Use correct function name: CMS_add1_signer()
[openssl.git] / ssl / s3_cbc.c
1 /* ssl/s3_cbc.c */
2 /* ====================================================================
3  * Copyright (c) 2012 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  *
9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
11  *
12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
14  *    the documentation and/or other materials provided with the
15  *    distribution.
16  *
17  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
18  *    software must display the following acknowledgment:
19  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
20  *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.openssl.org/)"
21  *
22  * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
23  *    endorse or promote products derived from this software without
24  *    prior written permission. For written permission, please contact
25  *    openssl-core@openssl.org.
26  *
27  * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
28  *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
29  *    permission of the OpenSSL Project.
30  *
31  * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
32  *    acknowledgment:
33  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
34  *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.openssl.org/)"
35  *
36  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
37  * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
38  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
39  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
40  * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
41  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
42  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
43  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
44  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
45  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
46  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
47  * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
48  * ====================================================================
49  *
50  * This product includes cryptographic software written by Eric Young
51  * (eay@cryptsoft.com).  This product includes software written by Tim
52  * Hudson (tjh@cryptsoft.com).
53  *
54  */
55
56 #include "../crypto/constant_time_locl.h"
57 #include "ssl_locl.h"
58
59 #include <openssl/md5.h>
60 #include <openssl/sha.h>
61
62 /* MAX_HASH_BIT_COUNT_BYTES is the maximum number of bytes in the hash's length
63  * field. (SHA-384/512 have 128-bit length.) */
64 #define MAX_HASH_BIT_COUNT_BYTES 16
65
66 /* MAX_HASH_BLOCK_SIZE is the maximum hash block size that we'll support.
67  * Currently SHA-384/512 has a 128-byte block size and that's the largest
68  * supported by TLS.) */
69 #define MAX_HASH_BLOCK_SIZE 128
70
71 /* ssl3_cbc_remove_padding removes padding from the decrypted, SSLv3, CBC
72  * record in |rec| by updating |rec->length| in constant time.
73  *
74  * block_size: the block size of the cipher used to encrypt the record.
75  * returns:
76  *   0: (in non-constant time) if the record is publicly invalid.
77  *   1: if the padding was valid
78  *  -1: otherwise. */
79 int ssl3_cbc_remove_padding(const SSL* s,
80                             SSL3_RECORD *rec,
81                             unsigned block_size,
82                             unsigned mac_size)
83         {
84         unsigned padding_length, good;
85         const unsigned overhead = 1 /* padding length byte */ + mac_size;
86
87         /* These lengths are all public so we can test them in non-constant
88          * time. */
89         if (overhead > rec->length)
90                 return 0;
91
92         padding_length = rec->data[rec->length-1];
93         good = constant_time_ge(rec->length, padding_length+overhead);
94         /* SSLv3 requires that the padding is minimal. */
95         good &= constant_time_ge(block_size, padding_length+1);
96         padding_length = good & (padding_length+1);
97         rec->length -= padding_length;
98         rec->type |= padding_length<<8; /* kludge: pass padding length */
99         return constant_time_select_int(good, 1, -1);
100         }
101
102 /* tls1_cbc_remove_padding removes the CBC padding from the decrypted, TLS, CBC
103  * record in |rec| in constant time and returns 1 if the padding is valid and
104  * -1 otherwise. It also removes any explicit IV from the start of the record
105  * without leaking any timing about whether there was enough space after the
106  * padding was removed.
107  *
108  * block_size: the block size of the cipher used to encrypt the record.
109  * returns:
110  *   0: (in non-constant time) if the record is publicly invalid.
111  *   1: if the padding was valid
112  *  -1: otherwise. */
113 int tls1_cbc_remove_padding(const SSL* s,
114                             SSL3_RECORD *rec,
115                             unsigned block_size,
116                             unsigned mac_size)
117         {
118         unsigned padding_length, good, to_check, i;
119         const unsigned overhead = 1 /* padding length byte */ + mac_size;
120         /* Check if version requires explicit IV */
121         if (SSL_USE_EXPLICIT_IV(s))
122                 {
123                 /* These lengths are all public so we can test them in
124                  * non-constant time.
