMAC|padding at once */
 518         aesni_cbc_encrypt(in, out, len, &key->ks,
 519                           ctx->iv, 0);
 520
 521         if (plen != NO_PAYLOAD_LENGTH) { /* "TLS" mode of operation */
 522             size_t inp_len, mask, j, i;
 523             unsigned int res, maxpad, pad, bitlen;
 524             int ret = 1;
 525             union {
 526                 unsigned int u[SHA_LBLOCK];
 527                 unsigned char c[SHA256_CBLOCK];
 528             } *data = (void *)key->md.data;
 529
 530             if ((key->aux.tls_aad[plen - 4] << 8 | key->aux.tls_aad[plen - 3])
 531                 >= TLS1_1_VERSION)
 532                 iv = AES_BLOCK_SIZE;
 533
 534             if (len < (iv + SHA256_DIGEST_LENGTH + 1))
 535                 return 0;
 536
 537             /* omit explicit iv */
 538             out += iv;
 539             len -= iv;
 540
 541             /* figure out payload length */
 542             pad = out[len - 1];
 543             maxpad = len - (SHA256_DIGEST_LENGTH + 1);
 544             maxpad |= (255 - maxpad) >> (sizeof(maxpad) * 8 - 8);
 545             maxpad &= 255;
 546
 547             mask = constant_time_ge(maxpad, pad);
 548             ret &= mask;
 549             /*
 550              * If pad is invalid then we will fail the above test but we must
 551              * continue anyway because we are in constant time code. However,
 552              * we'll use the maxpad value instead of the supplied pad to make
 553              * sure we perform well defined pointer arithmetic.
 554              */
 555             pad = constant_time_select(mask, pad, maxpad);
 556
 557             inp_len = len - (SHA256_DIGEST_LENGTH + pad + 1);
 558
 559             key->aux.tls_aad[plen - 2] = inp_len >> 8;
 560             key->aux.tls_aad[plen - 1] = inp_len;
 561
 562             /* calculate HMAC */
 563             key->md = key->head;
 564             SHA256_Update(&key->md, key->aux.tls_aad, plen);
 565
 566 # if 1      /* see original reference version in #else */
 567             len -= SHA256_DIGEST_LENGTH; /* amend mac */
 568             if (len >= (256 + SHA256_CBLOCK)) {
 569                 j = (len - (256 + SHA256_CBLOCK)) & (0 - SHA256_CBLOCK);
 570                 j += SHA256_CBLOCK - key->md.num;
 571                 SHA256_Update(&key->md, out, j);
 572                 out += j;
 573                 len -= j;
 574                 inp_len -= j;
 575             }
 576
 577             /* but pretend as if we hashed padded payload */
 578             bitlen = key->md.Nl + (inp_len << 3); /* at most 18 bits */
 579 #  ifdef BSWAP4
 580             bitlen = BSWAP4(bitlen);
 581 #  else
 582             mac.c[0] = 0;
 583             mac.c[1] = (unsigned char)(bitlen >> 16);
 584             mac.c[2] = (unsigned char)(bitlen >> 8);
 585             mac.c[3] = (unsigned char)bitlen;
 586             bitlen = mac.u[0];
 587 #  endif
 588
 589             pmac->u[0] = 0;
 590             pmac->u[1] = 0;
 591             pmac->u[2] = 0;
 592             pmac->u[3] = 0;
 593             pmac->u[4] = 0;
 594             pmac->u[5] = 0;
 595             pmac->u[6] = 0;
 596             pmac->u[7] = 0;
 597
 598             for (res = key->md.num, j = 0; j < len; j++) {
 599                 size_t c = out[j];
 600                 mask = (j - inp_len) >> (sizeof(j) * 8 - 8);
 601                 c &= mask;
 602                 c |= 0x80 & ~mask & ~((inp_len - j) >> (sizeof(j) * 8 - 8));
 603                 data->c[res++] = (unsigned char)c;
 604
 605                 if (res != SHA256_CBLOCK)
 606                     continue;
 607
 608                 /* j is not incremented yet */
 609                 mask = 0 - ((inp_len + 7 - j) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 610                 data->u[SHA_LBLOCK - 1] |= bitlen & mask;
 611                 sha256_block_data_order(&key->md, data, 1);
 612                 mask &= 0 - ((j - inp_len - 72) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 613                 pmac->u[0] |= key->md.h[0] & mask;
 614                 pmac->u[1] |= key->md.h[1] & mask;
 615                 pmac->u[2] |= key->md.h[2] & mask;
 616                 pmac->u[3] |= key->md.h[3] & mask;
 617                 pmac->u[4] |= key->md.h[4] & mask;
 618                 pmac->u[5] |= key->md.h[5] & mask;
 619                 pmac->u[6] |= key->md.h[6] & mask;
 620                 pmac->u[7] |= key->md.h[7] & mask;
 621                 res = 0;
 622             }
 623
