crypto/evp/e_rc4_hmac_md5.c

   1 /*
   2  * Copyright 2011-2016 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
   3  *
   4  * Licensed under the OpenSSL license (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 #include <openssl/opensslconf.h>
  11
  12 #include <stdio.h>
  13 #include <string.h>
  14
  15 #if !defined(OPENSSL_NO_RC4) && !defined(OPENSSL_NO_MD5)
  16
  17 # include <openssl/crypto.h>
  18 # include <openssl/evp.h>
  19 # include <openssl/objects.h>
  20 # include <openssl/rc4.h>
  21 # include <openssl/md5.h>
  22 # include "internal/evp_int.h"
  23
  24 # ifndef EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER
  25 #  define EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER       0x200000
  26 #  define EVP_CTRL_AEAD_TLS1_AAD          0x16
  27 #  define EVP_CTRL_AEAD_SET_MAC_KEY       0x17
  28 # endif
  29
  30 /* FIXME: surely this is available elsewhere? */
  31 # define EVP_RC4_KEY_SIZE                16
  32
  33 typedef struct {
  34     RC4_KEY ks;
  35     MD5_CTX head, tail, md;
  36     size_t payload_length;
  37 } EVP_RC4_HMAC_MD5;
  38
  39 # define NO_PAYLOAD_LENGTH       ((size_t)-1)
  40
  41 void rc4_md5_enc(RC4_KEY *key, const void *in0, void *out,
  42                  MD5_CTX *ctx, const void *inp, size_t blocks);
  43
  44 # define data(ctx) ((EVP_RC4_HMAC_MD5 *)EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx))
  45
  46 static int rc4_hmac_md5_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx,
  47                                  const unsigned char *inkey,
  48                                  const unsigned char *iv, int enc)
  49 {
  50     EVP_RC4_HMAC_MD5 *key = data(ctx);
  51
  52     RC4_set_key(&key->ks, EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx), inkey);
  53
  54     MD5_Init(&key->head);       /* handy when benchmarking */
  55     key->tail = key->head;
  56     key->md = key->head;
  57
  58     key->payload_length = NO_PAYLOAD_LENGTH;
  59
  60     return 1;
  61 }
  62
  63 # if     !defined(OPENSSL_NO_ASM) &&     ( \
  64         defined(__x86_64)       || defined(__x86_64__)  || \
  65         defined(_M_AMD64)       || defined(_M_X64)      )
  66 #  define STITCHED_CALL
  67 # endif
  68
  69 # if !defined(STITCHED_CALL)
  70 #  define rc4_off 0
  71 #  define md5_off 0
  72 # endif
  73
  74 static int rc4_hmac_md5_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
  75                                const unsigned char *in, size_t len)
  76 {
  77     EVP_RC4_HMAC_MD5 *key = data(ctx);
  78 # if defined(STITCHED_CALL)
  79     size_t rc4_off = 32 - 1 - (key->ks.x & (32 - 1)), /* 32 is $MOD from
  80                                                        * rc4_md5-x86_64.pl */
  81         md5_off = MD5_CBLOCK - key->md.num, blocks;
  82     unsigned int l;
  83     extern unsigned int OPENSSL_ia32cap_P[];
  84 # endif
  85     size_t plen = key->payload_length;
  86
  87     if (plen != NO_PAYLOAD_LENGTH && len != (plen + MD5_DIGEST_LENGTH))
  88         return 0;
  89
  90     if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
  91         if (plen == NO_PAYLOAD_LENGTH)
  92             plen = len;
  93 # if defined(STITCHED_CALL)
  94         /* cipher has to "fall behind" */
  95         if (rc4_off > md5_off)
  96             md5_off += MD5_CBLOCK;
  97
  98         if (plen > md5_off && (blocks = (plen - md5_off) / MD5_CBLOCK) &&
  99             (OPENSSL_ia32cap_P[0] & (1 << 20)) == 0) {
 100             MD5_Update(&key->md, in, md5_off);
 101             RC4(&key->ks, rc4_off, in, out);
 102
 103             rc4_md5_enc(&key->ks, in + rc4_off, out + rc4_off,
 104                         &key->md, in + md5_off, blocks);
 105             blocks *= MD5_CBLOCK;
 106             rc4_off += blocks;
 107             md5_off += blocks;
 108             key->md.Nh += blocks >> 29;
 109             key->md.Nl += blocks <<= 3;
 110             if (key->md.Nl < (unsigned int)blocks)
 111                 key->md.Nh++;
 112         } else {
 113             rc4_off = 0;
 114             md5_off = 0;
 115         }
 116 # endif
 117         MD5_Update(&key->md, in + md5_off, plen - md5_off);
 118
 119         if (plen != len) {      /* "TLS" mode of operation */
 120             if (in != out)
 121                 memcpy(out + rc4_off, in + rc4_off, plen - rc4_off);
 122
 123             /* calculate HMAC and append it to payload */
 124             MD5_Final(out + plen, &key->md);
 125             key->md = key->tail;
 126             MD5_Update(&key->md, out + plen, MD5_DIGEST_LENGTH);
 127             MD5_Final(out + plen, &key->md);
 128             /* encrypt HMAC at once */
