crypto/rsa/rsa_ossl.c

   1 /*
   2  * Copyright 1995-2017 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 "internal/cryptlib.h"
  11 #include "internal/bn_int.h"
  12 #include "rsa_locl.h"
  13
  14 static int rsa_ossl_public_encrypt(int flen, const unsigned char *from,
  15                                   unsigned char *to, RSA *rsa, int padding);
  16 static int rsa_ossl_private_encrypt(int flen, const unsigned char *from,
  17                                    unsigned char *to, RSA *rsa, int padding);
  18 static int rsa_ossl_public_decrypt(int flen, const unsigned char *from,
  19                                   unsigned char *to, RSA *rsa, int padding);
  20 static int rsa_ossl_private_decrypt(int flen, const unsigned char *from,
  21                                    unsigned char *to, RSA *rsa, int padding);
  22 static int rsa_ossl_mod_exp(BIGNUM *r0, const BIGNUM *i, RSA *rsa,
  23                            BN_CTX *ctx);
  24 static int rsa_ossl_init(RSA *rsa);
  25 static int rsa_ossl_finish(RSA *rsa);
  26 static RSA_METHOD rsa_pkcs1_ossl_meth = {
  27     "OpenSSL PKCS#1 RSA",
  28     rsa_ossl_public_encrypt,
  29     rsa_ossl_public_decrypt,     /* signature verification */
  30     rsa_ossl_private_encrypt,    /* signing */
  31     rsa_ossl_private_decrypt,
  32     rsa_ossl_mod_exp,
  33     BN_mod_exp_mont,            /* XXX probably we should not use Montgomery
  34                                  * if e == 3 */
  35     rsa_ossl_init,
  36     rsa_ossl_finish,
  37     RSA_FLAG_FIPS_METHOD,       /* flags */
  38     NULL,
  39     0,                          /* rsa_sign */
  40     0,                          /* rsa_verify */
  41     NULL,                       /* rsa_keygen */
  42     NULL                        /* rsa_multi_prime_keygen */
  43 };
  44
  45 static const RSA_METHOD *default_RSA_meth = &rsa_pkcs1_ossl_meth;
  46
  47 void RSA_set_default_method(const RSA_METHOD *meth)
  48 {
  49     default_RSA_meth = meth;
  50 }
  51
  52 const RSA_METHOD *RSA_get_default_method(void)
  53 {
  54     return default_RSA_meth;
  55 }
  56
  57 const RSA_METHOD *RSA_PKCS1_OpenSSL(void)
  58 {
  59     return &rsa_pkcs1_ossl_meth;
  60 }
  61
  62 const RSA_METHOD *RSA_null_method(void)
  63 {
  64     return NULL;
  65 }
  66
  67 static int rsa_ossl_public_encrypt(int flen, const unsigned char *from,
  68                                   unsigned char *to, RSA *rsa, int padding)
  69 {
  70     BIGNUM *f, *ret;
  71     int i, num = 0, r = -1;
  72     unsigned char *buf = NULL;
  73     BN_CTX *ctx = NULL;
  74
  75     if (BN_num_bits(rsa->n) > OPENSSL_RSA_MAX_MODULUS_BITS) {
  76         RSAerr(RSA_F_RSA_OSSL_PUBLIC_ENCRYPT, RSA_R_MODULUS_TOO_LARGE);
  77         return -1;
  78     }
  79
  80     if (BN_ucmp(rsa->n, rsa->e) <= 0) {
  81         RSAerr(RSA_F_RSA_OSSL_PUBLIC_ENCRYPT, RSA_R_BAD_E_VALUE);
  82         return -1;
  83     }
  84
  85     /* for large moduli, enforce exponent limit */
  86     if (BN_num_bits(rsa->n) > OPENSSL_RSA_SMALL_MODULUS_BITS) {
  87         if (BN_num_bits(rsa->e) > OPENSSL_RSA_MAX_PUBEXP_BITS) {
  88             RSAerr(RSA_F_RSA_OSSL_PUBLIC_ENCRYPT, RSA_R_BAD_E_VALUE);
  89             return -1;
  90         }
  91     }
  92
  93     if ((ctx = BN_CTX_new()) == NULL)
  94         goto err;
  95     BN_CTX_start(ctx);
  96     f = BN_CTX_get(ctx);
  97     ret = BN_CTX_get(ctx);
  98     num = BN_num_bytes(rsa->n);
  99     buf = OPENSSL_malloc(num);
 100     if (ret == NULL || buf == NULL) {
 101         RSAerr(RSA_F_RSA_OSSL_PUBLIC_ENCRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 102         goto err;
 103     }
 104
 105     switch (padding) {
 106     case RSA_PKCS1_PADDING:
 107         i = RSA_padding_add_PKCS1_type_2(buf, num, from, flen);
 108         break;
 109     case RSA_PKCS1_OAEP_PADDING:
