ssl/tls13_enc.c

   1 /*
   2  * Copyright 2016-2018 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 <stdlib.h>
  11 #include "ssl_locl.h"
  12 #include "internal/cryptlib.h"
  13 #include <openssl/evp.h>
  14 #include <openssl/kdf.h>
  15
  16 #define TLS13_MAX_LABEL_LEN     246
  17
  18 /* Always filled with zeros */
  19 static const unsigned char default_zeros[EVP_MAX_MD_SIZE];
  20
  21 /*
  22  * Given a |secret|; a |label| of length |labellen|; and |data| of length
  23  * |datalen| (e.g. typically a hash of the handshake messages), derive a new
  24  * secret |outlen| bytes long and store it in the location pointed to be |out|.
  25  * The |data| value may be zero length. Returns 1 on success  0 on failure.
  26  */
  27 int tls13_hkdf_expand(SSL *s, const EVP_MD *md, const unsigned char *secret,
  28                              const unsigned char *label, size_t labellen,
  29                              const unsigned char *data, size_t datalen,
  30                              unsigned char *out, size_t outlen)
  31 {
  32     const unsigned char label_prefix[] = "tls13 ";
  33     EVP_PKEY_CTX *pctx = EVP_PKEY_CTX_new_id(EVP_PKEY_HKDF, NULL);
  34     int ret;
  35     size_t hkdflabellen;
  36     size_t hashlen;
  37     /*
  38      * 2 bytes for length of whole HkdfLabel + 1 byte for length of combined
  39      * prefix and label + bytes for the label itself + bytes for the hash
  40      */
  41     unsigned char hkdflabel[sizeof(uint16_t) + sizeof(uint8_t) +
  42                             + sizeof(label_prefix) + TLS13_MAX_LABEL_LEN
  43                             + EVP_MAX_MD_SIZE];
  44     WPACKET pkt;
  45
  46     if (pctx == NULL)
  47         return 0;
  48
  49     hashlen = EVP_MD_size(md);
  50
  51     if (!WPACKET_init_static_len(&pkt, hkdflabel, sizeof(hkdflabel), 0)
  52             || !WPACKET_put_bytes_u16(&pkt, outlen)
  53             || !WPACKET_start_sub_packet_u8(&pkt)
  54             || !WPACKET_memcpy(&pkt, label_prefix, sizeof(label_prefix) - 1)
  55             || !WPACKET_memcpy(&pkt, label, labellen)
  56             || !WPACKET_close(&pkt)
  57             || !WPACKET_sub_memcpy_u8(&pkt, data, (data == NULL) ? 0 : datalen)
  58             || !WPACKET_get_total_written(&pkt, &hkdflabellen)
  59             || !WPACKET_finish(&pkt)) {
  60         EVP_PKEY_CTX_free(pctx);
  61         WPACKET_cleanup(&pkt);
  62         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_TLS13_HKDF_EXPAND,
  63                  ERR_R_INTERNAL_ERROR);
  64         return 0;
  65     }
  66
  67     ret = EVP_PKEY_derive_init(pctx) <= 0
  68             || EVP_PKEY_CTX_hkdf_mode(pctx, EVP_PKEY_HKDEF_MODE_EXPAND_ONLY)
  69                <= 0
  70             || EVP_PKEY_CTX_set_hkdf_md(pctx, md) <= 0
  71             || EVP_PKEY_CTX_set1_hkdf_key(pctx, secret, hashlen) <= 0
  72             || EVP_PKEY_CTX_add1_hkdf_info(pctx, hkdflabel, hkdflabellen) <= 0
  73             || EVP_PKEY_derive(pctx, out, &outlen) <= 0;
  74
  75     EVP_PKEY_CTX_free(pctx);
  76
  77     if (ret != 0)
  78         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_TLS13_HKDF_EXPAND,
  79                  ERR_R_INTERNAL_ERROR);
  80
  81     return ret == 0;
  82 }
  83
  84 /*
  85  * Given a |secret| generate a |key| of length |keylen| bytes. Returns 1 on
  86  * success  0 on failure.
  87  */
  88 int tls13_derive_key(SSL *s, const EVP_MD *md, const unsigned char *secret,
  89                      unsigned char *key, size_t keylen)
  90 {
  91     static const unsigned char keylabel[] = "key";
  92
  93     return tls13_hkdf_expand(s, md, secret, keylabel, sizeof(keylabel) - 1,
  94                              NULL, 0, key, keylen);
  95 }
  96
  97 /*
  98  * Given a |secret| generate an |iv| of length |ivlen| bytes. Returns 1 on
  99  * success  0 on failure.
