crypto/rsa/rsa_gen.c

   1 /* crypto/rsa/rsa_gen.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
  60 /* NB: these functions have been "upgraded", the deprecated versions (which are
  61  * compatibility wrappers using these functions) are in rsa_depr.c.
  62  * - Geoff
  63  */
  64
  65 #define OPENSSL_FIPSAPI
  66
  67 #include <stdio.h>
  68 #include <time.h>
  69 #include "cryptlib.h"
  70 #include <openssl/bn.h>
  71 #include <openssl/rsa.h>
  72
  73 #ifdef OPENSSL_FIPS
  74
  75
  76 #include <openssl/fips.h>
  77 #include <openssl/evp.h>
  78
  79 int fips_check_rsa(RSA *rsa)
  80         {
  81         const unsigned char tbs[] = "RSA Pairwise Check Data";
  82         unsigned char *ctbuf = NULL, *ptbuf = NULL;
  83         int len, ret = 0;
  84         EVP_PKEY pk;
  85         pk.type = EVP_PKEY_RSA;
  86         pk.pkey.rsa = rsa;
  87
  88         /* Perform pairwise consistency signature test */
  89         if (!fips_pkey_signature_test(FIPS_TEST_PAIRWISE, &pk, tbs, -1,
  90                         NULL, 0, NULL, RSA_PKCS1_PADDING, NULL)
  91                 || !fips_pkey_signature_test(FIPS_TEST_PAIRWISE, &pk, tbs, -1,
  92                         NULL, 0, NULL, RSA_X931_PADDING, NULL)
  93                 || !fips_pkey_signature_test(FIPS_TEST_PAIRWISE, &pk, tbs, -1,
  94                         NULL, 0, NULL, RSA_PKCS1_PSS_PADDING, NULL))
  95                 goto err;
  96         /* Now perform pairwise consistency encrypt/decrypt test */
  97         ctbuf = OPENSSL_malloc(RSA_size(rsa));
  98         if (!ctbuf)
  99                 goto err;
 100
 101         len = RSA_public_encrypt(sizeof(tbs) - 1, tbs, ctbuf, rsa, RSA_PKCS1_PADDING);
 102         if (len <= 0)
 103                 goto err;
 104         /* Check ciphertext doesn't match plaintext */
 105         if ((len == (sizeof(tbs) - 1)) && !memcmp(tbs, ctbuf, len))
 106                 goto err;
 107         ptbuf = OPENSSL_malloc(RSA_size(rsa));
 108
 109         if (!ptbuf)
 110                 goto err;
 111         len = RSA_private_decrypt(len, ctbuf, ptbuf, rsa, RSA_PKCS1_PADDING);
 112         if (len != (sizeof(tbs) - 1))
 113                 goto err;
 114         if (memcmp(ptbuf, tbs, len))
 115                 goto err;
 116
 117         ret = 1;
 118
 119         if (!ptbuf)
 120                 goto err;
 121
 122         err:
 123         if (ret == 0)
 124                 {
 125                 fips_set_selftest_fail();
 126                 FIPSerr(FIPS_F_FIPS_CHECK_RSA,FIPS_R_PAIRWISE_TEST_FAILED);
 127                 }
 128
 129         if (ctbuf)
 130                 OPENSSL_free(ctbuf);
 131         if (ptbuf)
 132                 OPENSSL_free(ptbuf);
 133
 134         return ret;
 135         }
 136 #endif
 137
 138 static int rsa_builtin_keygen(RSA *rsa, int bits, BIGNUM *e_value, BN_GENCB *cb);
 139
 140 /* NB: this wrapper would normally be placed in rsa_lib.c and the static
 141  * implementation would probably be in rsa_eay.c. Nonetheless, is kept here so
 142  * that we don't introduce a new linker dependency. Eg. any application that
 143  * wasn't previously linking object code related to key-generation won't have to
 144  * now just because key-generation is part of RSA_METHOD. */
 145 int RSA_generate_key_ex(RSA *rsa, int bits, BIGNUM *e_value, BN_GENCB *cb)
 146         {
 147         if(rsa->meth->rsa_keygen)
 148                 return rsa->meth->rsa_keygen(rsa, bits, e_value, cb);
 149         return rsa_builtin_keygen(rsa, bits, e_value, cb);
 150         }
 151
 152 static int rsa_builtin_keygen(RSA *rsa, int bits, BIGNUM *e_value, BN_GENCB *cb)
 153         {
 154         BIGNUM *r0=NULL,*r1=NULL,*r2=NULL,*r3=NULL,*tmp;
 155         BIGNUM local_r0,local_d,local_p;
 156         BIGNUM *pr0,*d,*p;
 157         int bitsp,bitsq,ok= -1,n=0;
 158         BN_CTX *ctx=NULL;
 159
 160 #ifdef OPENSSL_FIPS
 161         if(FIPS_selftest_failed())
 162             {
 163             FIPSerr(FIPS_F_RSA_BUILTIN_KEYGEN,FIPS_R_FIPS_SELFTEST_FAILED);
 164             return 0;
 165             }
 166
 167         if (FIPS_mode() && (bits < OPENSSL_RSA_FIPS_MIN_MODULUS_BITS))
 168             {
 169             FIPSerr(FIPS_F_RSA_BUILTIN_KEYGEN,FIPS_R_KEY_TOO_SHORT);
 170             return 0;
 171             }
 172 #endif
 173
 174         ctx=BN_CTX_new();
 175         if (ctx == NULL) goto err;
 176         BN_CTX_start(ctx);
 177         r0 = BN_CTX_get(ctx);
 178         r1 = BN_CTX_get(ctx);
 179         r2 = BN_CTX_get(ctx);
 180         r3 = BN_CTX_get(ctx);
 181         if (r3 == NULL) goto err;
 182
 183         bitsp=(bits+1)/2;
 184         bitsq=bits-bitsp;
 185
 186         /* We need the RSA components non-NULL */