 110         i = RSA_padding_add_PKCS1_OAEP(buf, num, from, flen, NULL, 0);
 111         break;
 112     case RSA_SSLV23_PADDING:
 113         i = RSA_padding_add_SSLv23(buf, num, from, flen);
 114         break;
 115     case RSA_NO_PADDING:
 116         i = RSA_padding_add_none(buf, num, from, flen);
 117         break;
 118     default:
 119         RSAerr(RSA_F_RSA_OSSL_PUBLIC_ENCRYPT, RSA_R_UNKNOWN_PADDING_TYPE);
 120         goto err;
 121     }
 122     if (i <= 0)
 123         goto err;
 124
 125     if (BN_bin2bn(buf, num, f) == NULL)
 126         goto err;
 127
 128     if (BN_ucmp(f, rsa->n) >= 0) {
 129         /* usually the padding functions would catch this */
 130         RSAerr(RSA_F_RSA_OSSL_PUBLIC_ENCRYPT,
 131                RSA_R_DATA_TOO_LARGE_FOR_MODULUS);
 132         goto err;
 133     }
 134
 135     if (rsa->flags & RSA_FLAG_CACHE_PUBLIC)
 136         if (!BN_MONT_CTX_set_locked
 137             (&rsa->_method_mod_n, rsa->lock, rsa->n, ctx))
 138             goto err;
 139
 140     if (!rsa->meth->bn_mod_exp(ret, f, rsa->e, rsa->n, ctx,
 141                                rsa->_method_mod_n))
 142         goto err;
 143
 144     /*
 145      * BN_bn2binpad puts in leading 0 bytes if the number is less than
 146      * the length of the modulus.
 147      */
 148     r = BN_bn2binpad(ret, to, num);
 149  err:
 150     if (ctx != NULL)
 151         BN_CTX_end(ctx);
 152     BN_CTX_free(ctx);
 153     OPENSSL_clear_free(buf, num);
 154     return r;
 155 }
 156
 157 static BN_BLINDING *rsa_get_blinding(RSA *rsa, int *local, BN_CTX *ctx)
 158 {
 159     BN_BLINDING *ret;
 160
 161     CRYPTO_THREAD_write_lock(rsa->lock);
 162
 163     if (rsa->blinding == NULL) {
 164         rsa->blinding = RSA_setup_blinding(rsa, ctx);
 165     }
 166
 167     ret = rsa->blinding;
 168     if (ret == NULL)
 169         goto err;
 170
 171     if (BN_BLINDING_is_current_thread(ret)) {
 172         /* rsa->blinding is ours! */
 173
 174         *local = 1;
 175     } else {
 176         /* resort to rsa->mt_blinding instead */
 177
 178         /*
 179          * instructs rsa_blinding_convert(), rsa_blinding_invert() that the
 180          * BN_BLINDING is shared, meaning that accesses require locks, and
 181          * that the blinding factor must be stored outside the BN_BLINDING
 182          */
 183         *local = 0;
 184
 185         if (rsa->mt_blinding == NULL) {
 186             rsa->mt_blinding = RSA_setup_blinding(rsa, ctx);
 187         }
 188         ret = rsa->mt_blinding;
 189     }
 190
 191  err:
 192     CRYPTO_THREAD_unlock(rsa->lock);
 193     return ret;
 194 }
 195
 196 static int rsa_blinding_convert(BN_BLINDING *b, BIGNUM *f, BIGNUM *unblind,
 197                                 BN_CTX *ctx)
 198 {
 199     if (unblind == NULL) {
 200         /*
 201          * Local blinding: store the unblinding factor in BN_BLINDING.
 202          */
 203         return BN_BLINDING_convert_ex(f, NULL, b, ctx);
 204     } else {
 205         /*
 206          * Shared blinding: store the unblinding factor outside BN_BLINDING.
 207          */
 208         int ret;
 209
 210         BN_BLINDING_lock(b);
 211         ret = BN_BLINDING_convert_ex(f, unblind, b, ctx);
 212         BN_BLINDING_unlock(b);
 213
 214         return ret;
 215     }
 216 }
 217
 218 static int rsa_blinding_invert(BN_BLINDING *b, BIGNUM *f, BIGNUM *unblind,
 219                                BN_CTX *ctx)
 220 {
 221     /*
 222      * For local blinding, unblind is set to NULL, and BN_BLINDING_invert_ex
 223      * will use the unblinding factor stored in BN_BLINDING. If BN_BLINDING
 224      * is shared between threads, unblind must be non-null:
 225      * BN_BLINDING_invert_ex will then use the local unblinding factor, and
 226      * will only read the modulus from BN_BLINDING. In both cases it's safe
 227      * to access the blinding without a lock.