 100  */
 101 int tls13_derive_iv(SSL *s, const EVP_MD *md, const unsigned char *secret,
 102                     unsigned char *iv, size_t ivlen)
 103 {
 104     static const unsigned char ivlabel[] = "iv";
 105
 106     return tls13_hkdf_expand(s, md, secret, ivlabel, sizeof(ivlabel) - 1,
 107                              NULL, 0, iv, ivlen);
 108 }
 109
 110 int tls13_derive_finishedkey(SSL *s, const EVP_MD *md,
 111                              const unsigned char *secret,
 112                              unsigned char *fin, size_t finlen)
 113 {
 114     static const unsigned char finishedlabel[] = "finished";
 115
 116     return tls13_hkdf_expand(s, md, secret, finishedlabel,
 117                              sizeof(finishedlabel) - 1, NULL, 0, fin, finlen);
 118 }
 119
 120 /*
 121  * Given the previous secret |prevsecret| and a new input secret |insecret| of
 122  * length |insecretlen|, generate a new secret and store it in the location
 123  * pointed to by |outsecret|. Returns 1 on success  0 on failure.
 124  */
 125 int tls13_generate_secret(SSL *s, const EVP_MD *md,
 126                           const unsigned char *prevsecret,
 127                           const unsigned char *insecret,
 128                           size_t insecretlen,
 129                           unsigned char *outsecret)
 130 {
 131     size_t mdlen, prevsecretlen;
 132     int ret;
 133     EVP_PKEY_CTX *pctx = EVP_PKEY_CTX_new_id(EVP_PKEY_HKDF, NULL);
 134     static const char derived_secret_label[] = "derived";
 135     unsigned char preextractsec[EVP_MAX_MD_SIZE];
 136
 137     if (pctx == NULL) {
 138         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_TLS13_GENERATE_SECRET,
 139                  ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 140         return 0;
 141     }
 142
 143     mdlen = EVP_MD_size(md);
 144
 145     if (insecret == NULL) {
 146         insecret = default_zeros;
 147         insecretlen = mdlen;
 148     }
 149     if (prevsecret == NULL) {
 150         prevsecret = default_zeros;
 151         prevsecretlen = 0;
 152     } else {
 153         EVP_MD_CTX *mctx = EVP_MD_CTX_new();
 154         unsigned char hash[EVP_MAX_MD_SIZE];
 155
 156         /* The pre-extract derive step uses a hash of no messages */
 157         if (mctx == NULL
 158                 || EVP_DigestInit_ex(mctx, md, NULL) <= 0
 159                 || EVP_DigestFinal_ex(mctx, hash, NULL) <= 0) {
 160             SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_TLS13_GENERATE_SECRET,
 161                      ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 162             EVP_MD_CTX_free(mctx);
 163             EVP_PKEY_CTX_free(pctx);
 164             return 0;
 165         }
 166         EVP_MD_CTX_free(mctx);
 167
 168         /* Generate the pre-extract secret */
 169         if (!tls13_hkdf_expand(s, md, prevsecret,
 170                                (unsigned char *)derived_secret_label,
 171                                sizeof(derived_secret_label) - 1, hash, mdlen,
 172                                preextractsec, mdlen)) {
 173             /* SSLfatal() already called */
 174             EVP_PKEY_CTX_free(pctx);
 175             return 0;
 176         }
 177
 178         prevsecret = preextractsec;
 179         prevsecretlen = mdlen;
 180     }
 181
 182     ret = EVP_PKEY_derive_init(pctx) <= 0
 183             || EVP_PKEY_CTX_hkdf_mode(pctx, EVP_PKEY_HKDEF_MODE_EXTRACT_ONLY)
 184                <= 0
 185             || EVP_PKEY_CTX_set_hkdf_md(pctx, md) <= 0
 186             || EVP_PKEY_CTX_set1_hkdf_key(pctx, insecret, insecretlen) <= 0
 187             || EVP_PKEY_CTX_set1_hkdf_salt(pctx, prevsecret, prevsecretlen)
 188                <= 0
 189             || EVP_PKEY_derive(pctx, outsecret, &mdlen)
 190                <= 0;
 191
 192     if (ret != 0)
 193         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_TLS13_GENERATE_SECRET,
 194                  ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 195
 196     EVP_PKEY_CTX_free(pctx);
 197     if (prevsecret == preextractsec)
 198         OPENSSL_cleanse(preextractsec, mdlen);
 199     return ret == 0;
 200 }
 201
 202 /*
 203  * Given an input secret |insecret| of length |insecretlen| generate the
 204  * handshake secret. This requires the early secret to already have been
 205  * generated. Returns 1 on success  0 on failure.