125                  */
126                 if (overhead + block_size > rec->length)
127                         return 0;
128                 /* We can now safely skip explicit IV */
129                 rec->data += block_size;
130                 rec->input += block_size;
131                 rec->length -= block_size;
132                 }
133         else if (overhead > rec->length)
134                 return 0;
135
136         padding_length = rec->data[rec->length-1];
137
138         /* NB: if compression is in operation the first packet may not be of
139          * even length so the padding bug check cannot be performed. This bug
140          * workaround has been around since SSLeay so hopefully it is either
141          * fixed now or no buggy implementation supports compression [steve]
142          */
143         if ( (s->options&SSL_OP_TLS_BLOCK_PADDING_BUG) && !s->expand)
144                 {
145                 /* First packet is even in size, so check */
146                 if ((memcmp(s->s3->read_sequence, "\0\0\0\0\0\0\0\0",8) == 0) &&
147                     !(padding_length & 1))
148                         {
149                         s->s3->flags|=TLS1_FLAGS_TLS_PADDING_BUG;
150                         }
151                 if ((s->s3->flags & TLS1_FLAGS_TLS_PADDING_BUG) &&
152                     padding_length > 0)
153                         {
154                         padding_length--;
155                         }
156                 }
157
158         if (EVP_CIPHER_flags(s->enc_read_ctx->cipher)&EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER)
159                 {
160                 /* padding is already verified */
161                 rec->length -= padding_length + 1;
162                 return 1;
163                 }
164
165         good = constant_time_ge(rec->length, overhead+padding_length);
166         /* The padding consists of a length byte at the end of the record and
167          * then that many bytes of padding, all with the same value as the
168          * length byte. Thus, with the length byte included, there are i+1
169          * bytes of padding.
170          *
171          * We can't check just |padding_length+1| bytes because that leaks
172          * decrypted information. Therefore we always have to check the maximum
173          * amount of padding possible. (Again, the length of the record is
174          * public information so we can use it.) */
175         to_check = 255; /* maximum amount of padding. */
176         if (to_check > rec->length-1)
177                 to_check = rec->length-1;
178
179         for (i = 0; i < to_check; i++)
180                 {
181                 unsigned char mask = constant_time_ge_8(padding_length, i);
182                 unsigned char b = rec->data[rec->length-1-i];
183                 /* The final |padding_length+1| bytes should all have the value
184                  * |padding_length|. Therefore the XOR should be zero. */
185                 good &= ~(mask&(padding_length ^ b));
186                 }
187
188         /* If any of the final |padding_length+1| bytes had the wrong value,
189          * one or more of the lower eight bits of |good| will be cleared.
190          */
191         good = constant_time_eq(0xff, good & 0xff);
192         padding_length = good & (padding_length+1);
193         rec->length -= padding_length;
194         rec->type |= padding_length<<8; /* kludge: pass padding length */
195
196         return constant_time_select_int(good, 1, -1);
197         }
198
199 /* ssl3_cbc_copy_mac copies |md_size| bytes from the end of |rec| to |out| in
200  * constant time (independent of the concrete value of rec->length, which may
201  * vary within a 256-byte window).
202  *
203  * ssl3_cbc_remove_padding or tls1_cbc_remove_padding must be called prior to
204  * this function.
205  *
206  * On entry:
207  *   rec->orig_len >= md_size
208  *   md_size <= EVP_MAX_MD_SIZE
209  *
210  * If CBC_MAC_ROTATE_IN_PLACE is defined then the rotation is performed with
211  * variable accesses in a 64-byte-aligned buffer. Assuming that this fits into
212  * a single or pair of cache-lines, then the variable memory accesses don't
213  * actually affect the timing. CPUs with smaller cache-lines [if any] are
214  * not multi-core and are not considered vulnerable to cache-timing attacks.