 228      */
 229     return BN_BLINDING_invert_ex(f, unblind, b, ctx);
 230 }
 231
 232 /* signing */
 233 static int rsa_ossl_private_encrypt(int flen, const unsigned char *from,
 234                                    unsigned char *to, RSA *rsa, int padding)
 235 {
 236     BIGNUM *f, *ret, *res;
 237     int i, num = 0, r = -1;
 238     unsigned char *buf = NULL;
 239     BN_CTX *ctx = NULL;
 240     int local_blinding = 0;
 241     /*
 242      * Used only if the blinding structure is shared. A non-NULL unblind
 243      * instructs rsa_blinding_convert() and rsa_blinding_invert() to store
 244      * the unblinding factor outside the blinding structure.
 245      */
 246     BIGNUM *unblind = NULL;
 247     BN_BLINDING *blinding = NULL;
 248
 249     if ((ctx = BN_CTX_new()) == NULL)
 250         goto err;
 251     BN_CTX_start(ctx);
 252     f = BN_CTX_get(ctx);
 253     ret = BN_CTX_get(ctx);
 254     num = BN_num_bytes(rsa->n);
 255     buf = OPENSSL_malloc(num);
 256     if (ret == NULL || buf == NULL) {
 257         RSAerr(RSA_F_RSA_OSSL_PRIVATE_ENCRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 258         goto err;
 259     }
 260
 261     switch (padding) {
 262     case RSA_PKCS1_PADDING:
 263         i = RSA_padding_add_PKCS1_type_1(buf, num, from, flen);
 264         break;
 265     case RSA_X931_PADDING:
 266         i = RSA_padding_add_X931(buf, num, from, flen);
 267         break;
 268     case RSA_NO_PADDING:
 269         i = RSA_padding_add_none(buf, num, from, flen);
 270         break;
 271     case RSA_SSLV23_PADDING:
 272     default:
 273         RSAerr(RSA_F_RSA_OSSL_PRIVATE_ENCRYPT, RSA_R_UNKNOWN_PADDING_TYPE);
 274         goto err;
 275     }
 276     if (i <= 0)
 277         goto err;
 278
 279     if (BN_bin2bn(buf, num, f) == NULL)
 280         goto err;
 281
 282     if (BN_ucmp(f, rsa->n) >= 0) {
 283         /* usually the padding functions would catch this */
 284         RSAerr(RSA_F_RSA_OSSL_PRIVATE_ENCRYPT,
 285                RSA_R_DATA_TOO_LARGE_FOR_MODULUS);
 286         goto err;
 287     }
 288
 289     if (!(rsa->flags & RSA_FLAG_NO_BLINDING)) {
 290         blinding = rsa_get_blinding(rsa, &local_blinding, ctx);
 291         if (blinding == NULL) {
 292             RSAerr(RSA_F_RSA_OSSL_PRIVATE_ENCRYPT, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 293             goto err;
 294         }
 295     }
 296
 297     if (blinding != NULL) {
 298         if (!local_blinding && ((unblind = BN_CTX_get(ctx)) == NULL)) {
 299             RSAerr(RSA_F_RSA_OSSL_PRIVATE_ENCRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 300             goto err;
 301         }
 302         if (!rsa_blinding_convert(blinding, f, unblind, ctx))
 303             goto err;
 304     }
 305
 306     if ((rsa->flags & RSA_FLAG_EXT_PKEY) ||
 307         (rsa->version == RSA_ASN1_VERSION_MULTI) ||
 308         ((rsa->p != NULL) &&
 309          (rsa->q != NULL) &&
 310          (rsa->dmp1 != NULL) && (rsa->dmq1 != NULL) && (rsa->iqmp != NULL))) {
 311         if (!rsa->meth->rsa_mod_exp(ret, f, rsa, ctx))
 312             goto err;
 313     } else {
 314         BIGNUM *d = BN_new();
 315         if (d == NULL) {
 316             RSAerr(RSA_F_RSA_OSSL_PRIVATE_ENCRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 317             goto err;
 318         }
 319         BN_with_flags(d, rsa->d, BN_FLG_CONSTTIME);
 320
 321         if (rsa->flags & RSA_FLAG_CACHE_PUBLIC)
 322             if (!BN_MONT_CTX_set_locked
 323                 (&rsa->_method_mod_n, rsa->lock, rsa->n, ctx)) {
 324                 BN_free(d);
 325                 goto err;
 326             }
 327
 328         if (!rsa->meth->bn_mod_exp(ret, f, d, rsa->n, ctx,
 329                                    rsa->_method_mod_n)) {
 330             BN_free(d);
 331             goto err;
 332         }
 333         /* We MUST free d before any further use of rsa->d */
 334         BN_free(d);
 335     }
 336
 337     if (blinding)
 338         if (!rsa_blinding_invert(blinding, ret, unblind, ctx))
 339             goto err;
 340
 341     if (padding == RSA_X931_PADDING) {
 342         BN_sub(f, rsa->n, ret);
 343         if (BN_cmp(ret, f) > 0)
 344             res = f;
 345         else
 346             res = ret;
 347     } else {
 348         res = ret;
 349     }
 350
 351     /*
 352      * BN_bn2binpad puts in leading 0 bytes if the number is less than
 353      * the length of the modulus.