 206  */
 207 int tls13_generate_handshake_secret(SSL *s, const unsigned char *insecret,
 208                                 size_t insecretlen)
 209 {
 210     /* Calls SSLfatal() if required */
 211     return tls13_generate_secret(s, ssl_handshake_md(s), s->early_secret,
 212                                  insecret, insecretlen,
 213                                  (unsigned char *)&s->handshake_secret);
 214 }
 215
 216 /*
 217  * Given the handshake secret |prev| of length |prevlen| generate the master
 218  * secret and store its length in |*secret_size|. Returns 1 on success  0 on
 219  * failure.
 220  */
 221 int tls13_generate_master_secret(SSL *s, unsigned char *out,
 222                                  unsigned char *prev, size_t prevlen,
 223                                  size_t *secret_size)
 224 {
 225     const EVP_MD *md = ssl_handshake_md(s);
 226
 227     *secret_size = EVP_MD_size(md);
 228     /* Calls SSLfatal() if required */
 229     return tls13_generate_secret(s, md, prev, NULL, 0, out);
 230 }
 231
 232 /*
 233  * Generates the mac for the Finished message. Returns the length of the MAC or
 234  * 0 on error.
 235  */
 236 size_t tls13_final_finish_mac(SSL *s, const char *str, size_t slen,
 237                              unsigned char *out)
 238 {
 239     const EVP_MD *md = ssl_handshake_md(s);
 240     unsigned char hash[EVP_MAX_MD_SIZE];
 241     size_t hashlen, ret = 0;
 242     EVP_PKEY *key = NULL;
 243     EVP_MD_CTX *ctx = EVP_MD_CTX_new();
 244
 245     if (!ssl_handshake_hash(s, hash, sizeof(hash), &hashlen)) {
 246         /* SSLfatal() already called */
 247         goto err;
 248     }
 249
 250     if (str == s->method->ssl3_enc->server_finished_label) {
 251         key = EVP_PKEY_new_raw_private_key(EVP_PKEY_HMAC, NULL,
 252                                            s->server_finished_secret, hashlen);
 253     } else if (SSL_IS_FIRST_HANDSHAKE(s)) {
 254         key = EVP_PKEY_new_raw_private_key(EVP_PKEY_HMAC, NULL,
 255                                            s->client_finished_secret, hashlen);
 256     } else {
 257         unsigned char finsecret[EVP_MAX_MD_SIZE];
 258
 259         if (!tls13_derive_finishedkey(s, ssl_handshake_md(s),
 260                                       s->client_app_traffic_secret,
 261                                       finsecret, hashlen))
 262             goto err;
 263
 264         key = EVP_PKEY_new_raw_private_key(EVP_PKEY_HMAC, NULL, finsecret,
 265                                            hashlen);
 266     }
 267
 268     if (key == NULL
 269             || ctx == NULL
 270             || EVP_DigestSignInit(ctx, NULL, md, NULL, key) <= 0
 271             || EVP_DigestSignUpdate(ctx, hash, hashlen) <= 0
 272             || EVP_DigestSignFinal(ctx, out, &hashlen) <= 0) {
 273         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_TLS13_FINAL_FINISH_MAC,
 274                  ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 275         goto err;
 276     }
 277
 278     ret = hashlen;
 279  err:
 280     EVP_PKEY_free(key);
 281     EVP_MD_CTX_free(ctx);
 282     return ret;
 283 }
 284
 285 /*
 286  * There isn't really a key block in TLSv1.3, but we still need this function
 287  * for initialising the cipher and hash. Returns 1 on success or 0 on failure.