 129             RC4(&key->ks, len - rc4_off, out + rc4_off, out + rc4_off);
 130         } else {
 131             RC4(&key->ks, len - rc4_off, in + rc4_off, out + rc4_off);
 132         }
 133     } else {
 134         unsigned char mac[MD5_DIGEST_LENGTH];
 135 # if defined(STITCHED_CALL)
 136         /* digest has to "fall behind" */
 137         if (md5_off > rc4_off)
 138             rc4_off += 2 * MD5_CBLOCK;
 139         else
 140             rc4_off += MD5_CBLOCK;
 141
 142         if (len > rc4_off && (blocks = (len - rc4_off) / MD5_CBLOCK) &&
 143             (OPENSSL_ia32cap_P[0] & (1 << 20)) == 0) {
 144             RC4(&key->ks, rc4_off, in, out);
 145             MD5_Update(&key->md, out, md5_off);
 146
 147             rc4_md5_enc(&key->ks, in + rc4_off, out + rc4_off,
 148                         &key->md, out + md5_off, blocks);
 149             blocks *= MD5_CBLOCK;
 150             rc4_off += blocks;
 151             md5_off += blocks;
 152             l = (key->md.Nl + (blocks << 3)) & 0xffffffffU;
 153             if (l < key->md.Nl)
 154                 key->md.Nh++;
 155             key->md.Nl = l;
 156             key->md.Nh += blocks >> 29;
 157         } else {
 158             md5_off = 0;
 159             rc4_off = 0;
 160         }
 161 # endif
 162         /* decrypt HMAC at once */
 163         RC4(&key->ks, len - rc4_off, in + rc4_off, out + rc4_off);
 164         if (plen != NO_PAYLOAD_LENGTH) { /* "TLS" mode of operation */
 165             MD5_Update(&key->md, out + md5_off, plen - md5_off);
 166
 167             /* calculate HMAC and verify it */
 168             MD5_Final(mac, &key->md);
 169             key->md = key->tail;
 170             MD5_Update(&key->md, mac, MD5_DIGEST_LENGTH);
 171             MD5_Final(mac, &key->md);
 172
 173             if (CRYPTO_memcmp(out + plen, mac, MD5_DIGEST_LENGTH))
 174                 return 0;
 175         } else {
 176             MD5_Update(&key->md, out + md5_off, len - md5_off);
 177         }
 178     }
 179
 180     key->payload_length = NO_PAYLOAD_LENGTH;
 181
 182     return 1;
 183 }
 184
 185 static int rc4_hmac_md5_ctrl(EVP_CIPHER_CTX *ctx, int type, int arg,
 186                              void *ptr)
 187 {
 188     EVP_RC4_HMAC_MD5 *key = data(ctx);
 189
 190     switch (type) {
 191     case EVP_CTRL_AEAD_SET_MAC_KEY:
 192         {
 193             unsigned int i;
 194             unsigned char hmac_key[64];
 195
 196             memset(hmac_key, 0, sizeof(hmac_key));
 197
 198             if (arg > (int)sizeof(hmac_key)) {
 199                 MD5_Init(&key->head);
 200                 MD5_Update(&key->head, ptr, arg);
 201                 MD5_Final(hmac_key, &key->head);
 202             } else {
 203                 memcpy(hmac_key, ptr, arg);
 204             }
 205
 206             for (i = 0; i < sizeof(hmac_key); i++)
 207                 hmac_key[i] ^= 0x36; /* ipad */
 208             MD5_Init(&key->head);
 209             MD5_Update(&key->head, hmac_key, sizeof(hmac_key));
 210
 211             for (i = 0; i < sizeof(hmac_key); i++)
 212                 hmac_key[i] ^= 0x36 ^ 0x5c; /* opad */
 213             MD5_Init(&key->tail);
 214             MD5_Update(&key->tail, hmac_key, sizeof(hmac_key));
 215
 216             return 1;
 217         }
 218     case EVP_CTRL_AEAD_TLS1_AAD:
 219         {
 220             unsigned char *p = ptr;
 221             unsigned int len;
 222
 223             if (arg != EVP_AEAD_TLS1_AAD_LEN)
 224                 return -1;
 225
 226             len = p[arg - 2] << 8 | p[arg - 1];
 227
 228             if (!EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
 229                 len -= MD5_DIGEST_LENGTH;
 230                 p[arg - 2] = len >> 8;
 231                 p[arg - 1] = len;
 232             }
 233             key->payload_length = len;
 234             key->md = key->head;
 235             MD5_Update(&key->md, p, arg);
 236
 237             return MD5_DIGEST_LENGTH;
 238         }
 239     default:
 240         return -1;
 241     }
 242 }
 243
 244 static EVP_CIPHER r4_hmac_md5_cipher = {
 245 # ifdef NID_rc4_hmac_md5
 246     NID_rc4_hmac_md5,
 247 # else
 248     NID_undef,
 249 # endif
 250     1, EVP_RC4_KEY_SIZE, 0,
 251     EVP_CIPH_STREAM_CIPHER | EVP_CIPH_VARIABLE_LENGTH |
 252         EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER,
 253     rc4_hmac_md5_init_key,
 254     rc4_hmac_md5_cipher,
 255     NULL,
 256     sizeof(EVP_RC4_HMAC_MD5),
 257     NULL,
 258     NULL,
 259     rc4_hmac_md5_ctrl,
 260     NULL
 261 };
 262
 263 const EVP_CIPHER *EVP_rc4_hmac_md5(void)
 264 {
 265     return (&r4_hmac_md5_cipher);
 266 }
 267 #endif