 354      */
 355     r = BN_bn2binpad(res, to, num);
 356  err:
 357     if (ctx != NULL)
 358         BN_CTX_end(ctx);
 359     BN_CTX_free(ctx);
 360     OPENSSL_clear_free(buf, num);
 361     return r;
 362 }
 363
 364 static int rsa_ossl_private_decrypt(int flen, const unsigned char *from,
 365                                    unsigned char *to, RSA *rsa, int padding)
 366 {
 367     BIGNUM *f, *ret;
 368     int j, num = 0, r = -1;
 369     unsigned char *buf = NULL;
 370     BN_CTX *ctx = NULL;
 371     int local_blinding = 0;
 372     /*
 373      * Used only if the blinding structure is shared. A non-NULL unblind
 374      * instructs rsa_blinding_convert() and rsa_blinding_invert() to store
 375      * the unblinding factor outside the blinding structure.
 376      */
 377     BIGNUM *unblind = NULL;
 378     BN_BLINDING *blinding = NULL;
 379
 380     if ((ctx = BN_CTX_new()) == NULL)
 381         goto err;
 382     BN_CTX_start(ctx);
 383     f = BN_CTX_get(ctx);
 384     ret = BN_CTX_get(ctx);
 385     num = BN_num_bytes(rsa->n);
 386     buf = OPENSSL_malloc(num);
 387     if (ret == NULL || buf == NULL) {
 388         RSAerr(RSA_F_RSA_OSSL_PRIVATE_DECRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 389         goto err;
 390     }
 391
 392     /*
 393      * This check was for equality but PGP does evil things and chops off the
 394      * top '0' bytes
 395      */
 396     if (flen > num) {
 397         RSAerr(RSA_F_RSA_OSSL_PRIVATE_DECRYPT,
 398                RSA_R_DATA_GREATER_THAN_MOD_LEN);
 399         goto err;
 400     }
 401
 402     /* make data into a big number */
 403     if (BN_bin2bn(from, (int)flen, f) == NULL)
 404         goto err;
 405
 406     if (BN_ucmp(f, rsa->n) >= 0) {
 407         RSAerr(RSA_F_RSA_OSSL_PRIVATE_DECRYPT,
 408                RSA_R_DATA_TOO_LARGE_FOR_MODULUS);
 409         goto err;
 410     }
 411
 412     if (!(rsa->flags & RSA_FLAG_NO_BLINDING)) {
 413         blinding = rsa_get_blinding(rsa, &local_blinding, ctx);
 414         if (blinding == NULL) {
 415             RSAerr(RSA_F_RSA_OSSL_PRIVATE_DECRYPT, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 416             goto err;
 417         }
 418     }
 419
 420     if (blinding != NULL) {
 421         if (!local_blinding && ((unblind = BN_CTX_get(ctx)) == NULL)) {
 422             RSAerr(RSA_F_RSA_OSSL_PRIVATE_DECRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 423             goto err;
 424         }
 425         if (!rsa_blinding_convert(blinding, f, unblind, ctx))
 426             goto err;
 427     }
 428
 429     /* do the decrypt */
 430     if ((rsa->flags & RSA_FLAG_EXT_PKEY) ||
 431         (rsa->version == RSA_ASN1_VERSION_MULTI) ||
 432         ((rsa->p != NULL) &&
 433          (rsa->q != NULL) &&
 434          (rsa->dmp1 != NULL) && (rsa->dmq1 != NULL) && (rsa->iqmp != NULL))) {
 435         if (!rsa->meth->rsa_mod_exp(ret, f, rsa, ctx))
 436             goto err;
 437     } else {
 438         BIGNUM *d = BN_new();
 439         if (d == NULL) {
 440             RSAerr(RSA_F_RSA_OSSL_PRIVATE_DECRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 441             goto err;
 442         }
 443         BN_with_flags(d, rsa->d, BN_FLG_CONSTTIME);
 444
 445         if (rsa->flags & RSA_FLAG_CACHE_PUBLIC)
 446             if (!BN_MONT_CTX_set_locked
 447                 (&rsa->_method_mod_n, rsa->lock, rsa->n, ctx)) {
 448                 BN_free(d);
 449                 goto err;
 450             }
 451         if (!rsa->meth->bn_mod_exp(ret, f, d, rsa->n, ctx,
 452                                    rsa->_method_mod_n)) {
 453             BN_free(d);
 454             goto err;
 455         }
 456         /* We MUST free d before any further use of rsa->d */
 457         BN_free(d);
 458     }
 459
 460     if (blinding)
 461         if (!rsa_blinding_invert(blinding, ret, unblind, ctx))