 288  */
 289 int tls13_setup_key_block(SSL *s)
 290 {
 291     const EVP_CIPHER *c;
 292     const EVP_MD *hash;
 293     int mac_type = NID_undef;
 294
 295     s->session->cipher = s->s3->tmp.new_cipher;
 296     if (!ssl_cipher_get_evp
 297         (s->session, &c, &hash, &mac_type, NULL, NULL, 0)) {
 298         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_TLS13_SETUP_KEY_BLOCK,
 299                  SSL_R_CIPHER_OR_HASH_UNAVAILABLE);
 300         return 0;
 301     }
 302
 303     s->s3->tmp.new_sym_enc = c;
 304     s->s3->tmp.new_hash = hash;
 305
 306     return 1;
 307 }
 308
 309 static int derive_secret_key_and_iv(SSL *s, int sending, const EVP_MD *md,
 310                                     const EVP_CIPHER *ciph,
 311                                     const unsigned char *insecret,
 312                                     const unsigned char *hash,
 313                                     const unsigned char *label,
 314                                     size_t labellen, unsigned char *secret,
 315                                     unsigned char *iv, EVP_CIPHER_CTX *ciph_ctx)
 316 {
 317     unsigned char key[EVP_MAX_KEY_LENGTH];
 318     size_t ivlen, keylen, taglen;
 319     size_t hashlen = EVP_MD_size(md);
 320
 321     if (!tls13_hkdf_expand(s, md, insecret, label, labellen, hash, hashlen,
 322                            secret, hashlen)) {
 323         /* SSLfatal() already called */
 324         goto err;
 325     }
 326
 327     /* TODO(size_t): convert me */
 328     keylen = EVP_CIPHER_key_length(ciph);
 329     if (EVP_CIPHER_mode(ciph) == EVP_CIPH_CCM_MODE) {
 330         uint32_t algenc;
 331
 332         ivlen = EVP_CCM_TLS_IV_LEN;
 333         if (s->s3->tmp.new_cipher == NULL) {
 334             /* We've not selected a cipher yet - we must be doing early data */
 335             algenc = s->session->cipher->algorithm_enc;
 336         } else {
 337             algenc = s->s3->tmp.new_cipher->algorithm_enc;
 338         }
 339         if (algenc & (SSL_AES128CCM8 | SSL_AES256CCM8))
 340             taglen = EVP_CCM8_TLS_TAG_LEN;
 341          else
 342             taglen = EVP_CCM_TLS_TAG_LEN;
 343     } else {
 344         ivlen = EVP_CIPHER_iv_length(ciph);
 345         taglen = 0;
 346     }
 347
 348     if (!tls13_derive_key(s, md, secret, key, keylen)
 349             || !tls13_derive_iv(s, md, secret, iv, ivlen)) {
 350         /* SSLfatal() already called */
 351         goto err;
 352     }
 353
 354     if (EVP_CipherInit_ex(ciph_ctx, ciph, NULL, NULL, NULL, sending) <= 0
 355         || !EVP_CIPHER_CTX_ctrl(ciph_ctx, EVP_CTRL_AEAD_SET_IVLEN, ivlen, NULL)
 356         || (taglen != 0 && !EVP_CIPHER_CTX_ctrl(ciph_ctx, EVP_CTRL_AEAD_SET_TAG,
 357                                                 taglen, NULL))
 358         || EVP_CipherInit_ex(ciph_ctx, NULL, NULL, key, NULL, -1) <= 0) {
 359         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_DERIVE_SECRET_KEY_AND_IV,
 360                  ERR_R_EVP_LIB);
 361         goto err;
 362     }
 363
 364     return 1;
 365  err:
 366     OPENSSL_cleanse(key, sizeof(key));
 367     return 0;
 368 }
 369
 370 int tls13_change_cipher_state(SSL *s, int which)
 371 {
 372     static const unsigned char client_early_traffic[] = "c e traffic";
 373     static const unsigned char client_handshake_traffic[] = "c hs traffic";
 374     static const unsigned char client_application_traffic[] = "c ap traffic";
 375     static const unsigned char server_handshake_traffic[] = "s hs traffic";
 376     static const unsigned char server_application_traffic[] = "s ap traffic";
 377     static const unsigned char exporter_master_secret[] = "exp master";
 378     static const unsigned char resumption_master_secret[] = "res master";
 379     static const unsigned char early_exporter_master_secret[] = "e exp master";
 380     unsigned char *iv;
 381     unsigned char secret[EVP_MAX_MD_SIZE];
 382     unsigned char hashval[EVP_MAX_MD_SIZE];
 383     unsigned char *hash = hashval;
 384     unsigned char *insecret;
 385     unsigned char *finsecret = NULL;
 386     const char *log_label = NULL;
