crypto/evp/e_des3.c

   1 /* crypto/evp/e_des3.c */
   2 /* Copyright (C) 1995-1998 Eric Young (eay@cryptsoft.com)
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * This package is an SSL implementation written
   6  * by Eric Young (eay@cryptsoft.com).
   7  * The implementation was written so as to conform with Netscapes SSL.
   8  *
   9  * This library is free for commercial and non-commercial use as long as
  10  * the following conditions are aheared to.  The following conditions
  11  * apply to all code found in this distribution, be it the RC4, RSA,
  12  * lhash, DES, etc., code; not just the SSL code.  The SSL documentation
  13  * included with this distribution is covered by the same copyright terms
  14  * except that the holder is Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com).
  15  *
  16  * Copyright remains Eric Young's, and as such any Copyright notices in
  17  * the code are not to be removed.
  18  * If this package is used in a product, Eric Young should be given attribution
  19  * as the author of the parts of the library used.
  20  * This can be in the form of a textual message at program startup or
  21  * in documentation (online or textual) provided with the package.
  22  *
  23  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  24  * modification, are permitted provided that the following conditions
  25  * are met:
  26  * 1. Redistributions of source code must retain the copyright
  27  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  28  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  29  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  30  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  31  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  32  *    must display the following acknowledgement:
  33  *    "This product includes cryptographic software written by
  34  *     Eric Young (eay@cryptsoft.com)"
  35  *    The word 'cryptographic' can be left out if the rouines from the library
  36  *    being used are not cryptographic related :-).
  37  * 4. If you include any Windows specific code (or a derivative thereof) from
  38  *    the apps directory (application code) you must include an acknowledgement:
  39  *    "This product includes software written by Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com)"
  40  *
  41  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY ERIC YOUNG ``AS IS'' AND
  42  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  43  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  44  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  45  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  46  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  47  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  48  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  49  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  50  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  51  * SUCH DAMAGE.
  52  *
  53  * The licence and distribution terms for any publically available version or
  54  * derivative of this code cannot be changed.  i.e. this code cannot simply be
  55  * copied and put under another distribution licence
  56  * [including the GNU Public Licence.]
  57  */
  58
  59 #include <stdio.h>
  60 #include "internal/cryptlib.h"
  61 #ifndef OPENSSL_NO_DES
  62 # include <openssl/evp.h>
  63 # include <openssl/objects.h>
  64 # include "internal/evp_int.h"
  65 # include <openssl/des.h>
  66 # include <openssl/rand.h>
  67
  68 typedef struct {
  69     union {
  70         double align;
  71         DES_key_schedule ks[3];
  72     } ks;
  73     union {
  74         void (*cbc) (const void *, void *, size_t, const void *, void *);
  75     } stream;
  76 } DES_EDE_KEY;
  77 # define ks1 ks.ks[0]
  78 # define ks2 ks.ks[1]
  79 # define ks3 ks.ks[2]
  80
  81 # if defined(AES_ASM) && (defined(__sparc) || defined(__sparc__))
  82 /* ---------^^^ this is not a typo, just a way to detect that
  83  * assembler support was in general requested... */
  84 #  include "sparc_arch.h"
  85
