crypto/evp/e_aes_cbc_hmac_sha256.c

   1 /*
   2  * Copyright 2013-2020 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
  30 typedef struct {
  31     AES_KEY ks;
  32     SHA256_CTX head, tail, md;
  33     size_t payload_length;      /* AAD length in decrypt case */
  34     union {
  35         unsigned int tls_ver;
  36         unsigned char tls_aad[16]; /* 13 used */
  37     } aux;
  38 } EVP_AES_HMAC_SHA256;
  39
  40 # define NO_PAYLOAD_LENGTH       ((size_t)-1)
  41
  42 #if     defined(AES_ASM) &&     ( \
  43         defined(__x86_64)       || defined(__x86_64__)  || \
  44         defined(_M_AMD64)       || defined(_M_X64)      )
  45
  46 # define AESNI_CAPABLE   (1<<(57-32))
  47
  48 int aesni_set_encrypt_key(const unsigned char *userKey, int bits,
  49                           AES_KEY *key);
  50 int aesni_set_decrypt_key(const unsigned char *userKey, int bits,
  51                           AES_KEY *key);
  52
  53 void aesni_cbc_encrypt(const unsigned char *in,
  54                        unsigned char *out,
  55                        size_t length,
  56                        const AES_KEY *key, unsigned char *ivec, int enc);
  57
  58 int aesni_cbc_sha256_enc(const void *inp, void *out, size_t blocks,
  59                          const AES_KEY *key, unsigned char iv[16],
  60                          SHA256_CTX *ctx, const void *in0);
  61
  62 # define data(ctx) ((EVP_AES_HMAC_SHA256 *)EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx))
  63
  64 static int aesni_cbc_hmac_sha256_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx,
  65                                           const unsigned char *inkey,
  66                                           const unsigned char *iv, int enc)
  67 {
  68     EVP_AES_HMAC_SHA256 *key = data(ctx);
  69     int ret;
  70
  71     if (enc)
  72         ret = aesni_set_encrypt_key(inkey,
  73                                     EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx) * 8,
  74                                     &key->ks);
  75     else
  76         ret = aesni_set_decrypt_key(inkey,
  77                                     EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx) * 8,
  78                                     &key->ks);
  79
  80     SHA256_Init(&key->head);    /* handy when benchmarking */
  81     key->tail = key->head;
  82     key->md = key->head;
  83
  84     key->payload_length = NO_PAYLOAD_LENGTH;
  85
  86     return ret < 0 ? 0 : 1;
  87 }
  88
  89 # define STITCHED_CALL
  90
  91 # if !defined(STITCHED_CALL)
  92 #  define aes_off 0
  93 # endif
  94
  95 void sha256_block_data_order(void *c, const void *p, size_t len);
  96
  97 static void sha256_update(SHA256_CTX *c, const void *data, size_t len)
  98 {
  99     const unsigned char *ptr = data;
 100     size_t res;
 101
 102     if ((res = c->num)) {
 103         res = SHA256_CBLOCK - res;
 104         if (len < res)
 105             res = len;
 106         SHA256_Update(c, ptr, res);
 107         ptr += res;
 108         len -= res;
 109     }
 110
 111     res = len % SHA256_CBLOCK;
 112     len -= res;
 113
 114     if (len) {
 115         sha256_block_data_order(c, ptr, len / SHA256_CBLOCK);
 116
 117         ptr += len;
 118         c->Nh += len >> 29;
 119         c->Nl += len <<= 3;
 120         if (c->Nl < (unsigned int)len)
 121             c->Nh++;
 122     }
 123
 124     if (res)
 125         SHA256_Update(c, ptr, res);
 126 }
 127
 128 # ifdef SHA256_Update
 129 #  undef SHA256_Update
 130 # endif
 131 # define SHA256_Update sha256_update
 132
 133 # if !defined(OPENSSL_NO_MULTIBLOCK)
 134
 135 typedef struct {