 387     EVP_CIPHER_CTX *ciph_ctx;
 388     size_t finsecretlen = 0;
 389     const unsigned char *label;
 390     size_t labellen, hashlen = 0;
 391     int ret = 0;
 392     const EVP_MD *md = NULL;
 393     const EVP_CIPHER *cipher = NULL;
 394
 395     if (which & SSL3_CC_READ) {
 396         if (s->enc_read_ctx != NULL) {
 397             EVP_CIPHER_CTX_reset(s->enc_read_ctx);
 398         } else {
 399             s->enc_read_ctx = EVP_CIPHER_CTX_new();
 400             if (s->enc_read_ctx == NULL) {
 401                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR,
 402                          SSL_F_TLS13_CHANGE_CIPHER_STATE, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 403                 goto err;
 404             }
 405         }
 406         ciph_ctx = s->enc_read_ctx;
 407         iv = s->read_iv;
 408
 409         RECORD_LAYER_reset_read_sequence(&s->rlayer);
 410     } else {
 411         s->statem.invalid_enc_write_ctx = 1;
 412         if (s->enc_write_ctx != NULL) {
 413             EVP_CIPHER_CTX_reset(s->enc_write_ctx);
 414         } else {
 415             s->enc_write_ctx = EVP_CIPHER_CTX_new();
 416             if (s->enc_write_ctx == NULL) {
 417                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR,
 418                          SSL_F_TLS13_CHANGE_CIPHER_STATE, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 419                 goto err;
 420             }
 421         }
 422         ciph_ctx = s->enc_write_ctx;
 423         iv = s->write_iv;
 424
 425         RECORD_LAYER_reset_write_sequence(&s->rlayer);
 426     }
 427
 428     if (((which & SSL3_CC_CLIENT) && (which & SSL3_CC_WRITE))
 429             || ((which & SSL3_CC_SERVER) && (which & SSL3_CC_READ))) {
 430         if (which & SSL3_CC_EARLY) {
 431             EVP_MD_CTX *mdctx = NULL;
 432             long handlen;
 433             void *hdata;
 434             unsigned int hashlenui;
 435             const SSL_CIPHER *sslcipher = SSL_SESSION_get0_cipher(s->session);
 436
 437             insecret = s->early_secret;
 438             label = client_early_traffic;
 439             labellen = sizeof(client_early_traffic) - 1;
 440             log_label = CLIENT_EARLY_LABEL;
 441
 442             handlen = BIO_get_mem_data(s->s3->handshake_buffer, &hdata);
 443             if (handlen <= 0) {
 444                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR,
 445                          SSL_F_TLS13_CHANGE_CIPHER_STATE,
 446                          SSL_R_BAD_HANDSHAKE_LENGTH);
 447                 goto err;
 448             }
 449
 450             if (s->early_data_state == SSL_EARLY_DATA_CONNECTING
 451                     && s->max_early_data > 0
 452                     && s->session->ext.max_early_data == 0) {
 453                 /*
 454                  * If we are attempting to send early data, and we've decided to
 455                  * actually do it but max_early_data in s->session is 0 then we
 456                  * must be using an external PSK.
 457                  */
 458                 if (!ossl_assert(s->psksession != NULL
 459                         && s->max_early_data ==
 460                            s->psksession->ext.max_early_data)) {
 461                     SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR,
 462                              SSL_F_TLS13_CHANGE_CIPHER_STATE,
 463                              ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 464                     goto err;
 465                 }
 466                 sslcipher = SSL_SESSION_get0_cipher(s->psksession);
 467             }
 468             if (sslcipher == NULL) {
 469                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR,
 470                          SSL_F_TLS13_CHANGE_CIPHER_STATE, SSL_R_BAD_PSK);
 471                 goto err;
 472             }
 473
 474             /*
 475              * We need to calculate the handshake digest using the digest from
 476              * the session. We haven't yet selected our ciphersuite so we can't
 477              * use ssl_handshake_md().