215  */
216 #define CBC_MAC_ROTATE_IN_PLACE
217
218 void ssl3_cbc_copy_mac(unsigned char* out,
219                        const SSL3_RECORD *rec,
220                        unsigned md_size,unsigned orig_len)
221         {
222 #if defined(CBC_MAC_ROTATE_IN_PLACE)
223         unsigned char rotated_mac_buf[64+EVP_MAX_MD_SIZE];
224         unsigned char *rotated_mac;
225 #else
226         unsigned char rotated_mac[EVP_MAX_MD_SIZE];
227 #endif
228
229         /* mac_end is the index of |rec->data| just after the end of the MAC. */
230         unsigned mac_end = rec->length;
231         unsigned mac_start = mac_end - md_size;
232         /* scan_start contains the number of bytes that we can ignore because
233          * the MAC's position can only vary by 255 bytes. */
234         unsigned scan_start = 0;
235         unsigned i, j;
236         unsigned div_spoiler;
237         unsigned rotate_offset;
238
239         OPENSSL_assert(orig_len >= md_size);
240         OPENSSL_assert(md_size <= EVP_MAX_MD_SIZE);
241
242 #if defined(CBC_MAC_ROTATE_IN_PLACE)
243         rotated_mac = rotated_mac_buf + ((0-(size_t)rotated_mac_buf)&63);
244 #endif
245
246         /* This information is public so it's safe to branch based on it. */
247         if (orig_len > md_size + 255 + 1)
248                 scan_start = orig_len - (md_size + 255 + 1);
249         /* div_spoiler contains a multiple of md_size that is used to cause the
250          * modulo operation to be constant time. Without this, the time varies
251          * based on the amount of padding when running on Intel chips at least.
252          *
253          * The aim of right-shifting md_size is so that the compiler doesn't
254          * figure out that it can remove div_spoiler as that would require it
255          * to prove that md_size is always even, which I hope is beyond it. */
256         div_spoiler = md_size >> 1;
257         div_spoiler <<= (sizeof(div_spoiler)-1)*8;
258         rotate_offset = (div_spoiler + mac_start - scan_start) % md_size;
259
260         memset(rotated_mac, 0, md_size);
261         for (i = scan_start, j = 0; i < orig_len; i++)
262                 {
263                 unsigned char mac_started = constant_time_ge_8(i, mac_start);
264                 unsigned char mac_ended = constant_time_ge_8(i, mac_end);
265                 unsigned char b = rec->data[i];
266                 rotated_mac[j++] |= b & mac_started & ~mac_ended;
267                 j &= constant_time_lt(j,md_size);
268                 }
269
270         /* Now rotate the MAC */
271 #if defined(CBC_MAC_ROTATE_IN_PLACE)
272         j = 0;
273         for (i = 0; i < md_size; i++)
274                 {
275                 /* in case cache-line is 32 bytes, touch second line */
276                 ((volatile unsigned char *)rotated_mac)[rotate_offset^32];
277                 out[j++] = rotated_mac[rotate_offset++];
278                 rotate_offset &= constant_time_lt(rotate_offset,md_size);
279                 }
280 #else
281         memset(out, 0, md_size);
282         rotate_offset = md_size - rotate_offset;
283         rotate_offset &= constant_time_lt(rotate_offset,md_size);
284         for (i = 0; i < md_size; i++)
285                 {
286                 for (j = 0; j < md_size; j++)
287                         out[j] |= rotated_mac[i] & constant_time_eq_8(j, rotate_offset);
288                 rotate_offset++;
289                 rotate_offset &= constant_time_lt(rotate_offset,md_size);
290                 }
291 #endif
292         }
293
294 /* u32toLE serialises an unsigned, 32-bit number (n) as four bytes at (p) in
