crypto/pkcs7/pk7_smime.c

   1 /*
   2  * Copyright 1999-2016 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
  17 #define BUFFERSIZE 4096
  18
  19 DEFINE_STACK_OF(X509)
  20 DEFINE_STACK_OF(X509_ATTRIBUTE)
  21 DEFINE_STACK_OF(X509_ALGOR)
  22 DEFINE_STACK_OF(PKCS7_SIGNER_INFO)
  23
  24 static int pkcs7_copy_existing_digest(PKCS7 *p7, PKCS7_SIGNER_INFO *si);
  25
  26 PKCS7 *PKCS7_sign(X509 *signcert, EVP_PKEY *pkey, STACK_OF(X509) *certs,
  27                   BIO *data, int flags)
  28 {
  29     PKCS7 *p7;
  30     int i;
  31
  32     if ((p7 = PKCS7_new()) == NULL) {
  33         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_SIGN, 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(PKCS7_F_PKCS7_SIGN, 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 int PKCS7_final(PKCS7 *p7, BIO *data, int flags)
  70 {
  71     BIO *p7bio;
  72     int ret = 0;
  73
  74     if ((p7bio = PKCS7_dataInit(p7, NULL)) == NULL) {
  75         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_FINAL, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
  76         return 0;
  77     }
  78
  79     SMIME_crlf_copy(data, p7bio, flags);
  80
  81     (void)BIO_flush(p7bio);
  82
  83     if (!PKCS7_dataFinal(p7, p7bio)) {
  84         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_FINAL, PKCS7_R_PKCS7_DATASIGN);
  85         goto err;
  86     }
  87
  88     ret = 1;
  89
  90  err:
  91     BIO_free_all(p7bio);
  92
  93     return ret;
  94
  95 }
  96
  97 /* Check to see if a cipher exists and if so add S/MIME capabilities */
  98
  99 static int add_cipher_smcap(STACK_OF(X509_ALGOR) *sk, int nid, int arg)
 100 {
 101     if (EVP_get_cipherbynid(nid))
 102         return PKCS7_simple_smimecap(sk, nid, arg);
 103     return 1;
 104 }
 105
 106 static int add_digest_smcap(STACK_OF(X509_ALGOR) *sk, int nid, int arg)
 107 {
 108     if (EVP_get_digestbynid(nid))
 109         return PKCS7_simple_smimecap(sk, nid, arg);
 110     return 1;
 111 }
 112
 113 PKCS7_SIGNER_INFO *PKCS7_sign_add_signer(PKCS7 *p7, X509 *signcert,
 114                                          EVP_PKEY *pkey, const EVP_MD *md,
 115                                          int flags)
 116 {
 117     PKCS7_SIGNER_INFO *si = NULL;
 118     STACK_OF(X509_ALGOR) *smcap = NULL;
 119     if (!X509_check_private_key(signcert, pkey)) {
 120         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_SIGN_ADD_SIGNER,
 121                  PKCS7_R_PRIVATE_KEY_DOES_NOT_MATCH_CERTIFICATE);
 122         return NULL;
 123     }
 124
 125     if ((si = PKCS7_add_signature(p7, signcert, pkey, md)) == NULL) {
 126         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_SIGN_ADD_SIGNER,
 127                  PKCS7_R_PKCS7_ADD_SIGNATURE_ERROR);
 128         return NULL;
 129     }
 130
 131     if (!(flags & PKCS7_NOCERTS)) {
 132         if (!PKCS7_add_certificate(p7, signcert))
 133             goto err;
 134     }
 135
 136     if (!(flags & PKCS7_NOATTR)) {
 137         if (!PKCS7_add_attrib_content_type(si, NULL))
 138             goto err;
 139         /* Add SMIMECapabilities */
 140         if (!(flags & PKCS7_NOSMIMECAP)) {
 141             if ((smcap = sk_X509_ALGOR_new_null()) == NULL) {
 142                 PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_SIGN_ADD_SIGNER, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 143                 goto err;
 144             }
 145             if (!add_cipher_smcap(smcap, NID_aes_256_cbc, -1)
 146                 || !add_digest_smcap(smcap, NID_id_GostR3411_2012_256, -1)
 147                 || !add_digest_smcap(smcap, NID_id_GostR3411_2012_512, -1)
 148                 || !add_digest_smcap(smcap, NID_id_GostR3411_94, -1)
 149                 || !add_cipher_smcap(smcap, NID_id_Gost28147_89, -1)
