Fix modes.h so that indent doesn't complain
[openssl.git] / crypto / rsa / rsa_oaep.c
1 /* crypto/rsa/rsa_oaep.c */
2 /* Written by Ulf Moeller. This software is distributed on an "AS IS"
3    basis, WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, either express or implied. */
4
5 /* EME-OAEP as defined in RFC 2437 (PKCS #1 v2.0) */
6
7 /* See Victor Shoup, "OAEP reconsidered," Nov. 2000,
8  * <URL: http://www.shoup.net/papers/oaep.ps.Z>
9  * for problems with the security proof for the
10  * original OAEP scheme, which EME-OAEP is based on.
11  * 
12  * A new proof can be found in E. Fujisaki, T. Okamoto,
13  * D. Pointcheval, J. Stern, "RSA-OEAP is Still Alive!",
14  * Dec. 2000, <URL: http://eprint.iacr.org/2000/061/>.
15  * The new proof has stronger requirements for the
16  * underlying permutation: "partial-one-wayness" instead
17  * of one-wayness.  For the RSA function, this is
18  * an equivalent notion.
19  */
20
21 #include "constant_time_locl.h"
22
23 #if !defined(OPENSSL_NO_SHA) && !defined(OPENSSL_NO_SHA1)
24 #include <stdio.h>
25 #include "cryptlib.h"
26 #include <openssl/bn.h>
27 #include <openssl/rsa.h>
28 #include <openssl/evp.h>
29 #include <openssl/rand.h>
30 #include <openssl/sha.h>
31
32 static int MGF1(unsigned char *mask, long len,
33         const unsigned char *seed, long seedlen);
34
35 int RSA_padding_add_PKCS1_OAEP(unsigned char *to, int tlen,
36         const unsigned char *from, int flen,
37         const unsigned char *param, int plen)
38         {
39         int i, emlen = tlen - 1;
40         unsigned char *db, *seed;
41         unsigned char *dbmask, seedmask[SHA_DIGEST_LENGTH];
42
43         if (flen > emlen - 2 * SHA_DIGEST_LENGTH - 1)
44                 {
45                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_OAEP,
46                    RSA_R_DATA_TOO_LARGE_FOR_KEY_SIZE);
47                 return 0;
48                 }
49
50         if (emlen < 2 * SHA_DIGEST_LENGTH + 1)
51                 {
52                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_OAEP, RSA_R_KEY_SIZE_TOO_SMALL);
53                 return 0;
54                 }
55
56         to[0] = 0;
57         seed = to + 1;
58         db = to + SHA_DIGEST_LENGTH + 1;
59
60         if (!EVP_Digest((void *)param, plen, db, NULL, EVP_sha1(), NULL))
61                 return 0;
62         memset(db + SHA_DIGEST_LENGTH, 0,
63                 emlen - flen - 2 * SHA_DIGEST_LENGTH - 1);
64         db[emlen - flen - SHA_DIGEST_LENGTH - 1] = 0x01;
65         memcpy(db + emlen - flen - SHA_DIGEST_LENGTH, from, (unsigned int) flen);
66         if (RAND_bytes(seed, SHA_DIGEST_LENGTH) <= 0)
67                 return 0;
68 #ifdef PKCS_TESTVECT
69         memcpy(seed,
70            "\xaa\xfd\x12\xf6\x59\xca\xe6\x34\x89\xb4\x79\xe5\x07\x6d\xde\xc2\xf0\x6c\xb5\x8f",
71            20);
72 #endif
73
74         dbmask = OPENSSL_malloc(emlen - SHA_DIGEST_LENGTH);
75         if (dbmask == NULL)
76                 {
77                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_OAEP, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
78                 return 0;
79                 }
80
81         if (MGF1(dbmask, emlen - SHA_DIGEST_LENGTH, seed, SHA_DIGEST_LENGTH) < 0)
82                 return 0;
83         for (i = 0; i < emlen - SHA_DIGEST_LENGTH; i++)
84                 db[i] ^= dbmask[i];
85
86         if (MGF1(seedmask, SHA_DIGEST_LENGTH, db, emlen - SHA_DIGEST_LENGTH) < 0)
87                 return 0;
88         for (i = 0; i < SHA_DIGEST_LENGTH; i++)
89                 seed[i] ^= seedmask[i];
90
91         OPENSSL_free(dbmask);
92         return 1;
93         }
94
95 int RSA_padding_check_PKCS1_OAEP(unsigned char *to, int tlen,
96         const unsigned char *from, int flen, int num,
97         const unsigned char *param, int plen)
98         {
99         int i, dblen, mlen = -1, one_index = 0, msg_index;
100         unsigned int good, found_one_byte;
101         const unsigned char *maskedseed, *maskeddb;
102         /* |em| is the encoded message, zero-padded to exactly |num| bytes:
103          * em = Y || maskedSeed || maskedDB */
104         unsigned char *db = NULL, *em = NULL, seed[EVP_MAX_MD_SIZE],
105                 phash[EVP_MAX_MD_SIZE];
106
107         if (tlen <= 0 || flen <= 0)
108                 return -1;
109
110         /*
111          * |num| is the length of the modulus; |flen| is the length of the
112          * encoded message. Therefore, for any |from| that was obtained by
113          * decrypting a ciphertext, we must have |flen| <= |num|. Similarly,
114          * num < 2 * SHA_DIGEST_LENGTH + 2 must hold for the modulus
115          * irrespective of the ciphertext, see PKCS #1 v2.2, section 7.1.2.
116          * This does not leak any side-channel information.