295  * little-endian order. The value of p is advanced by four. */
296 #define u32toLE(n, p) \
297         (*((p)++)=(unsigned char)(n), \
298          *((p)++)=(unsigned char)(n>>8), \
299          *((p)++)=(unsigned char)(n>>16), \
300          *((p)++)=(unsigned char)(n>>24))
301
302 /* These functions serialize the state of a hash and thus perform the standard
303  * "final" operation without adding the padding and length that such a function
304  * typically does. */
305 static void tls1_md5_final_raw(void* ctx, unsigned char *md_out)
306         {
307         MD5_CTX *md5 = ctx;
308         u32toLE(md5->A, md_out);
309         u32toLE(md5->B, md_out);
310         u32toLE(md5->C, md_out);
311         u32toLE(md5->D, md_out);
312         }
313
314 static void tls1_sha1_final_raw(void* ctx, unsigned char *md_out)
315         {
316         SHA_CTX *sha1 = ctx;
317         l2n(sha1->h0, md_out);
318         l2n(sha1->h1, md_out);
319         l2n(sha1->h2, md_out);
320         l2n(sha1->h3, md_out);
321         l2n(sha1->h4, md_out);
322         }
323 #define LARGEST_DIGEST_CTX SHA_CTX
324
325 #ifndef OPENSSL_NO_SHA256
326 static void tls1_sha256_final_raw(void* ctx, unsigned char *md_out)
327         {
328         SHA256_CTX *sha256 = ctx;
329         unsigned i;
330
331         for (i = 0; i < 8; i++)
332                 {
333                 l2n(sha256->h[i], md_out);
334                 }
335         }
336 #undef  LARGEST_DIGEST_CTX
337 #define LARGEST_DIGEST_CTX SHA256_CTX
338 #endif
339
340 #ifndef OPENSSL_NO_SHA512
341 static void tls1_sha512_final_raw(void* ctx, unsigned char *md_out)
342         {
343         SHA512_CTX *sha512 = ctx;
344         unsigned i;
345
346         for (i = 0; i < 8; i++)
347                 {
348                 l2n8(sha512->h[i], md_out);
349                 }
350         }
351 #undef  LARGEST_DIGEST_CTX
352 #define LARGEST_DIGEST_CTX SHA512_CTX
353 #endif
354
355 /* ssl3_cbc_record_digest_supported returns 1 iff |ctx| uses a hash function
356  * which ssl3_cbc_digest_record supports. */
357 char ssl3_cbc_record_digest_supported(const EVP_MD_CTX *ctx)
358         {
359 #ifdef OPENSSL_FIPS
360         if (FIPS_mode())
361                 return 0;
362 #endif
363         switch (EVP_MD_CTX_type(ctx))
364                 {
365                 case NID_md5:
366                 case NID_sha1:
367 #ifndef OPENSSL_NO_SHA256
368                 case NID_sha224:
369                 case NID_sha256:
370 #endif
371 #ifndef OPENSSL_NO_SHA512
372                 case NID_sha384:
373                 case NID_sha512:
374 #endif
375                         return 1;
376                 default:
377                         return 0;
378                 }
379         }
380
381 /* ssl3_cbc_digest_record computes the MAC of a decrypted, padded SSLv3/TLS
382  * record.
383  *
384  *   ctx: the EVP_MD_CTX from which we take the hash function.
385  *     ssl3_cbc_record_digest_supported must return true for this EVP_MD_CTX.
386  *   md_out: the digest output. At most EVP_MAX_MD_SIZE bytes will be written.
387  *   md_out_size: if non-NULL, the number of output bytes is written here.
388  *   header: the 13-byte, TLS record header.
389  *   data: the record data itself, less any preceeding explicit IV.
390  *   data_plus_mac_size: the secret, reported length of the data and MAC
391  *     once the padding has been removed.
392  *   data_plus_mac_plus_padding_size: the public length of the whole
393  *     record, including padding.
394  *   is_sslv3: non-zero if we are to use SSLv3. Otherwise, TLS.
