crypto/pkcs7/pk7_smime.c

   1 /*
   2  * Copyright 1999-2020 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 /* Simple PKCS#7 processing functions */
  11
  12 #include <stdio.h>
  13 #include "internal/cryptlib.h"
  14 #include <openssl/x509.h>
  15 #include <openssl/x509v3.h>
  16 #include "pk7_local.h"
  17
  18 #define BUFFERSIZE 4096
  19
  20 DEFINE_STACK_OF(X509_ALGOR)
  21 DEFINE_STACK_OF(PKCS7_SIGNER_INFO)
  22
  23 static int pkcs7_copy_existing_digest(PKCS7 *p7, PKCS7_SIGNER_INFO *si);
  24
  25 PKCS7 *PKCS7_sign_with_libctx(X509 *signcert, EVP_PKEY *pkey,
  26                               STACK_OF(X509) *certs, BIO *data, int flags,
  27                               OPENSSL_CTX *libctx, const char *propq)
  28 {
  29     PKCS7 *p7;
  30     int i;
  31
  32     if ((p7 = PKCS7_new_with_libctx(libctx, propq)) == NULL) {
  33         PKCS7err(0, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
  34         return NULL;
  35     }
  36
  37     if (!PKCS7_set_type(p7, NID_pkcs7_signed))
  38         goto err;
  39
  40     if (!PKCS7_content_new(p7, NID_pkcs7_data))
  41         goto err;
  42
  43     if (pkey && !PKCS7_sign_add_signer(p7, signcert, pkey, NULL, flags)) {
  44         PKCS7err(0, PKCS7_R_PKCS7_ADD_SIGNER_ERROR);
  45         goto err;
  46     }
  47
  48     if (!(flags & PKCS7_NOCERTS)) {
  49         for (i = 0; i < sk_X509_num(certs); i++) {
  50             if (!PKCS7_add_certificate(p7, sk_X509_value(certs, i)))
  51                 goto err;
  52         }
  53     }
  54
  55     if (flags & PKCS7_DETACHED)
  56         PKCS7_set_detached(p7, 1);
  57
  58     if (flags & (PKCS7_STREAM | PKCS7_PARTIAL))
  59         return p7;
  60
  61     if (PKCS7_final(p7, data, flags))
  62         return p7;
  63
  64  err:
  65     PKCS7_free(p7);
  66     return NULL;
  67 }
  68
  69 PKCS7 *PKCS7_sign(X509 *signcert, EVP_PKEY *pkey, STACK_OF(X509) *certs,
  70                   BIO *data, int flags)
  71 {
  72     return PKCS7_sign_with_libctx(signcert, pkey, certs, data, flags, NULL, NULL);
  73 }
  74
  75
  76 int PKCS7_final(PKCS7 *p7, BIO *data, int flags)
  77 {
  78     BIO *p7bio;
  79     int ret = 0;
  80
  81     if ((p7bio = PKCS7_dataInit(p7, NULL)) == NULL) {
  82         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_FINAL, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
  83         return 0;
  84     }
  85
  86     SMIME_crlf_copy(data, p7bio, flags);
  87
  88     (void)BIO_flush(p7bio);
  89
  90     if (!PKCS7_dataFinal(p7, p7bio)) {
  91         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_FINAL, PKCS7_R_PKCS7_DATASIGN);
  92         goto err;
  93     }
  94     ret = 1;
  95 err:
  96     BIO_free_all(p7bio);
  97
  98     return ret;
  99
 100 }
 101
 102 /* Check to see if a cipher exists and if so add S/MIME capabilities */
 103
 104 static int add_cipher_smcap(STACK_OF(X509_ALGOR) *sk, int nid, int arg)
 105 {
 106     if (EVP_get_cipherbynid(nid))
 107         return PKCS7_simple_smimecap(sk, nid, arg);
 108     return 1;
 109 }
 110
 111 static int add_digest_smcap(STACK_OF(X509_ALGOR) *sk, int nid, int arg)
 112 {
