RT4247: Fix EVP_CIPHER_CTX opaque on sparc
[openssl.git] / 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