  86 extern unsigned int OPENSSL_sparcv9cap_P[];
  87
  88 #  define SPARC_DES_CAPABLE       (OPENSSL_sparcv9cap_P[1] & CFR_DES)
  89
  90 void des_t4_key_expand(const void *key, DES_key_schedule *ks);
  91 void des_t4_ede3_cbc_encrypt(const void *inp, void *out, size_t len,
  92                              DES_key_schedule *ks, unsigned char iv[8]);
  93 void des_t4_ede3_cbc_decrypt(const void *inp, void *out, size_t len,
  94                              DES_key_schedule *ks, unsigned char iv[8]);
  95 # endif
  96
  97 static int des_ede_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
  98                             const unsigned char *iv, int enc);
  99
 100 static int des_ede3_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
 101                              const unsigned char *iv, int enc);
 102
 103 static int des3_ctrl(EVP_CIPHER_CTX *c, int type, int arg, void *ptr);
 104
 105 # define data(ctx) EVP_C_DATA(DES_EDE_KEY,ctx)
 106
 107 /*
 108  * Because of various casts and different args can't use
 109  * IMPLEMENT_BLOCK_CIPHER
 110  */
 111
 112 static int des_ede_ecb_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 113                               const unsigned char *in, size_t inl)
 114 {
 115     BLOCK_CIPHER_ecb_loop()
 116         DES_ecb3_encrypt((const_DES_cblock *)(in + i),
 117                          (DES_cblock *)(out + i),
 118                          &data(ctx)->ks1, &data(ctx)->ks2,
 119                          &data(ctx)->ks3, EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx));
 120     return 1;
 121 }
 122
 123 static int des_ede_ofb_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 124                               const unsigned char *in, size_t inl)
 125 {
 126     while (inl >= EVP_MAXCHUNK) {
 127         int num = EVP_CIPHER_CTX_num(ctx);
 128         DES_ede3_ofb64_encrypt(in, out, (long)EVP_MAXCHUNK,
 129                                &data(ctx)->ks1, &data(ctx)->ks2,
 130                                &data(ctx)->ks3,
 131                                (DES_cblock *)EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx),
 132                                &num);
 133         EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, num);
 134         inl -= EVP_MAXCHUNK;
 135         in += EVP_MAXCHUNK;
 136         out += EVP_MAXCHUNK;
 137     }
 138     if (inl) {
 139         int num = EVP_CIPHER_CTX_num(ctx);
 140         DES_ede3_ofb64_encrypt(in, out, (long)inl,
 141                                &data(ctx)->ks1, &data(ctx)->ks2,
 142                                &data(ctx)->ks3,
 143                                (DES_cblock *)EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx),
 144                                &num);
 145         EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, num);
 146     }
 147     return 1;
 148 }
 149
 150 static int des_ede_cbc_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 151                               const unsigned char *in, size_t inl)
 152 {
 153     DES_EDE_KEY *dat = data(ctx);
 154
 155     if (dat->stream.cbc) {
 156         (*dat->stream.cbc) (in, out, inl, &dat->ks, EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx));
 157         return 1;
 158     }
 159
 160     while (inl >= EVP_MAXCHUNK) {
 161         DES_ede3_cbc_encrypt(in, out, (long)EVP_MAXCHUNK,
 162                              &dat->ks1, &dat->ks2, &dat->ks3,
 163                              (DES_cblock *)EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx));
 164         inl -= EVP_MAXCHUNK;
 165         in += EVP_MAXCHUNK;
 166         out += EVP_MAXCHUNK;
 167     }
 168     if (inl)
 169         DES_ede3_cbc_encrypt(in, out, (long)inl,
 170                              &dat->ks1, &dat->ks2, &dat->ks3,
 171                              (DES_cblock *)EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx));
 172     return 1;
 173 }
 174
 175 static int des_ede_cfb64_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 176                                 const unsigned char *in, size_t inl)
 177 {