 113     if (EVP_get_digestbynid(nid))
 114         return PKCS7_simple_smimecap(sk, nid, arg);
 115     return 1;
 116 }
 117
 118 PKCS7_SIGNER_INFO *PKCS7_sign_add_signer(PKCS7 *p7, X509 *signcert,
 119                                          EVP_PKEY *pkey, const EVP_MD *md,
 120                                          int flags)
 121 {
 122     PKCS7_SIGNER_INFO *si = NULL;
 123     STACK_OF(X509_ALGOR) *smcap = NULL;
 124
 125     if (!X509_check_private_key(signcert, pkey)) {
 126         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_SIGN_ADD_SIGNER,
 127                  PKCS7_R_PRIVATE_KEY_DOES_NOT_MATCH_CERTIFICATE);
 128         return NULL;
 129     }
 130
 131     if ((si = PKCS7_add_signature(p7, signcert, pkey, md)) == NULL) {
 132         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_SIGN_ADD_SIGNER,
 133                  PKCS7_R_PKCS7_ADD_SIGNATURE_ERROR);
 134         return NULL;
 135     }
 136
 137     si->ctx = pkcs7_get0_ctx(p7);
 138     if (!(flags & PKCS7_NOCERTS)) {
 139         if (!PKCS7_add_certificate(p7, signcert))
 140             goto err;
 141     }
 142
 143     if (!(flags & PKCS7_NOATTR)) {
 144         if (!PKCS7_add_attrib_content_type(si, NULL))
 145             goto err;
 146         /* Add SMIMECapabilities */
 147         if (!(flags & PKCS7_NOSMIMECAP)) {
 148             if ((smcap = sk_X509_ALGOR_new_null()) == NULL) {
 149                 PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_SIGN_ADD_SIGNER, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 150                 goto err;
 151             }
 152             if (!add_cipher_smcap(smcap, NID_aes_256_cbc, -1)
 153                 || !add_digest_smcap(smcap, NID_id_GostR3411_2012_256, -1)
 154                 || !add_digest_smcap(smcap, NID_id_GostR3411_2012_512, -1)
 155                 || !add_digest_smcap(smcap, NID_id_GostR3411_94, -1)
 156                 || !add_cipher_smcap(smcap, NID_id_Gost28147_89, -1)
 157                 || !add_cipher_smcap(smcap, NID_aes_192_cbc, -1)
 158                 || !add_cipher_smcap(smcap, NID_aes_128_cbc, -1)
 159                 || !add_cipher_smcap(smcap, NID_des_ede3_cbc, -1)
 160                 || !add_cipher_smcap(smcap, NID_rc2_cbc, 128)
 161                 || !add_cipher_smcap(smcap, NID_rc2_cbc, 64)
 162                 || !add_cipher_smcap(smcap, NID_des_cbc, -1)
 163                 || !add_cipher_smcap(smcap, NID_rc2_cbc, 40)
 164                 || !PKCS7_add_attrib_smimecap(si, smcap))
 165                 goto err;
 166             sk_X509_ALGOR_pop_free(smcap, X509_ALGOR_free);
 167             smcap = NULL;
 168         }
 169         if (flags & PKCS7_REUSE_DIGEST) {
 170             if (!pkcs7_copy_existing_digest(p7, si))
 171                 goto err;
 172             if (!(flags & PKCS7_PARTIAL)
 173                 && !PKCS7_SIGNER_INFO_sign(si))
 174                 goto err;
 175         }
 176     }
 177     return si;
 178  err:
 179     sk_X509_ALGOR_pop_free(smcap, X509_ALGOR_free);
 180     return NULL;
 181 }
 182
 183 /*
 184  * Search for a digest matching SignerInfo digest type and if found copy
 185  * across.