 136     unsigned int A[8], B[8], C[8], D[8], E[8], F[8], G[8], H[8];
 137 } SHA256_MB_CTX;
 138 typedef struct {
 139     const unsigned char *ptr;
 140     int blocks;
 141 } HASH_DESC;
 142
 143 void sha256_multi_block(SHA256_MB_CTX *, const HASH_DESC *, int);
 144
 145 typedef struct {
 146     const unsigned char *inp;
 147     unsigned char *out;
 148     int blocks;
 149     u64 iv[2];
 150 } CIPH_DESC;
 151
 152 void aesni_multi_cbc_encrypt(CIPH_DESC *, void *, int);
 153
 154 static size_t tls1_1_multi_block_encrypt(EVP_AES_HMAC_SHA256 *key,
 155                                          unsigned char *out,
 156                                          const unsigned char *inp,
 157                                          size_t inp_len, int n4x)
 158 {                               /* n4x is 1 or 2 */
 159     HASH_DESC hash_d[8], edges[8];
 160     CIPH_DESC ciph_d[8];
 161     unsigned char storage[sizeof(SHA256_MB_CTX) + 32];
 162     union {
 163         u64 q[16];
 164         u32 d[32];
 165         u8 c[128];
 166     } blocks[8];
 167     SHA256_MB_CTX *ctx;
 168     unsigned int frag, last, packlen, i, x4 = 4 * n4x, minblocks, processed =
 169         0;
 170     size_t ret = 0;
 171     u8 *IVs;
 172 #  if defined(BSWAP8)
 173     u64 seqnum;
 174 #  endif
 175
 176     /* ask for IVs in bulk */
 177     if (RAND_bytes((IVs = blocks[0].c), 16 * x4) <= 0)
 178         return 0;
 179
 180     /* align */
 181     ctx = (SHA256_MB_CTX *) (storage + 32 - ((size_t)storage % 32));
 182
 183     frag = (unsigned int)inp_len >> (1 + n4x);
 184     last = (unsigned int)inp_len + frag - (frag << (1 + n4x));
 185     if (last > frag && ((last + 13 + 9) % 64) < (x4 - 1)) {
 186         frag++;
 187         last -= x4 - 1;
 188     }
 189
 190     packlen = 5 + 16 + ((frag + 32 + 16) & -16);
 191
 192     /* populate descriptors with pointers and IVs */
 193     hash_d[0].ptr = inp;
 194     ciph_d[0].inp = inp;
 195     /* 5+16 is place for header and explicit IV */
 196     ciph_d[0].out = out + 5 + 16;
 197     memcpy(ciph_d[0].out - 16, IVs, 16);
 198     memcpy(ciph_d[0].iv, IVs, 16);
 199     IVs += 16;
 200
 201     for (i = 1; i < x4; i++) {
 202         ciph_d[i].inp = hash_d[i].ptr = hash_d[i - 1].ptr + frag;
 203         ciph_d[i].out = ciph_d[i - 1].out + packlen;
 204         memcpy(ciph_d[i].out - 16, IVs, 16);
 205         memcpy(ciph_d[i].iv, IVs, 16);
 206         IVs += 16;
 207     }
 208
 209 #  if defined(BSWAP8)
 210     memcpy(blocks[0].c, key->md.data, 8);
 211     seqnum = BSWAP8(blocks[0].q[0]);
 212 #  endif
 213     for (i = 0; i < x4; i++) {
 214         unsigned int len = (i == (x4 - 1) ? last : frag);
 215 #  if !defined(BSWAP8)
 216         unsigned int carry, j;
 217 #  endif
 218
 219         ctx->A[i] = key->md.h[0];
 220         ctx->B[i] = key->md.h[1];
 221         ctx->C[i] = key->md.h[2];
 222         ctx->D[i] = key->md.h[3];
 223         ctx->E[i] = key->md.h[4];
 224         ctx->F[i] = key->md.h[5];
 225         ctx->G[i] = key->md.h[6];
 226         ctx->H[i] = key->md.h[7];
 227
 228         /* fix seqnum */
 229 #  if defined(BSWAP8)
 230         blocks[i].q[0] = BSWAP8(seqnum + i);
 231 #  else
 232         for (carry = i, j = 8; j--;) {
 233             blocks[i].c[j] = ((u8 *)key->md.data)[j] + carry;
 234             carry = (blocks[i].c[j] - carry) >> (sizeof(carry) * 8 - 1);
 235         }
 236 #  endif
 237         blocks[i].c[8] = ((u8 *)key->md.data)[8];
 238         blocks[i].c[9] = ((u8 *)key->md.data)[9];
 239         blocks[i].c[10] = ((u8 *)key->md.data)[10];
 240         /* fix length */
 241         blocks[i].c[11] = (u8)(len >> 8);