 187         if(!rsa->n && ((rsa->n=BN_new()) == NULL)) goto err;
 188         if(!rsa->d && ((rsa->d=BN_new()) == NULL)) goto err;
 189         if(!rsa->e && ((rsa->e=BN_new()) == NULL)) goto err;
 190         if(!rsa->p && ((rsa->p=BN_new()) == NULL)) goto err;
 191         if(!rsa->q && ((rsa->q=BN_new()) == NULL)) goto err;
 192         if(!rsa->dmp1 && ((rsa->dmp1=BN_new()) == NULL)) goto err;
 193         if(!rsa->dmq1 && ((rsa->dmq1=BN_new()) == NULL)) goto err;
 194         if(!rsa->iqmp && ((rsa->iqmp=BN_new()) == NULL)) goto err;
 195
 196         BN_copy(rsa->e, e_value);
 197
 198         /* generate p and q */
 199         for (;;)
 200                 {
 201                 if(!BN_generate_prime_ex(rsa->p, bitsp, 0, NULL, NULL, cb))
 202                         goto err;
 203                 if (!BN_sub(r2,rsa->p,BN_value_one())) goto err;
 204                 if (!BN_gcd(r1,r2,rsa->e,ctx)) goto err;
 205                 if (BN_is_one(r1)) break;
 206                 if(!BN_GENCB_call(cb, 2, n++))
 207                         goto err;
 208                 }
 209         if(!BN_GENCB_call(cb, 3, 0))
 210                 goto err;
 211         for (;;)
 212                 {
 213                 /* When generating ridiculously small keys, we can get stuck
 214                  * continually regenerating the same prime values. Check for
 215                  * this and bail if it happens 3 times. */
 216                 unsigned int degenerate = 0;
 217                 do
 218                         {
 219                         if(!BN_generate_prime_ex(rsa->q, bitsq, 0, NULL, NULL, cb))
 220                                 goto err;
 221                         } while((BN_cmp(rsa->p, rsa->q) == 0) && (++degenerate < 3));
 222                 if(degenerate == 3)
 223                         {
 224                         ok = 0; /* we set our own err */
 225                         RSAerr(RSA_F_RSA_BUILTIN_KEYGEN,RSA_R_KEY_SIZE_TOO_SMALL);
 226                         goto err;
 227                         }
 228                 if (!BN_sub(r2,rsa->q,BN_value_one())) goto err;
 229                 if (!BN_gcd(r1,r2,rsa->e,ctx)) goto err;
 230                 if (BN_is_one(r1))
 231                         break;
 232                 if(!BN_GENCB_call(cb, 2, n++))
 233                         goto err;
 234                 }
 235         if(!BN_GENCB_call(cb, 3, 1))
 236                 goto err;
 237         if (BN_cmp(rsa->p,rsa->q) < 0)
 238                 {
 239                 tmp=rsa->p;
 240                 rsa->p=rsa->q;
 241                 rsa->q=tmp;
 242                 }
 243
 244         /* calculate n */
 245         if (!BN_mul(rsa->n,rsa->p,rsa->q,ctx)) goto err;
 246
 247         /* calculate d */
 248         if (!BN_sub(r1,rsa->p,BN_value_one())) goto err;        /* p-1 */
 249         if (!BN_sub(r2,rsa->q,BN_value_one())) goto err;        /* q-1 */
 250         if (!BN_mul(r0,r1,r2,ctx)) goto err;    /* (p-1)(q-1) */
 251         if (!(rsa->flags & RSA_FLAG_NO_CONSTTIME))
 252                 {
 253                   pr0 = &local_r0;
 254                   BN_with_flags(pr0, r0, BN_FLG_CONSTTIME);
 255                 }
 256         else
 257           pr0 = r0;
 258         if (!BN_mod_inverse(rsa->d,rsa->e,pr0,ctx)) goto err;   /* d */
 259
 260         /* set up d for correct BN_FLG_CONSTTIME flag */
 261         if (!(rsa->flags & RSA_FLAG_NO_CONSTTIME))
 262                 {
 263                 d = &local_d;
 264                 BN_with_flags(d, rsa->d, BN_FLG_CONSTTIME);
 265                 }
 266         else
 267                 d = rsa->d;
 268
 269         /* calculate d mod (p-1) */
 270         if (!BN_mod(rsa->dmp1,d,r1,ctx)) goto err;
 271
 272         /* calculate d mod (q-1) */
 273         if (!BN_mod(rsa->dmq1,d,r2,ctx)) goto err;
 274
 275         /* calculate inverse of q mod p */
 276         if (!(rsa->flags & RSA_FLAG_NO_CONSTTIME))
 277                 {
 278                 p = &local_p;
 279                 BN_with_flags(p, rsa->p, BN_FLG_CONSTTIME);
 280                 }
 281         else
 282                 p = rsa->p;
 283         if (!BN_mod_inverse(rsa->iqmp,rsa->q,p,ctx)) goto err;
 284
 285 #ifdef OPENSSL_FIPS
 286         if(!fips_check_rsa(rsa))
 287             goto err;
 288 #endif
 289
 290         ok=1;
 291 err:
 292         if (ok == -1)
 293                 {
 294                 RSAerr(RSA_F_RSA_BUILTIN_KEYGEN,ERR_LIB_BN);
 295                 ok=0;
 296                 }
 297         if (ctx != NULL)
 298                 {
 299                 BN_CTX_end(ctx);
 300                 BN_CTX_free(ctx);
 301                 }
 302
 303         return ok;
 304         }
 305