 186  */
 187
 188 static int pkcs7_copy_existing_digest(PKCS7 *p7, PKCS7_SIGNER_INFO *si)
 189 {
 190     int i;
 191     STACK_OF(PKCS7_SIGNER_INFO) *sinfos;
 192     PKCS7_SIGNER_INFO *sitmp;
 193     ASN1_OCTET_STRING *osdig = NULL;
 194     sinfos = PKCS7_get_signer_info(p7);
 195     for (i = 0; i < sk_PKCS7_SIGNER_INFO_num(sinfos); i++) {
 196         sitmp = sk_PKCS7_SIGNER_INFO_value(sinfos, i);
 197         if (si == sitmp)
 198             break;
 199         if (sk_X509_ATTRIBUTE_num(sitmp->auth_attr) <= 0)
 200             continue;
 201         if (!OBJ_cmp(si->digest_alg->algorithm, sitmp->digest_alg->algorithm)) {
 202             osdig = PKCS7_digest_from_attributes(sitmp->auth_attr);
 203             break;
 204         }
 205
 206     }
 207
 208     if (osdig != NULL)
 209         return PKCS7_add1_attrib_digest(si, osdig->data, osdig->length);
 210
 211     PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_COPY_EXISTING_DIGEST,
 212              PKCS7_R_NO_MATCHING_DIGEST_TYPE_FOUND);
 213     return 0;
 214 }
 215
 216 int PKCS7_verify(PKCS7 *p7, STACK_OF(X509) *certs, X509_STORE *store,
 217                  BIO *indata, BIO *out, int flags)
 218 {
 219     STACK_OF(X509) *signers;
 220     X509 *signer;
 221     STACK_OF(PKCS7_SIGNER_INFO) *sinfos;
 222     PKCS7_SIGNER_INFO *si;
 223     X509_STORE_CTX *cert_ctx = NULL;
 224     char *buf = NULL;
 225     int i, j = 0, k, ret = 0;
 226     BIO *p7bio = NULL;
 227     BIO *tmpin = NULL, *tmpout = NULL;
 228     const PKCS7_CTX *p7_ctx;
 229
 230     if (p7 == NULL) {
 231         PKCS7err(0, PKCS7_R_INVALID_NULL_POINTER);
 232         return 0;
 233     }
 234
 235     if (!PKCS7_type_is_signed(p7)) {
 236         PKCS7err(0, PKCS7_R_WRONG_CONTENT_TYPE);
 237         return 0;
 238     }
 239
 240     /* Check for no data and no content: no data to verify signature */
 241     if (PKCS7_get_detached(p7) && !indata) {
 242         PKCS7err(0, PKCS7_R_NO_CONTENT);
 243         return 0;
 244     }
 245
 246     if (flags & PKCS7_NO_DUAL_CONTENT) {
 247         /*
 248          * This was originally "#if 0" because we thought that only old broken
 249          * Netscape did this.  It turns out that Authenticode uses this kind
 250          * of "extended" PKCS7 format, and things like UEFI secure boot and
 251          * tools like osslsigncode need it.  In Authenticode the verification
 252          * process is different, but the existing PKCs7 verification works.