 624             for (i = res; i < SHA256_CBLOCK; i++, j++)
 625                 data->c[i] = 0;
 626
 627             if (res > SHA256_CBLOCK - 8) {
 628                 mask = 0 - ((inp_len + 8 - j) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 629                 data->u[SHA_LBLOCK - 1] |= bitlen & mask;
 630                 sha256_block_data_order(&key->md, data, 1);
 631                 mask &= 0 - ((j - inp_len - 73) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 632                 pmac->u[0] |= key->md.h[0] & mask;
 633                 pmac->u[1] |= key->md.h[1] & mask;
 634                 pmac->u[2] |= key->md.h[2] & mask;
 635                 pmac->u[3] |= key->md.h[3] & mask;
 636                 pmac->u[4] |= key->md.h[4] & mask;
 637                 pmac->u[5] |= key->md.h[5] & mask;
 638                 pmac->u[6] |= key->md.h[6] & mask;
 639                 pmac->u[7] |= key->md.h[7] & mask;
 640
 641                 memset(data, 0, SHA256_CBLOCK);
 642                 j += 64;
 643             }
 644             data->u[SHA_LBLOCK - 1] = bitlen;
 645             sha256_block_data_order(&key->md, data, 1);
 646             mask = 0 - ((j - inp_len - 73) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 647             pmac->u[0] |= key->md.h[0] & mask;
 648             pmac->u[1] |= key->md.h[1] & mask;
 649             pmac->u[2] |= key->md.h[2] & mask;
 650             pmac->u[3] |= key->md.h[3] & mask;
 651             pmac->u[4] |= key->md.h[4] & mask;
 652             pmac->u[5] |= key->md.h[5] & mask;
 653             pmac->u[6] |= key->md.h[6] & mask;
 654             pmac->u[7] |= key->md.h[7] & mask;
 655
 656 #  ifdef BSWAP4
 657             pmac->u[0] = BSWAP4(pmac->u[0]);
 658             pmac->u[1] = BSWAP4(pmac->u[1]);
 659             pmac->u[2] = BSWAP4(pmac->u[2]);
 660             pmac->u[3] = BSWAP4(pmac->u[3]);
 661             pmac->u[4] = BSWAP4(pmac->u[4]);
 662             pmac->u[5] = BSWAP4(pmac->u[5]);
 663             pmac->u[6] = BSWAP4(pmac->u[6]);
 664             pmac->u[7] = BSWAP4(pmac->u[7]);
 665 #  else
 666             for (i = 0; i < 8; i++) {
 667                 res = pmac->u[i];
 668                 pmac->c[4 * i + 0] = (unsigned char)(res >> 24);
 669                 pmac->c[4 * i + 1] = (unsigned char)(res >> 16);
 670                 pmac->c[4 * i + 2] = (unsigned char)(res >> 8);
 671                 pmac->c[4 * i + 3] = (unsigned char)res;
 672             }
 673 #  endif
 674             len += SHA256_DIGEST_LENGTH;
 675 # else
 676             SHA256_Update(&key->md, out, inp_len);
 677             res = key->md.num;
 678             SHA256_Final(pmac->c, &key->md);
 679
 680             {
 681                 unsigned int inp_blocks, pad_blocks;
 682
 683                 /* but pretend as if we hashed padded payload */
 684                 inp_blocks =
 685                     1 + ((SHA256_CBLOCK - 9 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
 686                 res += (unsigned int)(len - inp_len);
 687                 pad_blocks = res / SHA256_CBLOCK;
 688                 res %= SHA256_CBLOCK;
 689                 pad_blocks +=
 690                     1 + ((SHA256_CBLOCK - 9 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
 691                 for (; inp_blocks < pad_blocks; inp_blocks++)
 692                     sha1_block_data_order(&key->md, data, 1);
 693             }
 694 # endif      /* pre-lucky-13 reference version of above */
 695             key->md = key->tail;
 696             SHA256_Update(&key->md, pmac->c, SHA256_DIGEST_LENGTH);
 697             SHA256_Final(pmac->c, &key->md);
 698
 699             /* verify HMAC */
 700             out += inp_len;
 701             len -= inp_len;
 702 # if 1      /* see original reference version in #else */
 703             {
 704                 unsigned char *p =
 705                     out + len - 1 - maxpad - SHA256_DIGEST_LENGTH;
 706                 size_t off = out - p;
 707                 unsigned int c, cmask;
 708
 709                 for (res = 0, i = 0, j = 0; j < maxpad + SHA256_DIGEST_LENGTH;
 710                      j++) {
 711                     c = p[j];
 712                     cmask =
 713                         ((int)(j - off - SHA256_DIGEST_LENGTH)) >>
 714                         (sizeof(int) * 8 - 1);
 715                     res |= (c ^ pad) & ~cmask; /* ... and padding */
 716                     cmask &= ((int)(off - 1 - j)) >> (sizeof(int) * 8 - 1);
 717                     res |= (c ^ pmac->c[i]) & cmask;