117          */
118         if (num < flen || num < 2 * SHA_DIGEST_LENGTH + 2)
119                 goto decoding_err;
120
121         dblen = num - SHA_DIGEST_LENGTH - 1;
122         db = OPENSSL_malloc(dblen);
123         em = OPENSSL_malloc(num);
124         if (db == NULL || em == NULL)
125                 {
126                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_OAEP, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
127                 goto cleanup;
128                 }
129
130         /*
131          * Always do this zero-padding copy (even when num == flen) to avoid
132          * leaking that information. The copy still leaks some side-channel
133          * information, but it's impossible to have a fixed  memory access
134          * pattern since we can't read out of the bounds of |from|.
135          *
136          * TODO(emilia): Consider porting BN_bn2bin_padded from BoringSSL.
137          */
138         memset(em, 0, num);
139         memcpy(em + num - flen, from, flen);
140
141         /*
142          * The first byte must be zero, however we must not leak if this is
143          * true. See James H. Manger, "A Chosen Ciphertext  Attack on RSA
144          * Optimal Asymmetric Encryption Padding (OAEP) [...]", CRYPTO 2001).
145          */
146         good = constant_time_is_zero(em[0]);
147
148         maskedseed = em + 1;
149         maskeddb = em + 1 + SHA_DIGEST_LENGTH;
150
151         if (MGF1(seed, SHA_DIGEST_LENGTH, maskeddb, dblen))
152                 goto cleanup;
153         for (i = 0; i < SHA_DIGEST_LENGTH; i++)
154                 seed[i] ^= maskedseed[i];
155
156         if (MGF1(db, dblen, seed, SHA_DIGEST_LENGTH))
157                 goto cleanup;
158         for (i = 0; i < dblen; i++)
159                 db[i] ^= maskeddb[i];
160
161         if (!EVP_Digest((void *)param, plen, phash, NULL, EVP_sha1(), NULL))
162                 goto cleanup;
163
164         good &= constant_time_is_zero(CRYPTO_memcmp(db, phash, SHA_DIGEST_LENGTH));
165
166         found_one_byte = 0;
167         for (i = SHA_DIGEST_LENGTH; i < dblen; i++)
168                 {
169                 /* Padding consists of a number of 0-bytes, followed by a 1. */
170                 unsigned int equals1 = constant_time_eq(db[i], 1);
171                 unsigned int equals0 = constant_time_is_zero(db[i]);
172                 one_index = constant_time_select_int(~found_one_byte & equals1,
173                         i, one_index);
174                 found_one_byte |= equals1;
175                 good &= (found_one_byte | equals0);
176                 }
177
178         good &= found_one_byte;
179
180         /*
181          * At this point |good| is zero unless the plaintext was valid,
182          * so plaintext-awareness ensures timing side-channels are no longer a
183          * concern.
184          */
185         if (!good)
186                 goto decoding_err;
187
188         msg_index = one_index + 1;
189         mlen = dblen - msg_index;
190
191         if (tlen < mlen)
192                 {
193                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_OAEP, RSA_R_DATA_TOO_LARGE);
194                 mlen = -1;
195                 }
196         else
197                 {
198                 memcpy(to, db + msg_index, mlen);
199                 goto cleanup;
200                 }
201
202 decoding_err:
203         /* To avoid chosen ciphertext attacks, the error message should not reveal
204          * which kind of decoding error happened. */
205         RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_OAEP, RSA_R_OAEP_DECODING_ERROR);
206 cleanup:
207         if (db != NULL) OPENSSL_free(db);
208         if (em != NULL) OPENSSL_free(em);
209         return mlen;
210         }
211
212 int PKCS1_MGF1(unsigned char *mask, long len,
213         const unsigned char *seed, long seedlen, const EVP_MD *dgst)
214         {
215         long i, outlen = 0;
216         unsigned char cnt[4];
217         EVP_MD_CTX c;
218         unsigned char md[EVP_MAX_MD_SIZE];
219         int mdlen;
220         int rv = -1;
221
222         EVP_MD_CTX_init(&c);
223         mdlen = EVP_MD_size(dgst);
224         if (mdlen < 0)
225                 goto err;
226         for (i = 0; outlen < len; i++)
227                 {
228                 cnt[0] = (unsigned char)((i >> 24) & 255);
229                 cnt[1] = (unsigned char)((i >> 16) & 255);
230                 cnt[2] = (unsigned char)((i >> 8)) & 255;
231                 cnt[3] = (unsigned char)(i & 255);
232                 if (!EVP_DigestInit_ex(&c,dgst, NULL)
233                         || !EVP_DigestUpdate(&c, seed, seedlen)
234                         || !EVP_DigestUpdate(&c, cnt, 4))
235                         goto err;
236                 if (outlen + mdlen <= len)
237                         {
238                         if (!EVP_DigestFinal_ex(&c, mask + outlen, NULL))
239                                 goto err;
240                         outlen += mdlen;
241                         }
242                 else
243                         {
244                         if (!EVP_DigestFinal_ex(&c, md, NULL))
245                                 goto err;
246                         memcpy(mask + outlen, md, len - outlen);
247                         outlen = len;
248                         }
249                 }
250         rv = 0;
251         err:
252         EVP_MD_CTX_cleanup(&c);
253         return rv;
254         }
255
256 static int MGF1(unsigned char *mask, long len, const unsigned char *seed,
257                  long seedlen)
258         {
259         return PKCS1_MGF1(mask, len, seed, seedlen, EVP_sha1());
260         }
261 #endif