 478              */
 479             mdctx = EVP_MD_CTX_new();
 480             if (mdctx == NULL) {
 481                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR,
 482                          SSL_F_TLS13_CHANGE_CIPHER_STATE, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 483                 goto err;
 484             }
 485             cipher = EVP_get_cipherbynid(SSL_CIPHER_get_cipher_nid(sslcipher));
 486             md = ssl_md(sslcipher->algorithm2);
 487             if (md == NULL || !EVP_DigestInit_ex(mdctx, md, NULL)
 488                     || !EVP_DigestUpdate(mdctx, hdata, handlen)
 489                     || !EVP_DigestFinal_ex(mdctx, hashval, &hashlenui)) {
 490                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR,
 491                          SSL_F_TLS13_CHANGE_CIPHER_STATE, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 492                 EVP_MD_CTX_free(mdctx);
 493                 goto err;
 494             }
 495             hashlen = hashlenui;
 496             EVP_MD_CTX_free(mdctx);
 497
 498             if (!tls13_hkdf_expand(s, md, insecret,
 499                                    early_exporter_master_secret,
 500                                    sizeof(early_exporter_master_secret) - 1,
 501                                    hashval, hashlen,
 502                                    s->early_exporter_master_secret, hashlen)) {
 503                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR,
 504                          SSL_F_TLS13_CHANGE_CIPHER_STATE, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 505                 goto err;
 506             }
 507
 508             if (!ssl_log_secret(s, EARLY_EXPORTER_SECRET_LABEL,
 509                                 s->early_exporter_master_secret, hashlen)) {
 510                 /* SSLfatal() already called */
 511                 goto err;
 512             }
 513         } else if (which & SSL3_CC_HANDSHAKE) {
 514             insecret = s->handshake_secret;
 515             finsecret = s->client_finished_secret;
 516             finsecretlen = EVP_MD_size(ssl_handshake_md(s));
 517             label = client_handshake_traffic;
 518             labellen = sizeof(client_handshake_traffic) - 1;
 519             log_label = CLIENT_HANDSHAKE_LABEL;
 520             /*
 521              * The handshake hash used for the server read/client write handshake
 522              * traffic secret is the same as the hash for the server
 523              * write/client read handshake traffic secret. However, if we
 524              * processed early data then we delay changing the server
 525              * read/client write cipher state until later, and the handshake
 526              * hashes have moved on. Therefore we use the value saved earlier
 527              * when we did the server write/client read change cipher state.
 528              */
 529             hash = s->handshake_traffic_hash;
 530         } else {
 531             insecret = s->master_secret;
 532             label = client_application_traffic;
 533             labellen = sizeof(client_application_traffic) - 1;
 534             log_label = CLIENT_APPLICATION_LABEL;
 535             /*
 536              * For this we only use the handshake hashes up until the server
 537              * Finished hash. We do not include the client's Finished, which is
 538              * what ssl_handshake_hash() would give us. Instead we use the
 539              * previously saved value.
 540              */
 541             hash = s->server_finished_hash;
 542         }
 543     } else {
 544         /* Early data never applies to client-read/server-write */
 545         if (which & SSL3_CC_HANDSHAKE) {
 546             insecret = s->handshake_secret;
 547             finsecret = s->server_finished_secret;
 548             finsecretlen = EVP_MD_size(ssl_handshake_md(s));
 549             label = server_handshake_traffic;
 550             labellen = sizeof(server_handshake_traffic) - 1;
 551             log_label = SERVER_HANDSHAKE_LABEL;
 552         } else {
 553             insecret = s->master_secret;
 554             label = server_application_traffic;
 555             labellen = sizeof(server_application_traffic) - 1;
 556             log_label = SERVER_APPLICATION_LABEL;
 557         }
 558     }
 559
 560     if (!(which & SSL3_CC_EARLY)) {
 561         md = ssl_handshake_md(s);
 562         cipher = s->s3->tmp.new_sym_enc;
 563         if (!ssl3_digest_cached_records(s, 1)