 242         blocks[i].c[12] = (u8)(len);
 243
 244         memcpy(blocks[i].c + 13, hash_d[i].ptr, 64 - 13);
 245         hash_d[i].ptr += 64 - 13;
 246         hash_d[i].blocks = (len - (64 - 13)) / 64;
 247
 248         edges[i].ptr = blocks[i].c;
 249         edges[i].blocks = 1;
 250     }
 251
 252     /* hash 13-byte headers and first 64-13 bytes of inputs */
 253     sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
 254     /* hash bulk inputs */
 255 #  define MAXCHUNKSIZE    2048
 256 #  if     MAXCHUNKSIZE%64
 257 #   error  "MAXCHUNKSIZE is not divisible by 64"
 258 #  elif   MAXCHUNKSIZE
 259     /*
 260      * goal is to minimize pressure on L1 cache by moving in shorter steps,
 261      * so that hashed data is still in the cache by the time we encrypt it
 262      */
 263     minblocks = ((frag <= last ? frag : last) - (64 - 13)) / 64;
 264     if (minblocks > MAXCHUNKSIZE / 64) {
 265         for (i = 0; i < x4; i++) {
 266             edges[i].ptr = hash_d[i].ptr;
 267             edges[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 64;
 268             ciph_d[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 16;
 269         }
 270         do {
 271             sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
 272             aesni_multi_cbc_encrypt(ciph_d, &key->ks, n4x);
 273
 274             for (i = 0; i < x4; i++) {
 275                 edges[i].ptr = hash_d[i].ptr += MAXCHUNKSIZE;
 276                 hash_d[i].blocks -= MAXCHUNKSIZE / 64;
 277                 edges[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 64;
 278                 ciph_d[i].inp += MAXCHUNKSIZE;
 279                 ciph_d[i].out += MAXCHUNKSIZE;
 280                 ciph_d[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 16;
 281                 memcpy(ciph_d[i].iv, ciph_d[i].out - 16, 16);
 282             }
 283             processed += MAXCHUNKSIZE;
 284             minblocks -= MAXCHUNKSIZE / 64;
 285         } while (minblocks > MAXCHUNKSIZE / 64);
 286     }
 287 #  endif
 288 #  undef  MAXCHUNKSIZE
 289     sha256_multi_block(ctx, hash_d, n4x);
 290
 291     memset(blocks, 0, sizeof(blocks));
 292     for (i = 0; i < x4; i++) {
 293         unsigned int len = (i == (x4 - 1) ? last : frag),
 294             off = hash_d[i].blocks * 64;
 295         const unsigned char *ptr = hash_d[i].ptr + off;
 296
 297         off = (len - processed) - (64 - 13) - off; /* remainder actually */
 298         memcpy(blocks[i].c, ptr, off);
 299         blocks[i].c[off] = 0x80;
 300         len += 64 + 13;         /* 64 is HMAC header */
 301         len *= 8;               /* convert to bits */
 302         if (off < (64 - 8)) {
 303 #  ifdef BSWAP4
 304             blocks[i].d[15] = BSWAP4(len);
 305 #  else
 306             PUTU32(blocks[i].c + 60, len);
 307 #  endif
 308             edges[i].blocks = 1;
 309         } else {
 310 #  ifdef BSWAP4
 311             blocks[i].d[31] = BSWAP4(len);
 312 #  else
 313             PUTU32(blocks[i].c + 124, len);
 314 #  endif
 315             edges[i].blocks = 2;
 316         }
 317         edges[i].ptr = blocks[i].c;
 318     }
 319
 320     /* hash input tails and finalize */
 321     sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
 322
 323     memset(blocks, 0, sizeof(blocks));
 324     for (i = 0; i < x4; i++) {
 325 #  ifdef BSWAP4
 326         blocks[i].d[0] = BSWAP4(ctx->A[i]);
 327         ctx->A[i] = key->tail.h[0];
 328         blocks[i].d[1] = BSWAP4(ctx->B[i]);
 329         ctx->B[i] = key->tail.h[1];
 330         blocks[i].d[2] = BSWAP4(ctx->C[i]);
 331         ctx->C[i] = key->tail.h[2];
 332         blocks[i].d[3] = BSWAP4(ctx->D[i]);