 462             goto err;
 463
 464     j = BN_bn2binpad(ret, buf, num);
 465
 466     switch (padding) {
 467     case RSA_PKCS1_PADDING:
 468         r = RSA_padding_check_PKCS1_type_2(to, num, buf, j, num);
 469         break;
 470     case RSA_PKCS1_OAEP_PADDING:
 471         r = RSA_padding_check_PKCS1_OAEP(to, num, buf, j, num, NULL, 0);
 472         break;
 473     case RSA_SSLV23_PADDING:
 474         r = RSA_padding_check_SSLv23(to, num, buf, j, num);
 475         break;
 476     case RSA_NO_PADDING:
 477         memcpy(to, buf, (r = j));
 478         break;
 479     default:
 480         RSAerr(RSA_F_RSA_OSSL_PRIVATE_DECRYPT, RSA_R_UNKNOWN_PADDING_TYPE);
 481         goto err;
 482     }
 483     if (r < 0)
 484         RSAerr(RSA_F_RSA_OSSL_PRIVATE_DECRYPT, RSA_R_PADDING_CHECK_FAILED);
 485
 486  err:
 487     if (ctx != NULL)
 488         BN_CTX_end(ctx);
 489     BN_CTX_free(ctx);
 490     OPENSSL_clear_free(buf, num);
 491     return r;
 492 }
 493
 494 /* signature verification */
 495 static int rsa_ossl_public_decrypt(int flen, const unsigned char *from,
 496                                   unsigned char *to, RSA *rsa, int padding)
 497 {
 498     BIGNUM *f, *ret;
 499     int i, num = 0, r = -1;
 500     unsigned char *buf = NULL;
 501     BN_CTX *ctx = NULL;
 502
 503     if (BN_num_bits(rsa->n) > OPENSSL_RSA_MAX_MODULUS_BITS) {
 504         RSAerr(RSA_F_RSA_OSSL_PUBLIC_DECRYPT, RSA_R_MODULUS_TOO_LARGE);
 505         return -1;
 506     }
 507
 508     if (BN_ucmp(rsa->n, rsa->e) <= 0) {
 509         RSAerr(RSA_F_RSA_OSSL_PUBLIC_DECRYPT, RSA_R_BAD_E_VALUE);
 510         return -1;
 511     }
 512
 513     /* for large moduli, enforce exponent limit */
 514     if (BN_num_bits(rsa->n) > OPENSSL_RSA_SMALL_MODULUS_BITS) {
 515         if (BN_num_bits(rsa->e) > OPENSSL_RSA_MAX_PUBEXP_BITS) {
 516             RSAerr(RSA_F_RSA_OSSL_PUBLIC_DECRYPT, RSA_R_BAD_E_VALUE);
 517             return -1;
 518         }
 519     }
 520
 521     if ((ctx = BN_CTX_new()) == NULL)
 522         goto err;
 523     BN_CTX_start(ctx);
 524     f = BN_CTX_get(ctx);
 525     ret = BN_CTX_get(ctx);
 526     num = BN_num_bytes(rsa->n);
 527     buf = OPENSSL_malloc(num);
 528     if (ret == NULL || buf == NULL) {
 529         RSAerr(RSA_F_RSA_OSSL_PUBLIC_DECRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 530         goto err;
 531     }
 532
 533     /*
 534      * This check was for equality but PGP does evil things and chops off the
 535      * top '0' bytes
 536      */
 537     if (flen > num) {
 538         RSAerr(RSA_F_RSA_OSSL_PUBLIC_DECRYPT, RSA_R_DATA_GREATER_THAN_MOD_LEN);
 539         goto err;
 540     }
 541
 542     if (BN_bin2bn(from, flen, f) == NULL)
 543         goto err;
 544
 545     if (BN_ucmp(f, rsa->n) >= 0) {
 546         RSAerr(RSA_F_RSA_OSSL_PUBLIC_DECRYPT,
 547                RSA_R_DATA_TOO_LARGE_FOR_MODULUS);
 548         goto err;
 549     }
 550
 551     if (rsa->flags & RSA_FLAG_CACHE_PUBLIC)
 552         if (!BN_MONT_CTX_set_locked
 553             (&rsa->_method_mod_n, rsa->lock, rsa->n, ctx))
 554             goto err;
 555
 556     if (!rsa->meth->bn_mod_exp(ret, f, rsa->e, rsa->n, ctx,
 557                                rsa->_method_mod_n))
 558         goto err;
 559
 560     if ((padding == RSA_X931_PADDING) && ((bn_get_words(ret)[0] & 0xf) != 12))
 561         if (!BN_sub(ret, rsa->n, ret))
 562             goto err;
 563
 564     i = BN_bn2binpad(ret, buf, num);
 565
 566     switch (padding) {
 567     case RSA_PKCS1_PADDING:
 568         r = RSA_padding_check_PKCS1_type_1(to, num, buf, i, num);
 569         break;
 570     case RSA_X931_PADDING:
 571         r = RSA_padding_check_X931(to, num, buf, i, num);
 572         break;
 573     case RSA_NO_PADDING:
 574         memcpy(to, buf, (r = i));
 575         break;
 576     default:
 577         RSAerr(RSA_F_RSA_OSSL_PUBLIC_DECRYPT, RSA_R_UNKNOWN_PADDING_TYPE);
 578         goto err;
 579     }
 580     if (r < 0)
 581         RSAerr(RSA_F_RSA_OSSL_PUBLIC_DECRYPT, RSA_R_PADDING_CHECK_FAILED);
 582
 583  err:
 584     if (ctx != NULL)
 585         BN_CTX_end(ctx);
 586     BN_CTX_free(ctx);
 587     OPENSSL_clear_free(buf, num);
 588     return r;
 589 }
 590
 591 static int rsa_ossl_mod_exp(BIGNUM *r0, const BIGNUM *I, RSA *rsa, BN_CTX *ctx)
 592 {
 593     BIGNUM *r1, *m1, *vrfy, *r2, *m[RSA_MAX_PRIME_NUM - 2];
 594     int ret = 0, i, ex_primes = 0;
 595     RSA_PRIME_INFO *pinfo;
 596
 597     BN_CTX_start(ctx);
 598
 599     r1 = BN_CTX_get(ctx);
 600     r2 = BN_CTX_get(ctx);
 601     m1 = BN_CTX_get(ctx);
 602     vrfy = BN_CTX_get(ctx);
 603     if (vrfy == NULL)
 604         goto err;
 605
 606     if (rsa->version == RSA_ASN1_VERSION_MULTI
 607         && ((ex_primes = sk_RSA_PRIME_INFO_num(rsa->prime_infos)) <= 0
 608              || ex_primes > RSA_MAX_PRIME_NUM - 2))
 609         goto err;
 610
 611     {
 612         BIGNUM *p = BN_new(), *q = BN_new();
 613
 614         /*
 615          * Make sure BN_mod_inverse in Montgomery initialization uses the
 616          * BN_FLG_CONSTTIME flag
 617          */
 618         if (p == NULL || q == NULL) {
 619             BN_free(p);
 620             BN_free(q);
 621             goto err;
 622         }
 623         BN_with_flags(p, rsa->p, BN_FLG_CONSTTIME);
 624         BN_with_flags(q, rsa->q, BN_FLG_CONSTTIME);
 625
 626         if (rsa->flags & RSA_FLAG_CACHE_PRIVATE) {
 627             if (!BN_MONT_CTX_set_locked
 628                 (&rsa->_method_mod_p, rsa->lock, p, ctx)
 629                 || !BN_MONT_CTX_set_locked(&rsa->_method_mod_q,
 630                                            rsa->lock, q, ctx)) {
 631                 BN_free(p);
 632                 BN_free(q);
 633                 goto err;
 634             }
 635             if (ex_primes > 0) {
 636                 /* cache BN_MONT_CTX for other primes */
 637                 BIGNUM *r = BN_new();
 638
 639                 if (r == NULL) {
 640                     BN_free(p);
 641                     BN_free(q);
 642                     goto err;
 643                 }
 644
 645                 for (i = 0; i < ex_primes; i++) {
 646                     pinfo = sk_RSA_PRIME_INFO_value(rsa->prime_infos, i);
 647                     BN_with_flags(r, pinfo->r, BN_FLG_CONSTTIME);
 648                     if (!BN_MONT_CTX_set_locked(&pinfo->m, rsa->lock, r, ctx)) {
 649                         BN_free(p);
 650                         BN_free(q);
 651                         BN_free(r);
 652                         goto err;
 653                     }
 654                 }
 655                 BN_free(r);
 656             }
 657         }
 658         /*
 659          * We MUST free p and q before any further use of rsa->p and rsa->q
 660          */
 661         BN_free(p);
 662         BN_free(q);
 663     }
 664
 665     if (rsa->flags & RSA_FLAG_CACHE_PUBLIC)
 666         if (!BN_MONT_CTX_set_locked
 667             (&rsa->_method_mod_n, rsa->lock, rsa->n, ctx))
 668             goto err;
 669
 670     /* compute I mod q */
 671     {
 672         BIGNUM *c = BN_new();
 673         if (c == NULL)
 674             goto err;
 675         BN_with_flags(c, I, BN_FLG_CONSTTIME);
 676
 677         if (!BN_mod(r1, c, rsa->q, ctx)) {
 678             BN_free(c);
 679             goto err;
 680         }
 681
 682         {
 683             BIGNUM *dmq1 = BN_new();
 684             if (dmq1 == NULL) {
 685                 BN_free(c);
 686                 goto err;
 687             }
 688             BN_with_flags(dmq1, rsa->dmq1, BN_FLG_CONSTTIME);
 689
 690             /* compute r1^dmq1 mod q */
 691             if (!rsa->meth->bn_mod_exp(m1, r1, dmq1, rsa->q, ctx,