395  *
396  * On entry: by virtue of having been through one of the remove_padding
397  * functions, above, we know that data_plus_mac_size is large enough to contain
398  * a padding byte and MAC. (If the padding was invalid, it might contain the
399  * padding too. ) */
400 void ssl3_cbc_digest_record(
401         const EVP_MD_CTX *ctx,
402         unsigned char* md_out,
403         size_t* md_out_size,
404         const unsigned char header[13],
405         const unsigned char *data,
406         size_t data_plus_mac_size,
407         size_t data_plus_mac_plus_padding_size,
408         const unsigned char *mac_secret,
409         unsigned mac_secret_length,
410         char is_sslv3)
411         {
412         union { double align;
413                 unsigned char c[sizeof(LARGEST_DIGEST_CTX)]; } md_state;
414         void (*md_final_raw)(void *ctx, unsigned char *md_out);
415         void (*md_transform)(void *ctx, const unsigned char *block);
416         unsigned md_size, md_block_size = 64;
417         unsigned sslv3_pad_length = 40, header_length, variance_blocks,
418                  len, max_mac_bytes, num_blocks,
419                  num_starting_blocks, k, mac_end_offset, c, index_a, index_b;
420         unsigned int bits;      /* at most 18 bits */
421         unsigned char length_bytes[MAX_HASH_BIT_COUNT_BYTES];
422         /* hmac_pad is the masked HMAC key. */
423         unsigned char hmac_pad[MAX_HASH_BLOCK_SIZE];
424         unsigned char first_block[MAX_HASH_BLOCK_SIZE];
425         unsigned char mac_out[EVP_MAX_MD_SIZE];
426         unsigned i, j, md_out_size_u;
427         EVP_MD_CTX md_ctx;
428         /* mdLengthSize is the number of bytes in the length field that terminates
429         * the hash. */
430         unsigned md_length_size = 8;
431         char length_is_big_endian = 1;
432
433         /* This is a, hopefully redundant, check that allows us to forget about
434          * many possible overflows later in this function. */
435         OPENSSL_assert(data_plus_mac_plus_padding_size < 1024*1024);
436
437         switch (EVP_MD_CTX_type(ctx))
438                 {
439                 case NID_md5:
440                         MD5_Init((MD5_CTX*)md_state.c);
441                         md_final_raw = tls1_md5_final_raw;
442                         md_transform = (void(*)(void *ctx, const unsigned char *block)) MD5_Transform;
443                         md_size = 16;
444                         sslv3_pad_length = 48;
445                         length_is_big_endian = 0;
446                         break;
447                 case NID_sha1:
448                         SHA1_Init((SHA_CTX*)md_state.c);
449                         md_final_raw = tls1_sha1_final_raw;
450                         md_transform = (void(*)(void *ctx, const unsigned char *block)) SHA1_Transform;
451                         md_size = 20;
452                         break;
453 #ifndef OPENSSL_NO_SHA256
454                 case NID_sha224:
455                         SHA224_Init((SHA256_CTX*)md_state.c);
456                         md_final_raw = tls1_sha256_final_raw;
457                         md_transform = (void(*)(void *ctx, const unsigned char *block)) SHA256_Transform;
458                         md_size = 224/8;
459                         break;
460                 case NID_sha256:
461                         SHA256_Init((SHA256_CTX*)md_state.c);
462                         md_final_raw = tls1_sha256_final_raw;
463                         md_transform = (void(*)(void *ctx, const unsigned char *block)) SHA256_Transform;
464                         md_size = 32;
465                         break;
466 #endif
467 #ifndef OPENSSL_NO_SHA512
468                 case NID_sha384:
469                         SHA384_Init((SHA512_CTX*)md_state.c);
470                         md_final_raw = tls1_sha512_final_raw;
471                         md_transform = (void(*)(void *ctx, const unsigned char *block)) SHA512_Transform;
472                         md_size = 384/8;
473                         md_block_size = 128;
474                         md_length_size = 16;
475                         break;
476                 case NID_sha512:
477                         SHA512_Init((SHA512_CTX*)md_state.c);
478                         md_final_raw = tls1_sha512_final_raw;
479                         md_transform = (void(*)(void *ctx, const unsigned char *block)) SHA512_Transform;
480                         md_size = 64;
481                         md_block_size = 128;
482                         md_length_size = 16;
483                         break;
484 #endif
485                 default:
486                         /* ssl3_cbc_record_digest_supported should have been
487                          * called first to check that the hash function is
488                          * supported. */
489                         OPENSSL_assert(0);
490                         if (md_out_size)
491                                 *md_out_size = -1;
492                         return;
493                 }
494
495         OPENSSL_assert(md_length_size <= MAX_HASH_BIT_COUNT_BYTES);
496         OPENSSL_assert(md_block_size <= MAX_HASH_BLOCK_SIZE);
497         OPENSSL_assert(md_size <= EVP_MAX_MD_SIZE);
498
499         header_length = 13;
500         if (is_sslv3)
501                 {
502                 header_length =
503                         mac_secret_length +
504                         sslv3_pad_length +
505                         8 /* sequence number */ +
506                         1 /* record type */ +
507                         2 /* record length */;
508                 }
509
510         /* variance_blocks is the number of blocks of the hash that we have to
511          * calculate in constant time because they could be altered by the
512          * padding value.