 178     while (inl >= EVP_MAXCHUNK) {
 179         int num = EVP_CIPHER_CTX_num(ctx);
 180         DES_ede3_cfb64_encrypt(in, out, (long)EVP_MAXCHUNK,
 181                                &data(ctx)->ks1, &data(ctx)->ks2,
 182                                &data(ctx)->ks3,
 183                                (DES_cblock *)EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx),
 184                                &num, EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx));
 185         EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, num);
 186         inl -= EVP_MAXCHUNK;
 187         in += EVP_MAXCHUNK;
 188         out += EVP_MAXCHUNK;
 189     }
 190     if (inl) {
 191         int num = EVP_CIPHER_CTX_num(ctx);
 192         DES_ede3_cfb64_encrypt(in, out, (long)inl,
 193                                &data(ctx)->ks1, &data(ctx)->ks2,
 194                                &data(ctx)->ks3,
 195                                (DES_cblock *)EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx),
 196                                &num, EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx));
 197         EVP_CIPHER_CTX_set_num(ctx, num);
 198     }
 199     return 1;
 200 }
 201
 202 /*
 203  * Although we have a CFB-r implementation for 3-DES, it doesn't pack the
 204  * right way, so wrap it here
 205  */
 206 static int des_ede3_cfb1_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 207                                 const unsigned char *in, size_t inl)
 208 {
 209     size_t n;
 210     unsigned char c[1], d[1];
 211
 212     for (n = 0; n < inl; ++n) {
 213         c[0] = (in[n / 8] & (1 << (7 - n % 8))) ? 0x80 : 0;
 214         DES_ede3_cfb_encrypt(c, d, 1, 1,
 215                              &data(ctx)->ks1, &data(ctx)->ks2,
 216                              &data(ctx)->ks3, (DES_cblock *)EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx),
 217                              EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx));
 218         out[n / 8] = (out[n / 8] & ~(0x80 >> (unsigned int)(n % 8)))
 219             | ((d[0] & 0x80) >> (unsigned int)(n % 8));
 220     }
 221
 222     return 1;
 223 }
 224
 225 static int des_ede3_cfb8_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 226                                 const unsigned char *in, size_t inl)
 227 {
 228     while (inl >= EVP_MAXCHUNK) {
 229         DES_ede3_cfb_encrypt(in, out, 8, (long)EVP_MAXCHUNK,
 230                              &data(ctx)->ks1, &data(ctx)->ks2,
 231                              &data(ctx)->ks3, (DES_cblock *)EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx),
 232                              EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx));
 233         inl -= EVP_MAXCHUNK;
 234         in += EVP_MAXCHUNK;
 235         out += EVP_MAXCHUNK;
 236     }
 237     if (inl)
 238         DES_ede3_cfb_encrypt(in, out, 8, (long)inl,
 239                              &data(ctx)->ks1, &data(ctx)->ks2,
 240                              &data(ctx)->ks3, (DES_cblock *)EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx),
 241                              EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx));
 242     return 1;
 243 }
 244
 245 BLOCK_CIPHER_defs(des_ede, DES_EDE_KEY, NID_des_ede, 8, 16, 8, 64,
 246                   EVP_CIPH_RAND_KEY | EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1,
 247                   des_ede_init_key, NULL, NULL, NULL, des3_ctrl)
 248 # define des_ede3_cfb64_cipher des_ede_cfb64_cipher
 249 # define des_ede3_ofb_cipher des_ede_ofb_cipher
 250 # define des_ede3_cbc_cipher des_ede_cbc_cipher
 251 # define des_ede3_ecb_cipher des_ede_ecb_cipher
 252     BLOCK_CIPHER_defs(des_ede3, DES_EDE_KEY, NID_des_ede3, 8, 24, 8, 64,
 253                   EVP_CIPH_RAND_KEY | EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1,
 254                   des_ede3_init_key, NULL, NULL, NULL, des3_ctrl)
 255
 256     BLOCK_CIPHER_def_cfb(des_ede3, DES_EDE_KEY, NID_des_ede3, 24, 8, 1,
 257                      EVP_CIPH_RAND_KEY | EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1,