 718                     i += 1 & cmask;
 719                 }
 720
 721                 res = 0 - ((0 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
 722                 ret &= (int)~res;
 723             }
 724 # else      /* pre-lucky-13 reference version of above */
 725             for (res = 0, i = 0; i < SHA256_DIGEST_LENGTH; i++)
 726                 res |= out[i] ^ pmac->c[i];
 727             res = 0 - ((0 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
 728             ret &= (int)~res;
 729
 730             /* verify padding */
 731             pad = (pad & ~res) | (maxpad & res);
 732             out = out + len - 1 - pad;
 733             for (res = 0, i = 0; i < pad; i++)
 734                 res |= out[i] ^ pad;
 735
 736             res = (0 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1);
 737             ret &= (int)~res;
 738 # endif
 739             return ret;
 740         } else {
 741             SHA256_Update(&key->md, out, len);
 742         }
 743     }
 744
 745     return 1;
 746 }
 747
 748 static int aesni_cbc_hmac_sha256_ctrl(EVP_CIPHER_CTX *ctx, int type, int arg,
 749                                       void *ptr)
 750 {
 751     EVP_AES_HMAC_SHA256 *key = data(ctx);
 752     unsigned int u_arg = (unsigned int)arg;
 753
 754     switch (type) {
 755     case EVP_CTRL_AEAD_SET_MAC_KEY:
 756         {
 757             unsigned int i;
 758             unsigned char hmac_key[64];
 759
 760             memset(hmac_key, 0, sizeof(hmac_key));
 761
 762             if (arg < 0)
 763                 return -1;
 764
 765             if (u_arg > sizeof(hmac_key)) {
 766                 SHA256_Init(&key->head);
 767                 SHA256_Update(&key->head, ptr, arg);
 768                 SHA256_Final(hmac_key, &key->head);
 769             } else {
 770                 memcpy(hmac_key, ptr, arg);
 771             }
 772
 773             for (i = 0; i < sizeof(hmac_key); i++)
 774                 hmac_key[i] ^= 0x36; /* ipad */
 775             SHA256_Init(&key->head);
 776             SHA256_Update(&key->head, hmac_key, sizeof(hmac_key));
 777
 778             for (i = 0; i < sizeof(hmac_key); i++)
 779                 hmac_key[i] ^= 0x36 ^ 0x5c; /* opad */
 780             SHA256_Init(&key->tail);
 781             SHA256_Update(&key->tail, hmac_key, sizeof(hmac_key));
 782
 783             OPENSSL_cleanse(hmac_key, sizeof(hmac_key));
 784
 785             return 1;
 786         }
 787     case EVP_CTRL_AEAD_TLS1_AAD:
 788         {
 789             unsigned char *p = ptr;
 790             unsigned int len;
 791
 792             if (arg != EVP_AEAD_TLS1_AAD_LEN)
 793                 return -1;
 794
 795             len = p[arg - 2] << 8 | p[arg - 1];
 796
 797             if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
 798                 key->payload_length = len;
 799                 if ((key->aux.tls_ver =
 800                      p[arg - 4] << 8 | p[arg - 3]) >= TLS1_1_VERSION) {
 801                     if (len < AES_BLOCK_SIZE)
 802                         return 0;
 803                     len -= AES_BLOCK_SIZE;
 804                     p[arg - 2] = len >> 8;
 805                     p[arg - 1] = len;
 806                 }
 807                 key->md = key->head;
 808                 SHA256_Update(&key->md, p, arg);
 809
 810                 return (int)(((len + SHA256_DIGEST_LENGTH +
 811                                AES_BLOCK_SIZE) & -AES_BLOCK_SIZE)
 812                              - len);
 813             } else {
 814                 memcpy(key->aux.tls_aad, ptr, arg);
 815                 key->payload_length = arg;
 816
 817                 return SHA256_DIGEST_LENGTH;
 818             }
 819         }
 820 # if !defined(OPENSSL_NO_MULTIBLOCK)
 821     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_MAX_BUFSIZE:
 822         return (int)(5 + 16 + ((arg + 32 + 16) & -16));
 823     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_AAD:
 824         {
 825             EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *param =
 826                 (EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *) ptr;
 827             unsigned int n4x = 1, x4;
 828             unsigned int frag, last, packlen, inp_len;
 829
 830             if (arg < 0)
 831                 return -1;
 832
 833             if (u_arg < sizeof(EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM))
 834                 return -1;
 835
 836             inp_len = param->inp[11] << 8 | param->inp[12];
 837
 838             if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
