03c1ab2430564a1531b218a6c7d391bac1ea6e60
[openssl.git] / crypto / rsa / rsa_pss.c
1 /*
2  * Copyright 2005-2017 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 <stdio.h>
11 #include "internal/cryptlib.h"
12 #include <openssl/bn.h>
13 #include <openssl/rsa.h>
14 #include <openssl/evp.h>
15 #include <openssl/rand.h>
16 #include <openssl/sha.h>
17 #include "rsa_locl.h"
18
19 static const unsigned char zeroes[] = { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
20
21 #if defined(_MSC_VER) && defined(_ARM_)
22 # pragma optimize("g", off)
23 #endif
24
25 int RSA_verify_PKCS1_PSS(RSA *rsa, const unsigned char *mHash,
26                          const EVP_MD *Hash, const unsigned char *EM,
27                          int sLen)
28 {
29     return RSA_verify_PKCS1_PSS_mgf1(rsa, mHash, Hash, NULL, EM, sLen);
30 }
31
32 int RSA_verify_PKCS1_PSS_mgf1(RSA *rsa, const unsigned char *mHash,
33                               const EVP_MD *Hash, const EVP_MD *mgf1Hash,
34                               const unsigned char *EM, int sLen)
35 {
36     int i;
37     int ret = 0;
38     int hLen, maskedDBLen, MSBits, emLen;
39     const unsigned char *H;
40     unsigned char *DB = NULL;
41     EVP_MD_CTX *ctx = EVP_MD_CTX_new();
42     unsigned char H_[EVP_MAX_MD_SIZE];
43
44     if (ctx == NULL)
45         goto err;
46
47     if (mgf1Hash == NULL)
48         mgf1Hash = Hash;
49
50     hLen = EVP_MD_size(Hash);
51     if (hLen < 0)
52         goto err;
53     /*-
54      * Negative sLen has special meanings:
55      *      -1      sLen == hLen
56      *      -2      salt length is autorecovered from signature
57      *      -3      salt length is maximized
58      *      -N      reserved
59      */
60     if (sLen == RSA_PSS_SALTLEN_DIGEST) {
61         sLen = hLen;
62     } else if (sLen < RSA_PSS_SALTLEN_MAX) {
63         RSAerr(RSA_F_RSA_VERIFY_PKCS1_PSS_MGF1, RSA_R_SLEN_CHECK_FAILED);
64         goto err;
65     }
66
67     MSBits = (BN_num_bits(rsa->n) - 1) & 0x7;
68     emLen = RSA_size(rsa);
69     if (EM[0] & (0xFF << MSBits)) {
70         RSAerr(RSA_F_RSA_VERIFY_PKCS1_PSS_MGF1, RSA_R_FIRST_OCTET_INVALID);
71         goto err;
72     }
73     if (MSBits == 0) {
74         EM++;
75         emLen--;
76     }
77     if (emLen < hLen + 2) {
78         RSAerr(RSA_F_RSA_VERIFY_PKCS1_PSS_MGF1, RSA_R_DATA_TOO_LARGE);
79         goto err;
80     }
81     if (sLen == RSA_PSS_SALTLEN_MAX) {
82         sLen = emLen - hLen - 2;
83     } else if (sLen > emLen - hLen - 2) { /* sLen can be small negative */
84         RSAerr(RSA_F_RSA_VERIFY_PKCS1_PSS_MGF1, RSA_R_DATA_TOO_LARGE);
85         goto err;
86     }
87     if (EM[emLen - 1] != 0xbc) {
88         RSAerr(RSA_F_RSA_VERIFY_PKCS1_PSS_MGF1, RSA_R_LAST_OCTET_INVALID);
89         goto err;
90     }
91     maskedDBLen = emLen - hLen - 1;
92     H = EM + maskedDBLen;
93     DB = OPENSSL_malloc(maskedDBLen);
94     if (DB == NULL) {
95         RSAerr(RSA_F_RSA_VERIFY_PKCS1_PSS_MGF1, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
96         goto err;
97     }
98     if (PKCS1_MGF1(DB, maskedDBLen, H, hLen, mgf1Hash) < 0)
99         goto err;
100     for (i = 0; i < maskedDBLen; i++)
101         DB[i] ^= EM[i];
102     if (MSBits)
103         DB[0] &= 0xFF >> (8 - MSBits);
104     for (i = 0; DB[i] == 0 && i < (maskedDBLen - 1); i++) ;
105     if (DB[i++] != 0x1) {
106         RSAerr(RSA_F_RSA_VERIFY_PKCS1_PSS_MGF1, RSA_R_SLEN_RECOVERY_FAILED);
107         goto err;
108     }
109     if (sLen != RSA_PSS_SALTLEN_AUTO && (maskedDBLen - i) != sLen) {
110         RSAerr(RSA_F_RSA_VERIFY_PKCS1_PSS_MGF1, RSA_R_SLEN_CHECK_FAILED);
111         goto err;
112     }
113     if (!EVP_DigestInit_ex(ctx, Hash, NULL)
114         || !EVP_DigestUpdate(ctx, zeroes, sizeof zeroes)
115         || !EVP_DigestUpdate(ctx, mHash, hLen))
116         goto err;
117     if (maskedDBLen - i) {
118         if (!EVP_DigestUpdate(ctx, DB + i, maskedDBLen - i))
119             goto err;
120     }
121     if (!EVP_DigestFinal_ex(ctx, H_, NULL))
122         goto err;
123     if (memcmp(H_, H, hLen)) {