 253          */
 254         if (!PKCS7_get_detached(p7) && indata) {
 255             PKCS7err(0, PKCS7_R_CONTENT_AND_DATA_PRESENT);
 256             return 0;
 257         }
 258     }
 259
 260     sinfos = PKCS7_get_signer_info(p7);
 261
 262     if (!sinfos || !sk_PKCS7_SIGNER_INFO_num(sinfos)) {
 263         PKCS7err(0, PKCS7_R_NO_SIGNATURES_ON_DATA);
 264         return 0;
 265     }
 266
 267     signers = PKCS7_get0_signers(p7, certs, flags);
 268     if (signers == NULL)
 269         return 0;
 270
 271     /* Now verify the certificates */
 272     p7_ctx = pkcs7_get0_ctx(p7);
 273     cert_ctx = X509_STORE_CTX_new_with_libctx(p7_ctx->libctx, p7_ctx->propq);
 274     if (cert_ctx == NULL)
 275         goto err;
 276     if (!(flags & PKCS7_NOVERIFY))
 277         for (k = 0; k < sk_X509_num(signers); k++) {
 278             signer = sk_X509_value(signers, k);
 279             if (!(flags & PKCS7_NOCHAIN)) {
 280                 if (!X509_STORE_CTX_init(cert_ctx, store, signer,
 281                                          p7->d.sign->cert)) {
 282                     PKCS7err(0, ERR_R_X509_LIB);
 283                     goto err;
 284                 }
 285                 X509_STORE_CTX_set_default(cert_ctx, "smime_sign");
 286             } else if (!X509_STORE_CTX_init(cert_ctx, store, signer, NULL)) {
 287                 PKCS7err(0, ERR_R_X509_LIB);
 288                 goto err;
 289             }
 290             if (!(flags & PKCS7_NOCRL))
 291                 X509_STORE_CTX_set0_crls(cert_ctx, p7->d.sign->crl);
 292             i = X509_verify_cert(cert_ctx);
 293             if (i <= 0)
 294                 j = X509_STORE_CTX_get_error(cert_ctx);
 295             X509_STORE_CTX_cleanup(cert_ctx);
 296             if (i <= 0) {
 297                 PKCS7err(0, PKCS7_R_CERTIFICATE_VERIFY_ERROR);
 298                 ERR_add_error_data(2, "Verify error:",
 299                                    X509_verify_cert_error_string(j));
 300                 goto err;
 301             }
 302             /* Check for revocation status here */
 303         }
 304
 305     /*
 306      * Performance optimization: if the content is a memory BIO then store
 307      * its contents in a temporary read only memory BIO. This avoids
 308      * potentially large numbers of slow copies of data which will occur when
 309      * reading from a read write memory BIO when signatures are calculated.
 310      */
 311
 312     if (indata && (BIO_method_type(indata) == BIO_TYPE_MEM)) {
 313         char *ptr;
 314         long len;
 315         len = BIO_get_mem_data(indata, &ptr);
 316         tmpin = BIO_new_mem_buf(ptr, len);
 317         if (tmpin == NULL) {
 318             PKCS7err(0, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 319             goto err;
 320         }
 321     } else
 322         tmpin = indata;
 323
 324     if ((p7bio = PKCS7_dataInit(p7, tmpin)) == NULL)
 325         goto err;
 326
 327     if (flags & PKCS7_TEXT) {
 328         if ((tmpout = BIO_new(BIO_s_mem())) == NULL) {
 329             PKCS7err(0, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 330             goto err;
 331         }
 332         BIO_set_mem_eof_return(tmpout, 0);
 333     } else
 334         tmpout = out;
 335
 336     /* We now have to 'read' from p7bio to calculate digests etc. */
 337     if ((buf = OPENSSL_malloc(BUFFERSIZE)) == NULL) {
 338         PKCS7err(0, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 339         goto err;
 340     }
 341     for (;;) {
 342         i = BIO_read(p7bio, buf, BUFFERSIZE);
 343         if (i <= 0)
 344             break;
 345         if (tmpout)
 346             BIO_write(tmpout, buf, i);
 347     }
 348
 349     if (flags & PKCS7_TEXT) {
 350         if (!SMIME_text(tmpout, out)) {