 564                 || !ssl_handshake_hash(s, hashval, sizeof(hashval), &hashlen)) {
 565             /* SSLfatal() already called */;
 566             goto err;
 567         }
 568     }
 569
 570     /*
 571      * Save the hash of handshakes up to now for use when we calculate the
 572      * client application traffic secret
 573      */
 574     if (label == server_application_traffic)
 575         memcpy(s->server_finished_hash, hashval, hashlen);
 576
 577     if (label == server_handshake_traffic)
 578         memcpy(s->handshake_traffic_hash, hashval, hashlen);
 579
 580     if (label == client_application_traffic) {
 581         /*
 582          * We also create the resumption master secret, but this time use the
 583          * hash for the whole handshake including the Client Finished
 584          */
 585         if (!tls13_hkdf_expand(s, ssl_handshake_md(s), insecret,
 586                                resumption_master_secret,
 587                                sizeof(resumption_master_secret) - 1,
 588                                hashval, hashlen, s->session->master_key,
 589                                hashlen)) {
 590             /* SSLfatal() already called */
 591             goto err;
 592         }
 593         s->session->master_key_length = hashlen;
 594     }
 595
 596     if (!derive_secret_key_and_iv(s, which & SSL3_CC_WRITE, md, cipher,
 597                                   insecret, hash, label, labellen, secret, iv,
 598                                   ciph_ctx)) {
 599         /* SSLfatal() already called */
 600         goto err;
 601     }
 602
 603     if (label == server_application_traffic) {
 604         memcpy(s->server_app_traffic_secret, secret, hashlen);
 605         /* Now we create the exporter master secret */
 606         if (!tls13_hkdf_expand(s, ssl_handshake_md(s), insecret,
 607                                exporter_master_secret,
 608                                sizeof(exporter_master_secret) - 1,
 609                                hash, hashlen, s->exporter_master_secret,
 610                                hashlen)) {
 611             /* SSLfatal() already called */
 612             goto err;
 613         }
 614
 615         if (!ssl_log_secret(s, EXPORTER_SECRET_LABEL, s->exporter_master_secret,
 616                             hashlen)) {
 617             /* SSLfatal() already called */
 618             goto err;
 619         }
 620     } else if (label == client_application_traffic)
 621         memcpy(s->client_app_traffic_secret, secret, hashlen);
 622
 623     if (!ssl_log_secret(s, log_label, secret, hashlen)) {
 624         /* SSLfatal() already called */
 625         goto err;
 626     }
 627
 628     if (finsecret != NULL
 629             && !tls13_derive_finishedkey(s, ssl_handshake_md(s), secret,
 630                                          finsecret, finsecretlen)) {
 631         /* SSLfatal() already called */
 632         goto err;
 633     }
 634
 635     s->statem.invalid_enc_write_ctx = 0;
 636     ret = 1;
 637  err:
 638     OPENSSL_cleanse(secret, sizeof(secret));
 639     return ret;
 640 }
 641
 642 int tls13_update_key(SSL *s, int sending)
 643 {
 644     static const unsigned char application_traffic[] = "traffic upd";
 645     const EVP_MD *md = ssl_handshake_md(s);
 646     size_t hashlen = EVP_MD_size(md);
 647     unsigned char *insecret, *iv;
 648     unsigned char secret[EVP_MAX_MD_SIZE];
 649     EVP_CIPHER_CTX *ciph_ctx;
 650     int ret = 0;
 651
 652     if (s->server == sending)
 653         insecret = s->server_app_traffic_secret;
 654     else
 655         insecret = s->client_app_traffic_secret;
 656
 657     if (sending) {
 658         s->statem.invalid_enc_write_ctx = 1;
 659         iv = s->write_iv;
 660         ciph_ctx = s->enc_write_ctx;
 661         RECORD_LAYER_reset_write_sequence(&s->rlayer);
 662     } else {
 663         iv = s->read_iv;
 664         ciph_ctx = s->enc_read_ctx;
 665         RECORD_LAYER_reset_read_sequence(&s->rlayer);
 666     }
 667
 668     if (!derive_secret_key_and_iv(s, sending, ssl_handshake_md(s),
 669                                   s->s3->tmp.new_sym_enc, insecret, NULL,
 670                                   application_traffic,
 671                                   sizeof(application_traffic) - 1, secret, iv,
 672                                   ciph_ctx)) {
 673         /* SSLfatal() already called */
 674         goto err;
 675     }
 676
 677     memcpy(insecret, secret, hashlen);
 678
 679     s->statem.invalid_enc_write_ctx = 0;
 680     ret = 1;
