9a8145b8cea176af8b5b7ac461e64679fe0304ee
[openssl.git] / crypto / rsa / rsa_pk1.c
1 /* crypto/rsa/rsa_pk1.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 #include "internal/constant_time_locl.h"
60
61 #include <stdio.h>
62 #include "internal/cryptlib.h"
63 #include <openssl/bn.h>
64 #include <openssl/rsa.h>
65 #include <openssl/rand.h>
66
67 int RSA_padding_add_PKCS1_type_1(unsigned char *to, int tlen,
68                                  const unsigned char *from, int flen)
69 {
70     int j;
71     unsigned char *p;
72
73     if (flen > (tlen - RSA_PKCS1_PADDING_SIZE)) {
74         RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_TYPE_1,
75                RSA_R_DATA_TOO_LARGE_FOR_KEY_SIZE);
76         return (0);
77     }
78
79     p = (unsigned char *)to;
80
81     *(p++) = 0;
82     *(p++) = 1;                 /* Private Key BT (Block Type) */
83
84     /* pad out with 0xff data */
85     j = tlen - 3 - flen;
86     memset(p, 0xff, j);
87     p += j;
88     *(p++) = '\0';
89     memcpy(p, from, (unsigned int)flen);
90     return (1);
91 }
92
93 int RSA_padding_check_PKCS1_type_1(unsigned char *to, int tlen,
94                                    const unsigned char *from, int flen,
95                                    int num)
96 {
97     int i, j;
98     const unsigned char *p;
99
100     p = from;
101     if ((num != (flen + 1)) || (*(p++) != 01)) {
102         RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_TYPE_1,
103                RSA_R_BLOCK_TYPE_IS_NOT_01);
104         return (-1);
105     }
106
107     /* scan over padding data */
108     j = flen - 1;               /* one for type. */
109     for (i = 0; i < j; i++) {
110         if (*p != 0xff) {       /* should decrypt to 0xff */
111             if (*p == 0) {
112                 p++;
113                 break;
114             } else {
115                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_TYPE_1,
116                        RSA_R_BAD_FIXED_HEADER_DECRYPT);
117                 return (-1);
118             }
119         }
120         p++;
121     }
122
123     if (i == j) {
124         RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_TYPE_1,
125                RSA_R_NULL_BEFORE_BLOCK_MISSING);
126         return (-1);
127     }
128
129     if (i < 8) {
130         RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_TYPE_1,
131                RSA_R_BAD_PAD_BYTE_COUNT);
132         return (-1);
133     }
134     i++;                        /* Skip over the '\0' */
135     j -= i;
136     if (j > tlen) {
137         RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_TYPE_1, RSA_R_DATA_TOO_LARGE);
138         return (-1);
139     }
140     memcpy(to, p, (unsigned int)j);
141
142     return (j);
143 }
144
145 int RSA_padding_add_PKCS1_type_2(unsigned char *to, int tlen,
146                                  const unsigned char *from, int flen)
147 {
148     int i, j;
149     unsigned char *p;
150
151     if (flen > (tlen - 11)) {
152         RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_TYPE_2,
153                RSA_R_DATA_TOO_LARGE_FOR_KEY_SIZE);
154         return (0);
155     }
156
157     p = (unsigned char *)to;
158
159     *(p++) = 0;
160     *(p++) = 2;                 /* Public Key BT (Block Type) */
161
162     /* pad out with non-zero random data */
163     j = tlen - 3 - flen;
164
165     if (RAND_bytes(p, j) <= 0)
166         return (0);
167     for (i = 0; i < j; i++) {
168         if (*p == '\0')
169             do {
170                 if (RAND_bytes(p, 1) <= 0)
171                     return (0);
172             } while (*p == '\0');
173         p++;
174     }
175
176     *(p++) = '\0';
177
178     memcpy(p, from, (unsigned int)flen);
179     return (1);
180 }
181
182 int RSA_padding_check_PKCS1_type_2(unsigned char *to, int tlen,
183                                    const unsigned char *from, int flen,
184                                    int num)
185 {
186     int i;
187     /* |em| is the encoded message, zero-padded to exactly |num| bytes */
188     unsigned char *em = NULL;
189     unsigned int good, found_zero_byte;
190     int zero_index = 0, msg_index, mlen = -1;
191
192     if (tlen < 0 || flen < 0)
193         return -1;
194
195     /*
196      * PKCS#1 v1.5 decryption. See "PKCS #1 v2.2: RSA Cryptography Standard",
197      * section 7.2.2.
198      */
199
200     if (flen > num)
201         goto err;
202
203     if (num < 11)
204         goto err;
205
206     em = OPENSSL_malloc(num);
207     if (em == NULL) {
208         RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_TYPE_2, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
209         return -1;
210     }
211     memset(em, 0, num);
212     /*
213      * Always do this zero-padding copy (even when num == flen) to avoid
214      * leaking that information. The copy still leaks some side-channel
215      * information, but it's impossible to have a fixed  memory access
216      * pattern since we can't read out of the bounds of |from|.
217      *
218      * TODO(emilia): Consider porting BN_bn2bin_padded from BoringSSL.
219      */
220     memcpy(em + num - flen, from, flen);
221
222     good = constant_time_is_zero(em[0]);
223     good &= constant_time_eq(em[1], 2);
224
225     found_zero_byte = 0;
226     for (i = 2; i < num; i++) {
227         unsigned int equals0 = constant_time_is_zero(em[i]);
228         zero_index =
229             constant_time_select_int(~found_zero_byte & equals0, i,
230                                      zero_index);
231         found_zero_byte |= equals0;
232     }
233
234     /*
235      * PS must be at least 8 bytes long, and it starts two bytes into |em|.
236      * If we never found a 0-byte, then |zero_index| is 0 and the check
237      * also fails.
238      */
239     good &= constant_time_ge((unsigned int)(zero_index), 2 + 8);
240
241     /*
242      * Skip the zero byte. This is incorrect if we never found a zero-byte
243      * but in this case we also do not copy the message out.
244      */
245     msg_index = zero_index + 1;
246     mlen = num - msg_index;
247
248     /*
249      * For good measure, do this check in constant time as well; it could
250      * leak something if |tlen| was assuming valid padding.
251      */
252     good &= constant_time_ge((unsigned int)(tlen), (unsigned int)(mlen));
253
254     /*
255      * We can't continue in constant-time because we need to copy the result
256      * and we cannot fake its length. This unavoidably leaks timing
257      * information at the API boundary.
258      * TODO(emilia): this could be addressed at the call site,
259      * see BoringSSL commit 0aa0767340baf925bda4804882aab0cb974b2d26.
260      */
261     if (!good) {
262         mlen = -1;
263         goto err;
264     }
265
266     memcpy(to, em + msg_index, mlen);
267
268  err:
269     OPENSSL_free(em);
270     if (mlen == -1)
271         RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_TYPE_2,
272                RSA_R_PKCS_DECODING_ERROR);
273     return mlen;
274 }