 150                 || !add_cipher_smcap(smcap, NID_aes_192_cbc, -1)
 151                 || !add_cipher_smcap(smcap, NID_aes_128_cbc, -1)
 152                 || !add_cipher_smcap(smcap, NID_des_ede3_cbc, -1)
 153                 || !add_cipher_smcap(smcap, NID_rc2_cbc, 128)
 154                 || !add_cipher_smcap(smcap, NID_rc2_cbc, 64)
 155                 || !add_cipher_smcap(smcap, NID_des_cbc, -1)
 156                 || !add_cipher_smcap(smcap, NID_rc2_cbc, 40)
 157                 || !PKCS7_add_attrib_smimecap(si, smcap))
 158                 goto err;
 159             sk_X509_ALGOR_pop_free(smcap, X509_ALGOR_free);
 160             smcap = NULL;
 161         }
 162         if (flags & PKCS7_REUSE_DIGEST) {
 163             if (!pkcs7_copy_existing_digest(p7, si))
 164                 goto err;
 165             if (!(flags & PKCS7_PARTIAL) && !PKCS7_SIGNER_INFO_sign(si))
 166                 goto err;
 167         }
 168     }
 169     return si;
 170  err:
 171     sk_X509_ALGOR_pop_free(smcap, X509_ALGOR_free);
 172     return NULL;
 173 }
 174
 175 /*
 176  * Search for a digest matching SignerInfo digest type and if found copy
 177  * across.
 178  */
 179
 180 static int pkcs7_copy_existing_digest(PKCS7 *p7, PKCS7_SIGNER_INFO *si)
 181 {
 182     int i;
 183     STACK_OF(PKCS7_SIGNER_INFO) *sinfos;
 184     PKCS7_SIGNER_INFO *sitmp;
 185     ASN1_OCTET_STRING *osdig = NULL;
 186     sinfos = PKCS7_get_signer_info(p7);
 187     for (i = 0; i < sk_PKCS7_SIGNER_INFO_num(sinfos); i++) {
 188         sitmp = sk_PKCS7_SIGNER_INFO_value(sinfos, i);
 189         if (si == sitmp)
 190             break;
 191         if (sk_X509_ATTRIBUTE_num(sitmp->auth_attr) <= 0)
 192             continue;
 193         if (!OBJ_cmp(si->digest_alg->algorithm, sitmp->digest_alg->algorithm)) {
 194             osdig = PKCS7_digest_from_attributes(sitmp->auth_attr);
 195             break;
 196         }
 197
 198     }
 199
 200     if (osdig)
 201         return PKCS7_add1_attrib_digest(si, osdig->data, osdig->length);
 202
 203     PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_COPY_EXISTING_DIGEST,
 204              PKCS7_R_NO_MATCHING_DIGEST_TYPE_FOUND);
 205     return 0;
 206 }
 207
 208 int PKCS7_verify(PKCS7 *p7, STACK_OF(X509) *certs, X509_STORE *store,
 209                  BIO *indata, BIO *out, int flags)
 210 {
 211     STACK_OF(X509) *signers;
 212     X509 *signer;
 213     STACK_OF(PKCS7_SIGNER_INFO) *sinfos;
 214     PKCS7_SIGNER_INFO *si;
 215     X509_STORE_CTX *cert_ctx = NULL;
 216     char *buf = NULL;
 217     int i, j = 0, k, ret = 0;
 218     BIO *p7bio = NULL;
 219     BIO *tmpin = NULL, *tmpout = NULL;
 220
 221     if (p7 == NULL) {
 222         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_VERIFY, PKCS7_R_INVALID_NULL_POINTER);
 223         return 0;
 224     }
 225
 226     if (!PKCS7_type_is_signed(p7)) {
 227         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_VERIFY, PKCS7_R_WRONG_CONTENT_TYPE);
 228         return 0;
 229     }
 230
 231     /* Check for no data and no content: no data to verify signature */
 232     if (PKCS7_get_detached(p7) && !indata) {
 233         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_VERIFY, PKCS7_R_NO_CONTENT);
 234         return 0;
 235     }
 236
 237     if (flags & PKCS7_NO_DUAL_CONTENT) {
 238         /*
 239          * This was originally "#if 0" because we thought that only old broken
 240          * Netscape did this.  It turns out that Authenticode uses this kind
 241          * of "extended" PKCS7 format, and things like UEFI secure boot and
 242          * tools like osslsigncode need it.  In Authenticode the verification
 243          * process is different, but the existing PKCs7 verification works.