 333         ctx->D[i] = key->tail.h[3];
 334         blocks[i].d[4] = BSWAP4(ctx->E[i]);
 335         ctx->E[i] = key->tail.h[4];
 336         blocks[i].d[5] = BSWAP4(ctx->F[i]);
 337         ctx->F[i] = key->tail.h[5];
 338         blocks[i].d[6] = BSWAP4(ctx->G[i]);
 339         ctx->G[i] = key->tail.h[6];
 340         blocks[i].d[7] = BSWAP4(ctx->H[i]);
 341         ctx->H[i] = key->tail.h[7];
 342         blocks[i].c[32] = 0x80;
 343         blocks[i].d[15] = BSWAP4((64 + 32) * 8);
 344 #  else
 345         PUTU32(blocks[i].c + 0, ctx->A[i]);
 346         ctx->A[i] = key->tail.h[0];
 347         PUTU32(blocks[i].c + 4, ctx->B[i]);
 348         ctx->B[i] = key->tail.h[1];
 349         PUTU32(blocks[i].c + 8, ctx->C[i]);
 350         ctx->C[i] = key->tail.h[2];
 351         PUTU32(blocks[i].c + 12, ctx->D[i]);
 352         ctx->D[i] = key->tail.h[3];
 353         PUTU32(blocks[i].c + 16, ctx->E[i]);
 354         ctx->E[i] = key->tail.h[4];
 355         PUTU32(blocks[i].c + 20, ctx->F[i]);
 356         ctx->F[i] = key->tail.h[5];
 357         PUTU32(blocks[i].c + 24, ctx->G[i]);
 358         ctx->G[i] = key->tail.h[6];
 359         PUTU32(blocks[i].c + 28, ctx->H[i]);
 360         ctx->H[i] = key->tail.h[7];
 361         blocks[i].c[32] = 0x80;
 362         PUTU32(blocks[i].c + 60, (64 + 32) * 8);
 363 #  endif
 364         edges[i].ptr = blocks[i].c;
 365         edges[i].blocks = 1;
 366     }
 367
 368     /* finalize MACs */
 369     sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
 370
 371     for (i = 0; i < x4; i++) {
 372         unsigned int len = (i == (x4 - 1) ? last : frag), pad, j;
 373         unsigned char *out0 = out;
 374
 375         memcpy(ciph_d[i].out, ciph_d[i].inp, len - processed);
 376         ciph_d[i].inp = ciph_d[i].out;
 377
 378         out += 5 + 16 + len;
 379
 380         /* write MAC */
 381         PUTU32(out + 0, ctx->A[i]);
 382         PUTU32(out + 4, ctx->B[i]);
 383         PUTU32(out + 8, ctx->C[i]);
 384         PUTU32(out + 12, ctx->D[i]);
 385         PUTU32(out + 16, ctx->E[i]);
 386         PUTU32(out + 20, ctx->F[i]);
 387         PUTU32(out + 24, ctx->G[i]);
 388         PUTU32(out + 28, ctx->H[i]);
 389         out += 32;
 390         len += 32;
 391
 392         /* pad */
 393         pad = 15 - len % 16;
 394         for (j = 0; j <= pad; j++)
 395             *(out++) = pad;
 396         len += pad + 1;
 397
 398         ciph_d[i].blocks = (len - processed) / 16;
 399         len += 16;              /* account for explicit iv */
 400
 401         /* arrange header */
 402         out0[0] = ((u8 *)key->md.data)[8];
 403         out0[1] = ((u8 *)key->md.data)[9];
 404         out0[2] = ((u8 *)key->md.data)[10];
 405         out0[3] = (u8)(len >> 8);
 406         out0[4] = (u8)(len);
 407
 408         ret += len + 5;
 409         inp += frag;
 410     }
 411
 412     aesni_multi_cbc_encrypt(ciph_d, &key->ks, n4x);
 413
 414     OPENSSL_cleanse(blocks, sizeof(blocks));
 415     OPENSSL_cleanse(ctx, sizeof(*ctx));
 416
 417     return ret;
 418 }
 419 # endif
 420
 421 static int aesni_cbc_hmac_sha256_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx,
 422                                         unsigned char *out,
 423                                         const unsigned char *in, size_t len)
 424 {
 425     EVP_AES_HMAC_SHA256 *key = data(ctx);
 426     unsigned int l;
 427     size_t plen = key->payload_length, iv = 0, /* explicit IV in TLS 1.1 and
 428                                                 * later */
 429         sha_off = 0;
 430 # if defined(STITCHED_CALL)
 431     size_t aes_off = 0, blocks;
 432