 692                 rsa->_method_mod_q)) {
 693                 BN_free(c);
 694                 BN_free(dmq1);
 695                 goto err;
 696             }
 697             /* We MUST free dmq1 before any further use of rsa->dmq1 */
 698             BN_free(dmq1);
 699         }
 700
 701         /* compute I mod p */
 702         if (!BN_mod(r1, c, rsa->p, ctx)) {
 703             BN_free(c);
 704             goto err;
 705         }
 706         /* We MUST free c before any further use of I */
 707         BN_free(c);
 708     }
 709
 710     {
 711         BIGNUM *dmp1 = BN_new();
 712         if (dmp1 == NULL)
 713             goto err;
 714         BN_with_flags(dmp1, rsa->dmp1, BN_FLG_CONSTTIME);
 715
 716         /* compute r1^dmp1 mod p */
 717         if (!rsa->meth->bn_mod_exp(r0, r1, dmp1, rsa->p, ctx,
 718                                    rsa->_method_mod_p)) {
 719             BN_free(dmp1);
 720             goto err;
 721         }
 722         /* We MUST free dmp1 before any further use of rsa->dmp1 */
 723         BN_free(dmp1);
 724     }
 725
 726     /*
 727      * calculate m_i in multi-prime case
 728      *
 729      * TODO:
 730      * 1. squash the following two loops and calculate |m_i| there.
 731      * 2. remove cc and reuse |c|.
 732      * 3. remove |dmq1| and |dmp1| in previous block and use |di|.
 733      *
 734      * If these things are done, the code will be more readable.
 735      */
 736     if (ex_primes > 0) {
 737         BIGNUM *di = BN_new(), *cc = BN_new();
 738
 739         if (cc == NULL || di == NULL) {
 740             BN_free(cc);
 741             BN_free(di);
 742             goto err;
 743         }
 744
 745         for (i = 0; i < ex_primes; i++) {
 746             /* prepare m_i */
 747             if ((m[i] = BN_CTX_get(ctx)) == NULL) {
 748                 BN_free(cc);
 749                 BN_free(di);
 750                 goto err;
 751             }
 752
 753             pinfo = sk_RSA_PRIME_INFO_value(rsa->prime_infos, i);
 754
 755             /* prepare c and d_i */
 756             BN_with_flags(cc, I, BN_FLG_CONSTTIME);
 757             BN_with_flags(di, pinfo->d, BN_FLG_CONSTTIME);
 758
 759             if (!BN_mod(r1, cc, pinfo->r, ctx)) {
 760                 BN_free(cc);
 761                 BN_free(di);
 762                 goto err;
 763             }
 764             /* compute r1 ^ d_i mod r_i */
 765             if (!rsa->meth->bn_mod_exp(m[i], r1, di, pinfo->r, ctx, pinfo->m)) {
 766                 BN_free(cc);
 767                 BN_free(di);
 768                 goto err;
 769             }
 770         }
 771
 772         BN_free(cc);
 773         BN_free(di);
 774     }
 775
 776     if (!BN_sub(r0, r0, m1))
 777         goto err;
 778     /*
 779      * This will help stop the size of r0 increasing, which does affect the
 780      * multiply if it optimised for a power of 2 size
 781      */
 782     if (BN_is_negative(r0))
 783         if (!BN_add(r0, r0, rsa->p))
 784             goto err;
 785
 786     if (!BN_mul(r1, r0, rsa->iqmp, ctx))
 787         goto err;
 788
 789     {
 790         BIGNUM *pr1 = BN_new();
 791         if (pr1 == NULL)
 792             goto err;
 793         BN_with_flags(pr1, r1, BN_FLG_CONSTTIME);
 794
 795         if (!BN_mod(r0, pr1, rsa->p, ctx)) {
 796             BN_free(pr1);
 797             goto err;
 798         }
 799         /* We MUST free pr1 before any further use of r1 */
 800         BN_free(pr1);
 801     }
 802
 803     /*
 804      * If p < q it is occasionally possible for the correction of adding 'p'
 805      * if r0 is negative above to leave the result still negative. This can
 806      * break the private key operations: the following second correction
 807      * should *always* correct this rare occurrence. This will *never* happen