 681  err:
 682     OPENSSL_cleanse(secret, sizeof(secret));
 683     return ret;
 684 }
 685
 686 int tls13_alert_code(int code)
 687 {
 688     if (code == SSL_AD_MISSING_EXTENSION)
 689         return code;
 690
 691     return tls1_alert_code(code);
 692 }
 693
 694 int tls13_export_keying_material(SSL *s, unsigned char *out, size_t olen,
 695                                  const char *label, size_t llen,
 696                                  const unsigned char *context,
 697                                  size_t contextlen, int use_context)
 698 {
 699     unsigned char exportsecret[EVP_MAX_MD_SIZE];
 700     static const unsigned char exporterlabel[] = "exporter";
 701     unsigned char hash[EVP_MAX_MD_SIZE], data[EVP_MAX_MD_SIZE];
 702     const EVP_MD *md = ssl_handshake_md(s);
 703     EVP_MD_CTX *ctx = EVP_MD_CTX_new();
 704     unsigned int hashsize, datalen;
 705     int ret = 0;
 706
 707     if (ctx == NULL || !ossl_statem_export_allowed(s))
 708         goto err;
 709
 710     if (!use_context)
 711         contextlen = 0;
 712
 713     if (EVP_DigestInit_ex(ctx, md, NULL) <= 0
 714             || EVP_DigestUpdate(ctx, context, contextlen) <= 0
 715             || EVP_DigestFinal_ex(ctx, hash, &hashsize) <= 0
 716             || EVP_DigestInit_ex(ctx, md, NULL) <= 0
 717             || EVP_DigestFinal_ex(ctx, data, &datalen) <= 0
 718             || !tls13_hkdf_expand(s, md, s->exporter_master_secret,
 719                                   (const unsigned char *)label, llen,
 720                                   data, datalen, exportsecret, hashsize)
 721             || !tls13_hkdf_expand(s, md, exportsecret, exporterlabel,
 722                                   sizeof(exporterlabel) - 1, hash, hashsize,
 723                                   out, olen))
 724         goto err;
 725
 726     ret = 1;
 727  err:
 728     EVP_MD_CTX_free(ctx);
 729     return ret;
 730 }
 731
 732 int tls13_export_keying_material_early(SSL *s, unsigned char *out, size_t olen,
 733                                        const char *label, size_t llen,
 734                                        const unsigned char *context,
 735                                        size_t contextlen)
 736 {
 737     static const unsigned char exporterlabel[] = "exporter";
 738     unsigned char exportsecret[EVP_MAX_MD_SIZE];
 739     unsigned char hash[EVP_MAX_MD_SIZE], data[EVP_MAX_MD_SIZE];
 740     const EVP_MD *md;
 741     EVP_MD_CTX *ctx = EVP_MD_CTX_new();
 742     unsigned int hashsize, datalen;
 743     int ret = 0;
 744     const SSL_CIPHER *sslcipher;
 745
 746     if (ctx == NULL || !ossl_statem_export_early_allowed(s))
 747         goto err;
 748
 749     if (!s->server && s->max_early_data > 0
 750             && s->session->ext.max_early_data == 0)
 751         sslcipher = SSL_SESSION_get0_cipher(s->psksession);
 752     else
 753         sslcipher = SSL_SESSION_get0_cipher(s->session);
 754
 755     md = ssl_md(sslcipher->algorithm2);
 756
 757     /*
 758      * Calculate the hash value and store it in |data|. The reason why
 759      * the empty string is used is that the definition of TLS-Exporter
 760      * is like so:
 761      *
 762      * TLS-Exporter(label, context_value, key_length) =
 763      *     HKDF-Expand-Label(Derive-Secret(Secret, label, ""),
 764      *                       "exporter", Hash(context_value), key_length)
 765      *
 766      * Derive-Secret(Secret, Label, Messages) =
 767      *       HKDF-Expand-Label(Secret, Label,
 768      *                         Transcript-Hash(Messages), Hash.length)
 769      *
 770      * Here Transcript-Hash is the cipher suite hash algorithm.
 771      */
 772     if (EVP_DigestInit_ex(ctx, md, NULL) <= 0
 773             || EVP_DigestUpdate(ctx, context, contextlen) <= 0
 774             || EVP_DigestFinal_ex(ctx, hash, &hashsize) <= 0
 775             || EVP_DigestInit_ex(ctx, md, NULL) <= 0
 776             || EVP_DigestFinal_ex(ctx, data, &datalen) <= 0
 777             || !tls13_hkdf_expand(s, md, s->early_exporter_master_secret,
 778                                   (const unsigned char *)label, llen,
 779                                   data, datalen, exportsecret, hashsize)
 780             || !tls13_hkdf_expand(s, md, exportsecret, exporterlabel,
 781                                   sizeof(exporterlabel) - 1, hash, hashsize,
 782                                   out, olen))
 783         goto err;
 784
 785     ret = 1;
 786  err:
 787     EVP_MD_CTX_free(ctx);
 788     return ret;
 789 }