513          *
514          * In SSLv3, the padding must be minimal so the end of the plaintext
515          * varies by, at most, 15+20 = 35 bytes. (We conservatively assume that
516          * the MAC size varies from 0..20 bytes.) In case the 9 bytes of hash
517          * termination (0x80 + 64-bit length) don't fit in the final block, we
518          * say that the final two blocks can vary based on the padding.
519          *
520          * TLSv1 has MACs up to 48 bytes long (SHA-384) and the padding is not
521          * required to be minimal. Therefore we say that the final six blocks
522          * can vary based on the padding.
523          *
524          * Later in the function, if the message is short and there obviously
525          * cannot be this many blocks then variance_blocks can be reduced. */
526         variance_blocks = is_sslv3 ? 2 : 6;
527         /* From now on we're dealing with the MAC, which conceptually has 13
528          * bytes of `header' before the start of the data (TLS) or 71/75 bytes
529          * (SSLv3) */
530         len = data_plus_mac_plus_padding_size + header_length;
531         /* max_mac_bytes contains the maximum bytes of bytes in the MAC, including
532         * |header|, assuming that there's no padding. */
533         max_mac_bytes = len - md_size - 1;
534         /* num_blocks is the maximum number of hash blocks. */
535         num_blocks = (max_mac_bytes + 1 + md_length_size + md_block_size - 1) / md_block_size;
536         /* In order to calculate the MAC in constant time we have to handle
537          * the final blocks specially because the padding value could cause the
538          * end to appear somewhere in the final |variance_blocks| blocks and we
539          * can't leak where. However, |num_starting_blocks| worth of data can
540          * be hashed right away because no padding value can affect whether
541          * they are plaintext. */
542         num_starting_blocks = 0;
543         /* k is the starting byte offset into the conceptual header||data where
544          * we start processing. */
545         k = 0;
546         /* mac_end_offset is the index just past the end of the data to be
547          * MACed. */
548         mac_end_offset = data_plus_mac_size + header_length - md_size;
549         /* c is the index of the 0x80 byte in the final hash block that
550          * contains application data. */
551         c = mac_end_offset % md_block_size;
552         /* index_a is the hash block number that contains the 0x80 terminating
553          * value. */
554         index_a = mac_end_offset / md_block_size;
555         /* index_b is the hash block number that contains the 64-bit hash
556          * length, in bits. */
557         index_b = (mac_end_offset + md_length_size) / md_block_size;
558         /* bits is the hash-length in bits. It includes the additional hash
559          * block for the masked HMAC key, or whole of |header| in the case of
560          * SSLv3. */
561
562         /* For SSLv3, if we're going to have any starting blocks then we need
563          * at least two because the header is larger than a single block. */
564         if (num_blocks > variance_blocks + (is_sslv3 ? 1 : 0))
565                 {
566                 num_starting_blocks = num_blocks - variance_blocks;
567                 k = md_block_size*num_starting_blocks;
568                 }
569
570         bits = 8*mac_end_offset;
571         if (!is_sslv3)
572                 {
573                 /* Compute the initial HMAC block. For SSLv3, the padding and
574                  * secret bytes are included in |header| because they take more
575                  * than a single block. */
576                 bits += 8*md_block_size;
577                 memset(hmac_pad, 0, md_block_size);
578                 OPENSSL_assert(mac_secret_length <= sizeof(hmac_pad));
579                 memcpy(hmac_pad, mac_secret, mac_secret_length);
580                 for (i = 0; i < md_block_size; i++)
581                         hmac_pad[i] ^= 0x36;
582
583                 md_transform(md_state.c, hmac_pad);
584                 }
585
586         if (length_is_big_endian)
587                 {
588                 memset(length_bytes,0,md_length_size-4);
589                 length_bytes[md_length_size-4] = (unsigned char)(bits>>24);
590                 length_bytes[md_length_size-3] = (unsigned char)(bits>>16);
591                 length_bytes[md_length_size-2] = (unsigned char)(bits>>8);
592                 length_bytes[md_length_size-1] = (unsigned char)bits;
593                 }
594         else
595                 {
596                 memset(length_bytes,0,md_length_size);
597                 length_bytes[md_length_size-5] = (unsigned char)(bits>>24);
598                 length_bytes[md_length_size-6] = (unsigned char)(bits>>16);
599                 length_bytes[md_length_size-7] = (unsigned char)(bits>>8);
600                 length_bytes[md_length_size-8] = (unsigned char)bits;
601                 }
602
603         if (k > 0)
604                 {
605                 if (is_sslv3)
606                         {
607                         /* The SSLv3 header is larger than a single block.