 258                      des_ede3_init_key, NULL, NULL, NULL, des3_ctrl)
 259
 260     BLOCK_CIPHER_def_cfb(des_ede3, DES_EDE_KEY, NID_des_ede3, 24, 8, 8,
 261                      EVP_CIPH_RAND_KEY | EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1,
 262                      des_ede3_init_key, NULL, NULL, NULL, des3_ctrl)
 263
 264 static int des_ede_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
 265                             const unsigned char *iv, int enc)
 266 {
 267     DES_cblock *deskey = (DES_cblock *)key;
 268     DES_EDE_KEY *dat = data(ctx);
 269
 270     dat->stream.cbc = NULL;
 271 # if defined(SPARC_DES_CAPABLE)
 272     if (SPARC_DES_CAPABLE) {
 273         int mode = EVP_CIPHER_CTX_mode(ctx);
 274
 275         if (mode == EVP_CIPH_CBC_MODE) {
 276             des_t4_key_expand(&deskey[0], &dat->ks1);
 277             des_t4_key_expand(&deskey[1], &dat->ks2);
 278             memcpy(&dat->ks3, &dat->ks1, sizeof(dat->ks1));
 279             dat->stream.cbc = enc ? des_t4_ede3_cbc_encrypt :
 280                 des_t4_ede3_cbc_decrypt;
 281             return 1;
 282         }
 283     }
 284 # endif
 285     DES_set_key_unchecked(&deskey[0], &dat->ks1);
 286     DES_set_key_unchecked(&deskey[1], &dat->ks2);
 287     memcpy(&dat->ks3, &dat->ks1, sizeof(dat->ks1));
 288     return 1;
 289 }
 290
 291 static int des_ede3_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
 292                              const unsigned char *iv, int enc)
 293 {
 294     DES_cblock *deskey = (DES_cblock *)key;
 295     DES_EDE_KEY *dat = data(ctx);
 296
 297     dat->stream.cbc = NULL;
 298 # if defined(SPARC_DES_CAPABLE)
 299     if (SPARC_DES_CAPABLE) {
 300         int mode = EVP_CIPHER_CTX_mode(ctx);
 301
 302         if (mode == EVP_CIPH_CBC_MODE) {
 303             des_t4_key_expand(&deskey[0], &dat->ks1);
 304             des_t4_key_expand(&deskey[1], &dat->ks2);
 305             des_t4_key_expand(&deskey[2], &dat->ks3);
 306             dat->stream.cbc = enc ? des_t4_ede3_cbc_encrypt :
 307                 des_t4_ede3_cbc_decrypt;
 308             return 1;
 309         }
 310     }
 311 # endif
 312     DES_set_key_unchecked(&deskey[0], &dat->ks1);
 313     DES_set_key_unchecked(&deskey[1], &dat->ks2);
 314     DES_set_key_unchecked(&deskey[2], &dat->ks3);
 315     return 1;
 316 }
 317
 318 static int des3_ctrl(EVP_CIPHER_CTX *ctx, int type, int arg, void *ptr)
 319 {
 320
 321     DES_cblock *deskey = ptr;
 322
 323     switch (type) {
 324     case EVP_CTRL_RAND_KEY:
 325         if (RAND_bytes(ptr, EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx)) <= 0)
 326             return 0;
 327         DES_set_odd_parity(deskey);
 328         if (EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx) >= 16)
 329             DES_set_odd_parity(deskey + 1);
 330         if (EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx) >= 24)
 331             DES_set_odd_parity(deskey + 2);
 332         return 1;
 333
 334     default:
 335         return -1;
 336     }
 337 }
 338
 339 const EVP_CIPHER *EVP_des_ede(void)
 340 {
 341     return &des_ede_ecb;
 342 }
 343
 344 const EVP_CIPHER *EVP_des_ede3(void)
 345 {
 346     return &des_ede3_ecb;
 347 }
 348
 349
 350 # include <openssl/sha.h>
 351
 352 static const unsigned char wrap_iv[8] =
 353     { 0x4a, 0xdd, 0xa2, 0x2c, 0x79, 0xe8, 0x21, 0x05 };
 354
 355 static int des_ede3_unwrap(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 356                            const unsigned char *in, size_t inl)
 357 {
 358     unsigned char icv[8], iv[8], sha1tmp[SHA_DIGEST_LENGTH];
 359     int rv = -1;
 360     if (inl < 24)
 361         return -1;
 362     if (!out)
 363         return inl - 16;
 364     memcpy(EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), wrap_iv, 8);
 365     /* Decrypt first block which will end up as icv */
 366     des_ede_cbc_cipher(ctx, icv, in, 8);
 367     /* Decrypt central blocks */
 368     /*
 369      * If decrypting in place move whole output along a block so the next
 370      * des_ede_cbc_cipher is in place.