 433     sha_off = SHA256_CBLOCK - key->md.num;
 434 # endif
 435
 436     key->payload_length = NO_PAYLOAD_LENGTH;
 437
 438     if (len % AES_BLOCK_SIZE)
 439         return 0;
 440
 441     if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
 442         if (plen == NO_PAYLOAD_LENGTH)
 443             plen = len;
 444         else if (len !=
 445                  ((plen + SHA256_DIGEST_LENGTH +
 446                    AES_BLOCK_SIZE) & -AES_BLOCK_SIZE))
 447             return 0;
 448         else if (key->aux.tls_ver >= TLS1_1_VERSION)
 449             iv = AES_BLOCK_SIZE;
 450
 451 # if defined(STITCHED_CALL)
 452         /*
 453          * Assembly stitch handles AVX-capable processors, but its
 454          * performance is not optimal on AMD Jaguar, ~40% worse, for
 455          * unknown reasons. Incidentally processor in question supports
 456          * AVX, but not AMD-specific XOP extension, which can be used
 457          * to identify it and avoid stitch invocation. So that after we
 458          * establish that current CPU supports AVX, we even see if it's
 459          * either even XOP-capable Bulldozer-based or GenuineIntel one.
 460          * But SHAEXT-capable go ahead...
 461          */
 462         if (((OPENSSL_ia32cap_P[2] & (1 << 29)) ||         /* SHAEXT? */
 463              ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & (1 << (60 - 32))) && /* AVX? */
 464               ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & (1 << (43 - 32)))   /* XOP? */
 465                | (OPENSSL_ia32cap_P[0] & (1 << 30))))) &&  /* "Intel CPU"? */
 466             plen > (sha_off + iv) &&
 467             (blocks = (plen - (sha_off + iv)) / SHA256_CBLOCK)) {
 468             SHA256_Update(&key->md, in + iv, sha_off);
 469
 470             (void)aesni_cbc_sha256_enc(in, out, blocks, &key->ks,
 471                                        EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx),
 472                                        &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, EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), 1);
 504         } else {
 505             aesni_cbc_encrypt(in + aes_off, out + aes_off, len - aes_off,
 506                               &key->ks, EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), 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                           EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), 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                 maxpad += SHA256_DIGEST_LENGTH;
 710                 for (res = 0, i = 0, j = 0; j < maxpad; 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                 maxpad -= SHA256_DIGEST_LENGTH;
 721
 722                 res = 0 - ((0 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
 723                 ret &= (int)~res;
 724             }
 725 # else      /* pre-lucky-13 reference version of above */
 726             for (res = 0, i = 0; i < SHA256_DIGEST_LENGTH; i++)
 727                 res |= out[i] ^ pmac->c[i];
 728             res = 0 - ((0 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
 729             ret &= (int)~res;
 730
 731             /* verify padding */
 732             pad = (pad & ~res) | (maxpad & res);
 733             out = out + len - 1 - pad;
 734             for (res = 0, i = 0; i < pad; i++)
 735                 res |= out[i] ^ pad;
 736
 737             res = (0 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1);
 738             ret &= (int)~res;
 739 # endif
 740             return ret;
 741         } else {
 742             SHA256_Update(&key->md, out, len);
 743         }
 744     }
 745