608                          * overhang is the number of bytes beyond a single
609                          * block that the header consumes: either 7 bytes
610                          * (SHA1) or 11 bytes (MD5). */
611                         unsigned overhang = header_length-md_block_size;
612                         md_transform(md_state.c, header);
613                         memcpy(first_block, header + md_block_size, overhang);
614                         memcpy(first_block + overhang, data, md_block_size-overhang);
615                         md_transform(md_state.c, first_block);
616                         for (i = 1; i < k/md_block_size - 1; i++)
617                                 md_transform(md_state.c, data + md_block_size*i - overhang);
618                         }
619                 else
620                         {
621                         /* k is a multiple of md_block_size. */
622                         memcpy(first_block, header, 13);
623                         memcpy(first_block+13, data, md_block_size-13);
624                         md_transform(md_state.c, first_block);
625                         for (i = 1; i < k/md_block_size; i++)
626                                 md_transform(md_state.c, data + md_block_size*i - 13);
627                         }
628                 }
629
630         memset(mac_out, 0, sizeof(mac_out));
631
632         /* We now process the final hash blocks. For each block, we construct
633          * it in constant time. If the |i==index_a| then we'll include the 0x80
634          * bytes and zero pad etc. For each block we selectively copy it, in
635          * constant time, to |mac_out|. */
636         for (i = num_starting_blocks; i <= num_starting_blocks+variance_blocks; i++)
637                 {
638                 unsigned char block[MAX_HASH_BLOCK_SIZE];
639                 unsigned char is_block_a = constant_time_eq_8(i, index_a);
640                 unsigned char is_block_b = constant_time_eq_8(i, index_b);
641                 for (j = 0; j < md_block_size; j++)
642                         {
643                         unsigned char b = 0, is_past_c, is_past_cp1;
644                         if (k < header_length)
645                                 b = header[k];
646                         else if (k < data_plus_mac_plus_padding_size + header_length)
647                                 b = data[k-header_length];
648                         k++;
649
650                         is_past_c = is_block_a & constant_time_ge_8(j, c);
651                         is_past_cp1 = is_block_a & constant_time_ge_8(j, c+1);
652                         /* If this is the block containing the end of the
653                          * application data, and we are at the offset for the
654                          * 0x80 value, then overwrite b with 0x80. */
655                         b =  constant_time_select_8(is_past_c, 0x80, b);
656                         /* If this the the block containing the end of the
657                          * application data and we're past the 0x80 value then
658                          * just write zero. */
659                         b = b&~is_past_cp1;
660                         /* If this is index_b (the final block), but not
661                          * index_a (the end of the data), then the 64-bit
662                          * length didn't fit into index_a and we're having to
663                          * add an extra block of zeros. */
664                         b &= ~is_block_b | is_block_a;
665
666                         /* The final bytes of one of the blocks contains the
667                          * length. */
668                         if (j >= md_block_size - md_length_size)
669                                 {
670                                 /* If this is index_b, write a length byte. */
671                                 b = constant_time_select_8(