 371      */
 372     if (out == in) {
 373         memmove(out, out + 8, inl - 8);
 374         in -= 8;
 375     }
 376     des_ede_cbc_cipher(ctx, out, in + 8, inl - 16);
 377     /* Decrypt final block which will be IV */
 378     des_ede_cbc_cipher(ctx, iv, in + inl - 8, 8);
 379     /* Reverse order of everything */
 380     BUF_reverse(icv, NULL, 8);
 381     BUF_reverse(out, NULL, inl - 16);
 382     BUF_reverse(EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), iv, 8);
 383     /* Decrypt again using new IV */
 384     des_ede_cbc_cipher(ctx, out, out, inl - 16);
 385     des_ede_cbc_cipher(ctx, icv, icv, 8);
 386     /* Work out SHA1 hash of first portion */
 387     SHA1(out, inl - 16, sha1tmp);
 388
 389     if (!CRYPTO_memcmp(sha1tmp, icv, 8))
 390         rv = inl - 16;
 391     OPENSSL_cleanse(icv, 8);
 392     OPENSSL_cleanse(sha1tmp, SHA_DIGEST_LENGTH);
 393     OPENSSL_cleanse(iv, 8);
 394     OPENSSL_cleanse(EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), 8);
 395     if (rv == -1)
 396         OPENSSL_cleanse(out, inl - 16);
 397
 398     return rv;
 399 }
 400
 401 static int des_ede3_wrap(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 402                          const unsigned char *in, size_t inl)
 403 {
 404     unsigned char sha1tmp[SHA_DIGEST_LENGTH];
 405     if (!out)
 406         return inl + 16;
 407     /* Copy input to output buffer + 8 so we have space for IV */
 408     memmove(out + 8, in, inl);
 409     /* Work out ICV */
 410     SHA1(in, inl, sha1tmp);
 411     memcpy(out + inl + 8, sha1tmp, 8);
 412     OPENSSL_cleanse(sha1tmp, SHA_DIGEST_LENGTH);
 413     /* Generate random IV */
 414     if (RAND_bytes(EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), 8) <= 0)
 415         return -1;
 416     memcpy(out, EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), 8);
 417     /* Encrypt everything after IV in place */
 418     des_ede_cbc_cipher(ctx, out + 8, out + 8, inl + 8);
 419     BUF_reverse(out, NULL, inl + 16);
 420     memcpy(EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), wrap_iv, 8);
 421     des_ede_cbc_cipher(ctx, out, out, inl + 16);
 422     return inl + 16;
 423 }
 424
 425 static int des_ede3_wrap_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 426                                 const unsigned char *in, size_t inl)
 427 {
 428     /*
 429      * Sanity check input length: we typically only wrap keys so EVP_MAXCHUNK
 430      * is more than will ever be needed. Also input length must be a multiple
 431      * of 8 bits.
 432      */
 433     if (inl >= EVP_MAXCHUNK || inl % 8)
 434         return -1;
 435     if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx))
 436         return des_ede3_wrap(ctx, out, in, inl);
 437     else
 438         return des_ede3_unwrap(ctx, out, in, inl);
 439 }
 440
 441 static const EVP_CIPHER des3_wrap = {
 442     NID_id_smime_alg_CMS3DESwrap,
 443     8, 24, 0,
 444     EVP_CIPH_WRAP_MODE | EVP_CIPH_CUSTOM_IV | EVP_CIPH_FLAG_CUSTOM_CIPHER
 445         | EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1,
 446     des_ede3_init_key, des_ede3_wrap_cipher,
 447     NULL,
 448     sizeof(DES_EDE_KEY),
 449     NULL, NULL, NULL, NULL
 450 };
 451
 452 const EVP_CIPHER *EVP_des_ede3_wrap(void)
 453 {
 454     return &des3_wrap;
 455 }
 456
 457 #endif