 808      * with OpenSSL generated keys because they ensure p > q [steve]
 809      */
 810     if (BN_is_negative(r0))
 811         if (!BN_add(r0, r0, rsa->p))
 812             goto err;
 813     if (!BN_mul(r1, r0, rsa->q, ctx))
 814         goto err;
 815     if (!BN_add(r0, r1, m1))
 816         goto err;
 817
 818     /* add m_i to m in multi-prime case */
 819     if (ex_primes > 0) {
 820         BIGNUM *pr2 = BN_new();
 821
 822         if (pr2 == NULL)
 823             goto err;
 824
 825         for (i = 0; i < ex_primes; i++) {
 826             pinfo = sk_RSA_PRIME_INFO_value(rsa->prime_infos, i);
 827             if (!BN_sub(r1, m[i], r0)) {
 828                 BN_free(pr2);
 829                 goto err;
 830             }
 831
 832             if (!BN_mul(r2, r1, pinfo->t, ctx)) {
 833                 BN_free(pr2);
 834                 goto err;
 835             }
 836
 837             BN_with_flags(pr2, r2, BN_FLG_CONSTTIME);
 838
 839             if (!BN_mod(r1, pr2, pinfo->r, ctx)) {
 840                 BN_free(pr2);
 841                 goto err;
 842             }
 843
 844             if (BN_is_negative(r1))
 845                 if (!BN_add(r1, r1, pinfo->r)) {
 846                     BN_free(pr2);
 847                     goto err;
 848                 }
 849             if (!BN_mul(r1, r1, pinfo->pp, ctx)) {
 850                 BN_free(pr2);
 851                 goto err;
 852             }
 853             if (!BN_add(r0, r0, r1)) {
 854                 BN_free(pr2);
 855                 goto err;
 856             }
 857         }
 858         BN_free(pr2);
 859     }
 860
 861     if (rsa->e && rsa->n) {
 862         if (!rsa->meth->bn_mod_exp(vrfy, r0, rsa->e, rsa->n, ctx,
 863                                    rsa->_method_mod_n))
 864             goto err;
 865         /*
 866          * If 'I' was greater than (or equal to) rsa->n, the operation will
 867          * be equivalent to using 'I mod n'. However, the result of the
 868          * verify will *always* be less than 'n' so we don't check for
 869          * absolute equality, just congruency.
 870          */
 871         if (!BN_sub(vrfy, vrfy, I))
 872             goto err;
 873         if (!BN_mod(vrfy, vrfy, rsa->n, ctx))
 874             goto err;
 875         if (BN_is_negative(vrfy))
 876             if (!BN_add(vrfy, vrfy, rsa->n))
 877                 goto err;
 878         if (!BN_is_zero(vrfy)) {
 879             /*
 880              * 'I' and 'vrfy' aren't congruent mod n. Don't leak
 881              * miscalculated CRT output, just do a raw (slower) mod_exp and
 882              * return that instead.
 883              */
 884
 885             BIGNUM *d = BN_new();
 886             if (d == NULL)
 887                 goto err;
 888             BN_with_flags(d, rsa->d, BN_FLG_CONSTTIME);
 889
 890             if (!rsa->meth->bn_mod_exp(r0, I, d, rsa->n, ctx,
 891                                        rsa->_method_mod_n)) {
 892                 BN_free(d);
 893                 goto err;
 894             }
 895             /* We MUST free d before any further use of rsa->d */
 896             BN_free(d);
 897         }
 898     }
 899     ret = 1;
 900  err:
 901     BN_CTX_end(ctx);
 902     return ret;
 903 }
 904
 905 static int rsa_ossl_init(RSA *rsa)
 906 {
 907     rsa->flags |= RSA_FLAG_CACHE_PUBLIC | RSA_FLAG_CACHE_PRIVATE;
 908     return 1;
 909 }
 910
 911 static int rsa_ossl_finish(RSA *rsa)
 912 {
 913     int i;
 914     RSA_PRIME_INFO *pinfo;
 915
 916     BN_MONT_CTX_free(rsa->_method_mod_n);
 917     BN_MONT_CTX_free(rsa->_method_mod_p);
 918     BN_MONT_CTX_free(rsa->_method_mod_q);
 919     for (i = 0; i < sk_RSA_PRIME_INFO_num(rsa->prime_infos); i++) {
 920         pinfo = sk_RSA_PRIME_INFO_value(rsa->prime_infos, i);
 921         BN_MONT_CTX_free(pinfo->m);
 922     }
 923     return 1;
 924 }