672                                         is_block_b, length_bytes[j-(md_block_size-md_length_size)], b);
673                                 }
674                         block[j] = b;
675                         }
676
677                 md_transform(md_state.c, block);
678                 md_final_raw(md_state.c, block);
679                 /* If this is index_b, copy the hash value to |mac_out|. */
680                 for (j = 0; j < md_size; j++)
681                         mac_out[j] |= block[j]&is_block_b;
682                 }
683
684         EVP_MD_CTX_init(&md_ctx);
685         EVP_DigestInit_ex(&md_ctx, ctx->digest, NULL /* engine */);
686         if (is_sslv3)
687                 {
688                 /* We repurpose |hmac_pad| to contain the SSLv3 pad2 block. */
689                 memset(hmac_pad, 0x5c, sslv3_pad_length);
690
691                 EVP_DigestUpdate(&md_ctx, mac_secret, mac_secret_length);
692                 EVP_DigestUpdate(&md_ctx, hmac_pad, sslv3_pad_length);
693                 EVP_DigestUpdate(&md_ctx, mac_out, md_size);
694                 }
695         else
696                 {
697                 /* Complete the HMAC in the standard manner. */
698                 for (i = 0; i < md_block_size; i++)
699                         hmac_pad[i] ^= 0x6a;
700
701                 EVP_DigestUpdate(&md_ctx, hmac_pad, md_block_size);
702                 EVP_DigestUpdate(&md_ctx, mac_out, md_size);
703                 }
704         EVP_DigestFinal(&md_ctx, md_out, &md_out_size_u);
705         if (md_out_size)
706                 *md_out_size = md_out_size_u;
707         EVP_MD_CTX_cleanup(&md_ctx);
708         }
709
710 #ifdef OPENSSL_FIPS
711
712 /* Due to the need to use EVP in FIPS mode we can't reimplement digests but
713  * we can ensure the number of blocks processed is equal for all cases
714  * by digesting additional data.
715  */
716
717 void tls_fips_digest_extra(
718         const EVP_CIPHER_CTX *cipher_ctx, EVP_MD_CTX *mac_ctx,
719         const unsigned char *data, size_t data_len, size_t orig_len)
720         {
721         size_t block_size, digest_pad, blocks_data, blocks_orig;
722         if (EVP_CIPHER_CTX_mode(cipher_ctx) != EVP_CIPH_CBC_MODE)
723                 return;
724         block_size = EVP_MD_CTX_block_size(mac_ctx);
725         /* We are in FIPS mode if we get this far so we know we have only SHA*
726          * digests and TLS to deal with.
727          * Minimum digest padding length is 17 for SHA384/SHA512 and 9
728          * otherwise.
729          * Additional header is 13 bytes. To get the number of digest blocks
730          * processed round up the amount of data plus padding to the nearest
731          * block length. Block length is 128 for SHA384/SHA512 and 64 otherwise.
732          * So we have:
733          * blocks = (payload_len + digest_pad + 13 + block_size - 1)/block_size
734          * equivalently:
735          * blocks = (payload_len + digest_pad + 12)/block_size + 1
736          * HMAC adds a constant overhead.
737          * We're ultimately only interested in differences so this becomes
738          * blocks = (payload_len + 29)/128
739          * for SHA384/SHA512 and
740          * blocks = (payload_len + 21)/64
741          * otherwise.
742          */
743         digest_pad = block_size == 64 ? 21 : 29;
744         blocks_orig = (orig_len + digest_pad)/block_size;
745         blocks_data = (data_len + digest_pad)/block_size;
746         /* MAC enough blocks to make up the difference between the original
747          * and actual lengths plus one extra block to ensure this is never a
748          * no op. The "data" pointer should always have enough space to
749          * perform this operation as it is large enough for a maximum
750          * length TLS buffer. 
751          */
752         EVP_DigestSignUpdate(mac_ctx, data,
753                                 (blocks_orig - blocks_data + 1) * block_size);
754         }
755 #endif