124         RSAerr(RSA_F_RSA_VERIFY_PKCS1_PSS_MGF1, RSA_R_BAD_SIGNATURE);
125         ret = 0;
126     } else {
127         ret = 1;
128     }
129
130  err:
131     OPENSSL_free(DB);
132     EVP_MD_CTX_free(ctx);
133
134     return ret;
135
136 }
137
138 int RSA_padding_add_PKCS1_PSS(RSA *rsa, unsigned char *EM,
139                               const unsigned char *mHash,
140                               const EVP_MD *Hash, int sLen)
141 {
142     return RSA_padding_add_PKCS1_PSS_mgf1(rsa, EM, mHash, Hash, NULL, sLen);
143 }
144
145 int RSA_padding_add_PKCS1_PSS_mgf1(RSA *rsa, unsigned char *EM,
146                                    const unsigned char *mHash,
147                                    const EVP_MD *Hash, const EVP_MD *mgf1Hash,
148                                    int sLen)
149 {
150     int i;
151     int ret = 0;
152     int hLen, maskedDBLen, MSBits, emLen;
153     unsigned char *H, *salt = NULL, *p;
154     EVP_MD_CTX *ctx = NULL;
155
156     if (mgf1Hash == NULL)
157         mgf1Hash = Hash;
158
159     hLen = EVP_MD_size(Hash);
160     if (hLen < 0)
161         goto err;
162     /*-
163      * Negative sLen has special meanings:
164      *      -1      sLen == hLen
165      *      -2      salt length is maximized
166      *      -3      same as above (on signing)
167      *      -N      reserved
168      */
169     if (sLen == RSA_PSS_SALTLEN_DIGEST) {
170         sLen = hLen;
171     } else if (sLen == RSA_PSS_SALTLEN_MAX_SIGN) {
172         sLen = RSA_PSS_SALTLEN_MAX;
173     } else if (sLen < RSA_PSS_SALTLEN_MAX) {
174         RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_PSS_MGF1, RSA_R_SLEN_CHECK_FAILED);
175         goto err;
176     }
177
178     MSBits = (BN_num_bits(rsa->n) - 1) & 0x7;
179     emLen = RSA_size(rsa);
180     if (MSBits == 0) {
181         *EM++ = 0;
182         emLen--;
183     }
184     if (emLen < hLen + 2) {
185         RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_PSS_MGF1,
186                RSA_R_DATA_TOO_LARGE_FOR_KEY_SIZE);
187         goto err;
188     }
189     if (sLen == RSA_PSS_SALTLEN_MAX) {
190         sLen = emLen - hLen - 2;
191     } else if (sLen > emLen - hLen - 2) {
192         RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_PSS_MGF1,
193                RSA_R_DATA_TOO_LARGE_FOR_KEY_SIZE);
194         goto err;
195     }
196     if (sLen > 0) {
197         salt = OPENSSL_malloc(sLen);
198         if (salt == NULL) {
199             RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_PSS_MGF1,
200                    ERR_R_MALLOC_FAILURE);
201             goto err;
202         }
203         if (RAND_bytes(salt, sLen) <= 0)
204             goto err;
205     }
206     maskedDBLen = emLen - hLen - 1;
207     H = EM + maskedDBLen;
208     ctx = EVP_MD_CTX_new();
209     if (ctx == NULL)
210         goto err;
211     if (!EVP_DigestInit_ex(ctx, Hash, NULL)
212         || !EVP_DigestUpdate(ctx, zeroes, sizeof zeroes)
213         || !EVP_DigestUpdate(ctx, mHash, hLen))
214         goto err;
215     if (sLen && !EVP_DigestUpdate(ctx, salt, sLen))
216         goto err;
217     if (!EVP_DigestFinal_ex(ctx, H, NULL))
218         goto err;
219
220     /* Generate dbMask in place then perform XOR on it */
221     if (PKCS1_MGF1(EM, maskedDBLen, H, hLen, mgf1Hash))
222         goto err;
223
224     p = EM;
225
226     /*
227      * Initial PS XORs with all zeroes which is a NOP so just update pointer.
228      * Note from a test above this value is guaranteed to be non-negative.
229      */
230     p += emLen - sLen - hLen - 2;
231     *p++ ^= 0x1;
232     if (sLen > 0) {
233         for (i = 0; i < sLen; i++)
234             *p++ ^= salt[i];
235     }
236     if (MSBits)
237         EM[0] &= 0xFF >> (8 - MSBits);
238
239     /* H is already in place so just set final 0xbc */
240
241     EM[emLen - 1] = 0xbc;
242
243     ret = 1;
244
245  err:
246     EVP_MD_CTX_free(ctx);
247     OPENSSL_free(salt);
248
249     return ret;
250
251 }
252
253 #if defined(_MSC_VER)
254 # pragma optimize("",on)
255 #endif