 244          */
 245         if (!PKCS7_get_detached(p7) && indata) {
 246             PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_VERIFY, PKCS7_R_CONTENT_AND_DATA_PRESENT);
 247             return 0;
 248         }
 249     }
 250
 251     sinfos = PKCS7_get_signer_info(p7);
 252
 253     if (!sinfos || !sk_PKCS7_SIGNER_INFO_num(sinfos)) {
 254         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_VERIFY, PKCS7_R_NO_SIGNATURES_ON_DATA);
 255         return 0;
 256     }
 257
 258     signers = PKCS7_get0_signers(p7, certs, flags);
 259     if (!signers)
 260         return 0;
 261
 262     /* Now verify the certificates */
 263
 264     cert_ctx = X509_STORE_CTX_new();
 265     if (cert_ctx == NULL)
 266         goto err;
 267     if (!(flags & PKCS7_NOVERIFY))
 268         for (k = 0; k < sk_X509_num(signers); k++) {
 269             signer = sk_X509_value(signers, k);
 270             if (!(flags & PKCS7_NOCHAIN)) {
 271                 if (!X509_STORE_CTX_init(cert_ctx, store, signer,
 272                                          p7->d.sign->cert)) {
 273                     PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_VERIFY, ERR_R_X509_LIB);
 274                     goto err;
 275                 }
 276                 X509_STORE_CTX_set_default(cert_ctx, "smime_sign");
 277             } else if (!X509_STORE_CTX_init(cert_ctx, store, signer, NULL)) {
 278                 PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_VERIFY, ERR_R_X509_LIB);
 279                 goto err;
 280             }
 281             if (!(flags & PKCS7_NOCRL))
 282                 X509_STORE_CTX_set0_crls(cert_ctx, p7->d.sign->crl);
 283             i = X509_verify_cert(cert_ctx);
 284             if (i <= 0)
 285                 j = X509_STORE_CTX_get_error(cert_ctx);
 286             X509_STORE_CTX_cleanup(cert_ctx);
 287             if (i <= 0) {
 288                 PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_VERIFY,
 289                          PKCS7_R_CERTIFICATE_VERIFY_ERROR);
 290                 ERR_add_error_data(2, "Verify error:",
 291                                    X509_verify_cert_error_string(j));
 292                 goto err;
 293             }
 294             /* Check for revocation status here */
 295         }
 296
 297     /*
 298      * Performance optimization: if the content is a memory BIO then store
 299      * its contents in a temporary read only memory BIO. This avoids
 300      * potentially large numbers of slow copies of data which will occur when
 301      * reading from a read write memory BIO when signatures are calculated.