 746     return 1;
 747 }
 748
 749 static int aesni_cbc_hmac_sha256_ctrl(EVP_CIPHER_CTX *ctx, int type, int arg,
 750                                       void *ptr)
 751 {
 752     EVP_AES_HMAC_SHA256 *key = data(ctx);
 753     unsigned int u_arg = (unsigned int)arg;
 754
 755     switch (type) {
 756     case EVP_CTRL_AEAD_SET_MAC_KEY:
 757         {
 758             unsigned int i;
 759             unsigned char hmac_key[64];
 760
 761             memset(hmac_key, 0, sizeof(hmac_key));
 762
 763             if (arg < 0)
 764                 return -1;
 765
 766             if (u_arg > sizeof(hmac_key)) {
 767                 SHA256_Init(&key->head);
 768                 SHA256_Update(&key->head, ptr, arg);
 769                 SHA256_Final(hmac_key, &key->head);
 770             } else {
 771                 memcpy(hmac_key, ptr, arg);
 772             }
 773
 774             for (i = 0; i < sizeof(hmac_key); i++)
 775                 hmac_key[i] ^= 0x36; /* ipad */
 776             SHA256_Init(&key->head);
 777             SHA256_Update(&key->head, hmac_key, sizeof(hmac_key));
 778
 779             for (i = 0; i < sizeof(hmac_key); i++)
 780                 hmac_key[i] ^= 0x36 ^ 0x5c; /* opad */
 781             SHA256_Init(&key->tail);
 782             SHA256_Update(&key->tail, hmac_key, sizeof(hmac_key));
 783
 784             OPENSSL_cleanse(hmac_key, sizeof(hmac_key));
 785
 786             return 1;
 787         }
 788     case EVP_CTRL_AEAD_TLS1_AAD:
 789         {
 790             unsigned char *p = ptr;
 791             unsigned int len;
 792
 793             if (arg != EVP_AEAD_TLS1_AAD_LEN)
 794                 return -1;
 795
 796             len = p[arg - 2] << 8 | p[arg - 1];
 797
 798             if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
 799                 key->payload_length = len;
 800                 if ((key->aux.tls_ver =
 801                      p[arg - 4] << 8 | p[arg - 3]) >= TLS1_1_VERSION) {
 802                     if (len < AES_BLOCK_SIZE)
 803                         return 0;
 804                     len -= AES_BLOCK_SIZE;
 805                     p[arg - 2] = len >> 8;
 806                     p[arg - 1] = len;
 807                 }
 808                 key->md = key->head;
 809                 SHA256_Update(&key->md, p, arg);
 810
 811                 return (int)(((len + SHA256_DIGEST_LENGTH +
 812                                AES_BLOCK_SIZE) & -AES_BLOCK_SIZE)
 813                              - len);
 814             } else {
 815                 memcpy(key->aux.tls_aad, ptr, arg);
 816                 key->payload_length = arg;
 817
 818                 return SHA256_DIGEST_LENGTH;
 819             }
 820         }
 821 # if !defined(OPENSSL_NO_MULTIBLOCK)
 822     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_MAX_BUFSIZE:
 823         return (int)(5 + 16 + ((arg + 32 + 16) & -16));
 824     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_AAD:
 825         {
 826             EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *param =
 827                 (EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *) ptr;
 828             unsigned int n4x = 1, x4;
 829             unsigned int frag, last, packlen, inp_len;
 830
 831             if (arg < 0)
 832                 return -1;
 833
 834             if (u_arg < sizeof(EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM))
 835                 return -1;
 836
 837             inp_len = param->inp[11] << 8 | param->inp[12];
 838
 839             if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
 840                 if ((param->inp[9] << 8 | param->inp[10]) < TLS1_1_VERSION)