 839                 if ((param->inp[9] << 8 | param->inp[10]) < TLS1_1_VERSION)
 840                     return -1;
 841
 842                 if (inp_len) {
 843                     if (inp_len < 4096)
 844                         return 0; /* too short */
 845
 846                     if (inp_len >= 8192 && OPENSSL_ia32cap_P[2] & (1 << 5))
 847                         n4x = 2; /* AVX2 */
 848                 } else if ((n4x = param->interleave / 4) && n4x <= 2)
 849                     inp_len = param->len;
 850                 else
 851                     return -1;
 852
 853                 key->md = key->head;
 854                 SHA256_Update(&key->md, param->inp, 13);
 855
 856                 x4 = 4 * n4x;
 857                 n4x += 1;
 858
 859                 frag = inp_len >> n4x;
 860                 last = inp_len + frag - (frag << n4x);
 861                 if (last > frag && ((last + 13 + 9) % 64 < (x4 - 1))) {
 862                     frag++;
 863                     last -= x4 - 1;
 864                 }
 865
 866                 packlen = 5 + 16 + ((frag + 32 + 16) & -16);
 867                 packlen = (packlen << n4x) - packlen;
 868                 packlen += 5 + 16 + ((last + 32 + 16) & -16);
 869
 870                 param->interleave = x4;
 871
 872                 return (int)packlen;
 873             } else
 874                 return -1;      /* not yet */
 875         }
 876     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_ENCRYPT:
 877         {
 878             EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *param =
 879                 (EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *) ptr;
 880
 881             return (int)tls1_1_multi_block_encrypt(key, param->out,
 882                                                    param->inp, param->len,
 883                                                    param->interleave / 4);
 884         }
 885     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_DECRYPT:
 886 # endif
 887     default:
 888         return -1;
 889     }
 890 }
 891
 892 static EVP_CIPHER aesni_128_cbc_hmac_sha256_cipher = {
 893 # ifdef NID_aes_128_cbc_hmac_sha256
 894     NID_aes_128_cbc_hmac_sha256,
 895 # else
 896     NID_undef,
 897 # endif
 898     AES_BLOCK_SIZE, 16, AES_BLOCK_SIZE,
 899     EVP_CIPH_CBC_MODE | EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 |
 900         EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER | EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK,
 901     EVP_ORIG_GLOBAL,
 902     aesni_cbc_hmac_sha256_init_key,
 903     aesni_cbc_hmac_sha256_cipher,
 904     NULL,
 905     sizeof(EVP_AES_HMAC_SHA256),
 906     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_set_asn1_iv,
 907     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_get_asn1_iv,
 908     aesni_cbc_hmac_sha256_ctrl,
 909     NULL
 910 };
 911
 912 static EVP_CIPHER aesni_256_cbc_hmac_sha256_cipher = {
 913 # ifdef NID_aes_256_cbc_hmac_sha256
 914     NID_aes_256_cbc_hmac_sha256,
 915 # else
 916     NID_undef,
 917 # endif
 918     AES_BLOCK_SIZE, 32, AES_BLOCK_SIZE,
 919     EVP_CIPH_CBC_MODE | EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 |
 920         EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER | EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK,
 921     EVP_ORIG_GLOBAL,
 922     aesni_cbc_hmac_sha256_init_key,
 923     aesni_cbc_hmac_sha256_cipher,
 924     NULL,
 925     sizeof(EVP_AES_HMAC_SHA256),
 926     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_set_asn1_iv,
 927     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_get_asn1_iv,
 928     aesni_cbc_hmac_sha256_ctrl,
 929     NULL
 930 };
 931
 932 const EVP_CIPHER *EVP_aes_128_cbc_hmac_sha256(void)
 933 {
 934     return ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & AESNI_CAPABLE) &&
 935             aesni_cbc_sha256_enc(NULL, NULL, 0, NULL, NULL, NULL, NULL) ?
 936             &aesni_128_cbc_hmac_sha256_cipher : NULL);
 937 }
 938
 939 const EVP_CIPHER *EVP_aes_256_cbc_hmac_sha256(void)
 940 {
 941     return ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & AESNI_CAPABLE) &&
 942             aesni_cbc_sha256_enc(NULL, NULL, 0, NULL, NULL, NULL, NULL) ?
 943             &aesni_256_cbc_hmac_sha256_cipher : NULL);
 944 }
 945 #else
 946 const EVP_CIPHER *EVP_aes_128_cbc_hmac_sha256(void)
 947 {
 948     return NULL;
 949 }
 950
 951 const EVP_CIPHER *EVP_aes_256_cbc_hmac_sha256(void)
 952 {
 953     return NULL;
 954 }
 955 #endif