 302      */
 303
 304     if (indata && (BIO_method_type(indata) == BIO_TYPE_MEM)) {
 305         char *ptr;
 306         long len;
 307         len = BIO_get_mem_data(indata, &ptr);
 308         tmpin = BIO_new_mem_buf(ptr, len);
 309         if (tmpin == NULL) {
 310             PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_VERIFY, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 311             goto err;
 312         }
 313     } else
 314         tmpin = indata;
 315
 316     if ((p7bio = PKCS7_dataInit(p7, tmpin)) == NULL)
 317         goto err;
 318
 319     if (flags & PKCS7_TEXT) {
 320         if ((tmpout = BIO_new(BIO_s_mem())) == NULL) {
 321             PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_VERIFY, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 322             goto err;
 323         }
 324         BIO_set_mem_eof_return(tmpout, 0);
 325     } else
 326         tmpout = out;
 327
 328     /* We now have to 'read' from p7bio to calculate digests etc. */
 329     if ((buf = OPENSSL_malloc(BUFFERSIZE)) == NULL) {
 330         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_VERIFY, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 331         goto err;
 332     }
 333     for (;;) {
 334         i = BIO_read(p7bio, buf, BUFFERSIZE);
 335         if (i <= 0)
 336             break;
 337         if (tmpout)
 338             BIO_write(tmpout, buf, i);
 339     }
 340
 341     if (flags & PKCS7_TEXT) {
 342         if (!SMIME_text(tmpout, out)) {
 343             PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_VERIFY, PKCS7_R_SMIME_TEXT_ERROR);
 344             BIO_free(tmpout);
 345             goto err;
 346         }
 347         BIO_free(tmpout);
 348     }
 349
 350     /* Now Verify All Signatures */
 351     if (!(flags & PKCS7_NOSIGS))
 352         for (i = 0; i < sk_PKCS7_SIGNER_INFO_num(sinfos); i++) {
 353             si = sk_PKCS7_SIGNER_INFO_value(sinfos, i);
 354             signer = sk_X509_value(signers, i);
 355             j = PKCS7_signatureVerify(p7bio, p7, si, signer);
 356             if (j <= 0) {
 357                 PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_VERIFY, PKCS7_R_SIGNATURE_FAILURE);
 358                 goto err;
 359             }
 360         }
 361
 362     ret = 1;
 363
 364  err:
 365     X509_STORE_CTX_free(cert_ctx);
 366     OPENSSL_free(buf);
 367     if (tmpin == indata) {
 368         if (indata)
 369             BIO_pop(p7bio);
 370     }
 371     BIO_free_all(p7bio);
 372     sk_X509_free(signers);
 373     return ret;
 374 }
 375
 376 STACK_OF(X509) *PKCS7_get0_signers(PKCS7 *p7, STACK_OF(X509) *certs,
 377                                    int flags)
 378 {
 379     STACK_OF(X509) *signers;
 380     STACK_OF(PKCS7_SIGNER_INFO) *sinfos;
 381     PKCS7_SIGNER_INFO *si;
 382     PKCS7_ISSUER_AND_SERIAL *ias;
 383     X509 *signer;
 384     int i;
 385
 386     if (p7 == NULL) {
 387         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_GET0_SIGNERS, PKCS7_R_INVALID_NULL_POINTER);
 388         return NULL;
 389     }
 390
 391     if (!PKCS7_type_is_signed(p7)) {
 392         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_GET0_SIGNERS, PKCS7_R_WRONG_CONTENT_TYPE);
 393         return NULL;
 394     }
 395
 396     /* Collect all the signers together */
 397
 398     sinfos = PKCS7_get_signer_info(p7);
 399
 400     if (sk_PKCS7_SIGNER_INFO_num(sinfos) <= 0) {
 401         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_GET0_SIGNERS, PKCS7_R_NO_SIGNERS);
 402         return 0;
 403     }
 404
 405     if ((signers = sk_X509_new_null()) == NULL) {
 406         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_GET0_SIGNERS, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 407         return NULL;
 408     }
 409
 410     for (i = 0; i < sk_PKCS7_SIGNER_INFO_num(sinfos); i++) {
 411         si = sk_PKCS7_SIGNER_INFO_value(sinfos, i);
 412         ias = si->issuer_and_serial;
 413         signer = NULL;
 414         /* If any certificates passed they take priority */
 415         if (certs)
 416             signer = X509_find_by_issuer_and_serial(certs,
 417                                                     ias->issuer, ias->serial);
 418         if (!signer && !(flags & PKCS7_NOINTERN)
 419             && p7->d.sign->cert)
 420             signer =
 421                 X509_find_by_issuer_and_serial(p7->d.sign->cert,
 422                                                ias->issuer, ias->serial);