 841                     return -1;
 842
 843                 if (inp_len) {
 844                     if (inp_len < 4096)
 845                         return 0; /* too short */
 846
 847                     if (inp_len >= 8192 && OPENSSL_ia32cap_P[2] & (1 << 5))
 848                         n4x = 2; /* AVX2 */
 849                 } else if ((n4x = param->interleave / 4) && n4x <= 2)
 850                     inp_len = param->len;
 851                 else
 852                     return -1;
 853
 854                 key->md = key->head;
 855                 SHA256_Update(&key->md, param->inp, 13);
 856
 857                 x4 = 4 * n4x;
 858                 n4x += 1;
 859
 860                 frag = inp_len >> n4x;
 861                 last = inp_len + frag - (frag << n4x);
 862                 if (last > frag && ((last + 13 + 9) % 64 < (x4 - 1))) {
 863                     frag++;
 864                     last -= x4 - 1;
 865                 }
 866
 867                 packlen = 5 + 16 + ((frag + 32 + 16) & -16);
 868                 packlen = (packlen << n4x) - packlen;
 869                 packlen += 5 + 16 + ((last + 32 + 16) & -16);
 870
 871                 param->interleave = x4;
 872
 873                 return (int)packlen;
 874             } else
 875                 return -1;      /* not yet */
 876         }
 877     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_ENCRYPT:
 878         {
 879             EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *param =
 880                 (EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *) ptr;
 881
 882             return (int)tls1_1_multi_block_encrypt(key, param->out,
 883                                                    param->inp, param->len,
 884                                                    param->interleave / 4);
 885         }
 886     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_DECRYPT:
 887 # endif
 888     default:
 889         return -1;
 890     }
 891 }
 892
 893 static EVP_CIPHER aesni_128_cbc_hmac_sha256_cipher = {
 894 # ifdef NID_aes_128_cbc_hmac_sha256
 895     NID_aes_128_cbc_hmac_sha256,
 896 # else
 897     NID_undef,
 898 # endif
 899     AES_BLOCK_SIZE, 16, AES_BLOCK_SIZE,
 900     EVP_CIPH_CBC_MODE | EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 |
 901         EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER | EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK,
 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     aesni_cbc_hmac_sha256_init_key,
 922     aesni_cbc_hmac_sha256_cipher,
 923     NULL,
 924     sizeof(EVP_AES_HMAC_SHA256),
 925     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_set_asn1_iv,
 926     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_get_asn1_iv,
 927     aesni_cbc_hmac_sha256_ctrl,
 928     NULL
 929 };
 930
 931 const EVP_CIPHER *EVP_aes_128_cbc_hmac_sha256(void)
 932 {
 933     return ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & AESNI_CAPABLE) &&
 934             aesni_cbc_sha256_enc(NULL, NULL, 0, NULL, NULL, NULL, NULL) ?
 935             &aesni_128_cbc_hmac_sha256_cipher : NULL);
 936 }
 937
 938 const EVP_CIPHER *EVP_aes_256_cbc_hmac_sha256(void)
 939 {
 940     return ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & AESNI_CAPABLE) &&
 941             aesni_cbc_sha256_enc(NULL, NULL, 0, NULL, NULL, NULL, NULL) ?
 942             &aesni_256_cbc_hmac_sha256_cipher : NULL);
 943 }
 944 #else
 945 const EVP_CIPHER *EVP_aes_128_cbc_hmac_sha256(void)
 946 {
 947     return NULL;
 948 }
 949
 950 const EVP_CIPHER *EVP_aes_256_cbc_hmac_sha256(void)
 951 {
 952     return NULL;
 953 }
 954 #endif