 351             PKCS7err(0, PKCS7_R_SMIME_TEXT_ERROR);
 352             BIO_free(tmpout);
 353             goto err;
 354         }
 355         BIO_free(tmpout);
 356     }
 357
 358     /* Now Verify All Signatures */
 359     if (!(flags & PKCS7_NOSIGS))
 360         for (i = 0; i < sk_PKCS7_SIGNER_INFO_num(sinfos); i++) {
 361             si = sk_PKCS7_SIGNER_INFO_value(sinfos, i);
 362             signer = sk_X509_value(signers, i);
 363             j = PKCS7_signatureVerify(p7bio, p7, si, signer);
 364             if (j <= 0) {
 365                 PKCS7err(0, PKCS7_R_SIGNATURE_FAILURE);
 366                 goto err;
 367             }
 368         }
 369
 370     ret = 1;
 371
 372  err:
 373     X509_STORE_CTX_free(cert_ctx);
 374     OPENSSL_free(buf);
 375     if (tmpin == indata) {
 376         if (indata)
 377             BIO_pop(p7bio);
 378     }
 379     BIO_free_all(p7bio);
 380     sk_X509_free(signers);
 381     return ret;
 382 }
 383
 384 STACK_OF(X509) *PKCS7_get0_signers(PKCS7 *p7, STACK_OF(X509) *certs,
 385                                    int flags)
 386 {
 387     STACK_OF(X509) *signers;
 388     STACK_OF(PKCS7_SIGNER_INFO) *sinfos;
 389     PKCS7_SIGNER_INFO *si;
 390     PKCS7_ISSUER_AND_SERIAL *ias;
 391     X509 *signer;
 392     int i;
 393
 394     if (p7 == NULL) {
 395         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_GET0_SIGNERS, PKCS7_R_INVALID_NULL_POINTER);
 396         return NULL;
 397     }
 398
 399     if (!PKCS7_type_is_signed(p7)) {
 400         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_GET0_SIGNERS, PKCS7_R_WRONG_CONTENT_TYPE);
 401         return NULL;
 402     }
 403
 404     /* Collect all the signers together */
 405
 406     sinfos = PKCS7_get_signer_info(p7);
 407
 408     if (sk_PKCS7_SIGNER_INFO_num(sinfos) <= 0) {
 409         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_GET0_SIGNERS, PKCS7_R_NO_SIGNERS);
 410         return 0;
 411     }
 412
 413     if ((signers = sk_X509_new_null()) == NULL) {
 414         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_GET0_SIGNERS, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 415         return NULL;
 416     }
 417
 418     for (i = 0; i < sk_PKCS7_SIGNER_INFO_num(sinfos); i++) {
 419         si = sk_PKCS7_SIGNER_INFO_value(sinfos, i);
 420         ias = si->issuer_and_serial;
 421         signer = NULL;
 422         /* If any certificates passed they take priority */
 423         if (certs)
 424             signer = X509_find_by_issuer_and_serial(certs,
 425                                                     ias->issuer, ias->serial);
 426         if (!signer && !(flags & PKCS7_NOINTERN)
 427             && p7->d.sign->cert)
 428             signer =
 429                 X509_find_by_issuer_and_serial(p7->d.sign->cert,
 430                                                ias->issuer, ias->serial);
 431         if (!signer) {
 432             PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_GET0_SIGNERS,
 433                      PKCS7_R_SIGNER_CERTIFICATE_NOT_FOUND);
 434             sk_X509_free(signers);
 435             return 0;
 436         }
 437
 438         if (!sk_X509_push(signers, signer)) {
 439             sk_X509_free(signers);
 440             return NULL;
 441         }
 442     }
 443     return signers;
 444 }
 445
 446 /* Build a complete PKCS#7 enveloped data */
 447
 448 PKCS7 *PKCS7_encrypt_with_libctx(STACK_OF(X509) *certs, BIO *in,
 449                                  const EVP_CIPHER *cipher, int flags,
 450                                  OPENSSL_CTX *libctx, const char *propq)
 451 {
 452     PKCS7 *p7;
 453     BIO *p7bio = NULL;
 454     int i;
 455     X509 *x509;
 456
 457     if ((p7 = PKCS7_new_with_libctx(libctx, propq)) == NULL) {