 423         if (!signer) {
 424             PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_GET0_SIGNERS,
 425                      PKCS7_R_SIGNER_CERTIFICATE_NOT_FOUND);
 426             sk_X509_free(signers);
 427             return 0;
 428         }
 429
 430         if (!sk_X509_push(signers, signer)) {
 431             sk_X509_free(signers);
 432             return NULL;
 433         }
 434     }
 435     return signers;
 436 }
 437
 438 /* Build a complete PKCS#7 enveloped data */
 439
 440 PKCS7 *PKCS7_encrypt(STACK_OF(X509) *certs, BIO *in, const EVP_CIPHER *cipher,
 441                      int flags)
 442 {
 443     PKCS7 *p7;
 444     BIO *p7bio = NULL;
 445     int i;
 446     X509 *x509;
 447     if ((p7 = PKCS7_new()) == NULL) {
 448         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_ENCRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 449         return NULL;
 450     }
 451
 452     if (!PKCS7_set_type(p7, NID_pkcs7_enveloped))
 453         goto err;
 454     if (!PKCS7_set_cipher(p7, cipher)) {
 455         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_ENCRYPT, PKCS7_R_ERROR_SETTING_CIPHER);
 456         goto err;
 457     }
 458
 459     for (i = 0; i < sk_X509_num(certs); i++) {
 460         x509 = sk_X509_value(certs, i);
 461         if (!PKCS7_add_recipient(p7, x509)) {
 462             PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_ENCRYPT, PKCS7_R_ERROR_ADDING_RECIPIENT);
 463             goto err;
 464         }
 465     }
 466
 467     if (flags & PKCS7_STREAM)
 468         return p7;
 469
 470     if (PKCS7_final(p7, in, flags))
 471         return p7;
 472
 473  err:
 474
 475     BIO_free_all(p7bio);
 476     PKCS7_free(p7);
 477     return NULL;
 478
 479 }
 480
 481 int PKCS7_decrypt(PKCS7 *p7, EVP_PKEY *pkey, X509 *cert, BIO *data, int flags)
 482 {
 483     BIO *tmpmem;
 484     int ret = 0, i;
 485     char *buf = NULL;
 486
 487     if (p7 == NULL) {
 488         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_DECRYPT, PKCS7_R_INVALID_NULL_POINTER);
 489         return 0;
 490     }
 491
 492     if (!PKCS7_type_is_enveloped(p7)) {
 493         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_DECRYPT, PKCS7_R_WRONG_CONTENT_TYPE);
 494         return 0;
 495     }
 496
 497     if (cert && !X509_check_private_key(cert, pkey)) {
 498         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_DECRYPT,
 499                  PKCS7_R_PRIVATE_KEY_DOES_NOT_MATCH_CERTIFICATE);
 500         return 0;
 501     }
 502
 503     if ((tmpmem = PKCS7_dataDecode(p7, pkey, NULL, cert)) == NULL) {
 504         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_DECRYPT, PKCS7_R_DECRYPT_ERROR);
 505         return 0;
 506     }
 507
 508     if (flags & PKCS7_TEXT) {
 509         BIO *tmpbuf, *bread;
 510         /* Encrypt BIOs can't do BIO_gets() so add a buffer BIO */
 511         if ((tmpbuf = BIO_new(BIO_f_buffer())) == NULL) {
 512             PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_DECRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 513             BIO_free_all(tmpmem);
 514             return 0;
 515         }
 516         if ((bread = BIO_push(tmpbuf, tmpmem)) == NULL) {
 517             PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_DECRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 518             BIO_free_all(tmpbuf);
 519             BIO_free_all(tmpmem);
 520             return 0;
 521         }
 522         ret = SMIME_text(bread, data);
 523         if (ret > 0 && BIO_method_type(tmpmem) == BIO_TYPE_CIPHER) {
 524             if (!BIO_get_cipher_status(tmpmem))
 525                 ret = 0;
 526         }
 527         BIO_free_all(bread);
 528         return ret;
 529     }
 530     if ((buf = OPENSSL_malloc(BUFFERSIZE)) == NULL) {
 531         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_DECRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 532         goto err;
 533     }
 534     for (;;) {
 535         i = BIO_read(tmpmem, buf, BUFFERSIZE);
 536         if (i <= 0) {
 537             ret = 1;
 538             if (BIO_method_type(tmpmem) == BIO_TYPE_CIPHER) {
 539                 if (!BIO_get_cipher_status(tmpmem))
 540                     ret = 0;
 541             }
 542
 543             break;
 544         }
 545         if (BIO_write(data, buf, i) != i) {
 546             break;
 547         }
 548     }
 549 err:
 550     OPENSSL_free(buf);
 551     BIO_free_all(tmpmem);
 552     return ret;
 553 }