 458         PKCS7err(0, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 459         return NULL;
 460     }
 461
 462     if (!PKCS7_set_type(p7, NID_pkcs7_enveloped))
 463         goto err;
 464     if (!PKCS7_set_cipher(p7, cipher)) {
 465         PKCS7err(0, PKCS7_R_ERROR_SETTING_CIPHER);
 466         goto err;
 467     }
 468
 469     for (i = 0; i < sk_X509_num(certs); i++) {
 470         x509 = sk_X509_value(certs, i);
 471         if (!PKCS7_add_recipient(p7, x509)) {
 472             PKCS7err(0, PKCS7_R_ERROR_ADDING_RECIPIENT);
 473             goto err;
 474         }
 475     }
 476
 477     if (flags & PKCS7_STREAM)
 478         return p7;
 479
 480     if (PKCS7_final(p7, in, flags))
 481         return p7;
 482
 483  err:
 484
 485     BIO_free_all(p7bio);
 486     PKCS7_free(p7);
 487     return NULL;
 488
 489 }
 490
 491 PKCS7 *PKCS7_encrypt(STACK_OF(X509) *certs, BIO *in, const EVP_CIPHER *cipher,
 492                      int flags)
 493 {
 494     return PKCS7_encrypt_with_libctx(certs, in, cipher, flags, NULL, NULL);
 495 }
 496
 497
 498 int PKCS7_decrypt(PKCS7 *p7, EVP_PKEY *pkey, X509 *cert, BIO *data, int flags)
 499 {
 500     BIO *tmpmem;
 501     int ret = 0, i;
 502     char *buf = NULL;
 503
 504     if (p7 == NULL) {
 505         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_DECRYPT, PKCS7_R_INVALID_NULL_POINTER);
 506         return 0;
 507     }
 508
 509     if (!PKCS7_type_is_enveloped(p7)) {
 510         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_DECRYPT, PKCS7_R_WRONG_CONTENT_TYPE);
 511         return 0;
 512     }
 513
 514     if (cert && !X509_check_private_key(cert, pkey)) {
 515         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_DECRYPT,
 516                  PKCS7_R_PRIVATE_KEY_DOES_NOT_MATCH_CERTIFICATE);
 517         return 0;
 518     }
 519
 520     if ((tmpmem = PKCS7_dataDecode(p7, pkey, NULL, cert)) == NULL) {
 521         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_DECRYPT, PKCS7_R_DECRYPT_ERROR);
 522         return 0;
 523     }
 524
 525     if (flags & PKCS7_TEXT) {
 526         BIO *tmpbuf, *bread;
 527         /* Encrypt BIOs can't do BIO_gets() so add a buffer BIO */
 528         if ((tmpbuf = BIO_new(BIO_f_buffer())) == NULL) {
 529             PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_DECRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 530             BIO_free_all(tmpmem);
 531             return 0;
 532         }
 533         if ((bread = BIO_push(tmpbuf, tmpmem)) == NULL) {
 534             PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_DECRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 535             BIO_free_all(tmpbuf);
 536             BIO_free_all(tmpmem);
 537             return 0;
 538         }
 539         ret = SMIME_text(bread, data);
 540         if (ret > 0 && BIO_method_type(tmpmem) == BIO_TYPE_CIPHER) {
 541             if (!BIO_get_cipher_status(tmpmem))
 542                 ret = 0;
 543         }
 544         BIO_free_all(bread);
 545         return ret;
 546     }
 547     if ((buf = OPENSSL_malloc(BUFFERSIZE)) == NULL) {
 548         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_DECRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 549         goto err;
 550     }
 551     for (;;) {
 552         i = BIO_read(tmpmem, buf, BUFFERSIZE);
 553         if (i <= 0) {
 554             ret = 1;
 555             if (BIO_method_type(tmpmem) == BIO_TYPE_CIPHER) {
 556                 if (!BIO_get_cipher_status(tmpmem))
 557                     ret = 0;
 558             }
 559
 560             break;
 561         }
 562         if (BIO_write(data, buf, i) != i) {
 563             break;
 564         }
 565     }
 566 err:
 567     OPENSSL_free(buf);
 568     BIO_free_all(tmpmem);
 569     return ret;
 570 }