Ensure we send an alert on error when processing a ticket
[openssl.git] / 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 mdleni;
133     int ret;
134     EVP_PKEY_CTX *pctx = EVP_PKEY_CTX_new_id(EVP_PKEY_HKDF, NULL);
135     static const char derived_secret_label[] = "derived";
136     unsigned char preextractsec[EVP_MAX_MD_SIZE];
137
138     if (pctx == NULL) {
139         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_TLS13_GENERATE_SECRET,
140                  ERR_R_INTERNAL_ERROR);
141         return 0;
142     }
143
144     mdleni = EVP_MD_size(md);
145     /* Ensure cast to size_t is safe */
146     if (!ossl_assert(mdleni >= 0)) {
147         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_TLS13_GENERATE_SECRET,
148                  ERR_R_INTERNAL_ERROR);
149         return 0;
150     }
151     mdlen = (size_t)mdleni;
152
153     if (insecret == NULL) {
154         insecret = default_zeros;
155         insecretlen = mdlen;
156     }
157     if (prevsecret == NULL) {
158         prevsecret = default_zeros;
159         prevsecretlen = 0;
160     } else {
161         EVP_MD_CTX *mctx = EVP_MD_CTX_new();
162         unsigned char hash[EVP_MAX_MD_SIZE];
163
164         /* The pre-extract derive step uses a hash of no messages */
165         if (mctx == NULL
166                 || EVP_DigestInit_ex(mctx, md, NULL) <= 0
167                 || EVP_DigestFinal_ex(mctx, hash, NULL) <= 0) {
168             SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_TLS13_GENERATE_SECRET,
169                      ERR_R_INTERNAL_ERROR);
170             EVP_MD_CTX_free(mctx);
171             EVP_PKEY_CTX_free(pctx);
172             return 0;
173         }
174         EVP_MD_CTX_free(mctx);
175
176         /* Generate the pre-extract secret */
177         if (!tls13_hkdf_expand(s, md, prevsecret,
178                                (unsigned char *)derived_secret_label,
179                                sizeof(derived_secret_label) - 1, hash, mdlen,
180                                preextractsec, mdlen)) {
181             /* SSLfatal() already called */
182             EVP_PKEY_CTX_free(pctx);
183             return 0;
184         }
185
186         prevsecret = preextractsec;
187         prevsecretlen = mdlen;
188     }
189
190     ret = EVP_PKEY_derive_init(pctx) <= 0
191             || EVP_PKEY_CTX_hkdf_mode(pctx, EVP_PKEY_HKDEF_MODE_EXTRACT_ONLY)
192                <= 0
193             || EVP_PKEY_CTX_set_hkdf_md(pctx, md) <= 0
194             || EVP_PKEY_CTX_set1_hkdf_key(pctx, insecret, insecretlen) <= 0
195             || EVP_PKEY_CTX_set1_hkdf_salt(pctx, prevsecret, prevsecretlen)
196                <= 0
197             || EVP_PKEY_derive(pctx, outsecret, &mdlen)
198                <= 0;
199
200     if (ret != 0)
201         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_TLS13_GENERATE_SECRET,
202                  ERR_R_INTERNAL_ERROR);
203
204     EVP_PKEY_CTX_free(pctx);
205     if (prevsecret == preextractsec)
206         OPENSSL_cleanse(preextractsec, mdlen);
207     return ret == 0;
208 }
209
210 /*
211  * Given an input secret |insecret| of length |insecretlen| generate the
212  * handshake secret. This requires the early secret to already have been
213  * generated. Returns 1 on success  0 on failure.
214  */
215 int tls13_generate_handshake_secret(SSL *s, const unsigned char *insecret,
216                                 size_t insecretlen)
217 {
218     /* Calls SSLfatal() if required */
219     return tls13_generate_secret(s, ssl_handshake_md(s), s->early_secret,
220                                  insecret, insecretlen,
221                                  (unsigned char *)&s->handshake_secret);
222 }
223
224 /*
225  * Given the handshake secret |prev| of length |prevlen| generate the master
226  * secret and store its length in |*secret_size|. Returns 1 on success  0 on
227  * failure.
228  */
229 int tls13_generate_master_secret(SSL *s, unsigned char *out,
230                                  unsigned char *prev, size_t prevlen,
231                                  size_t *secret_size)
232 {
233     const EVP_MD *md = ssl_handshake_md(s);
234
235     *secret_size = EVP_MD_size(md);
236     /* Calls SSLfatal() if required */
237     return tls13_generate_secret(s, md, prev, NULL, 0, out);
238 }
239
240 /*
241  * Generates the mac for the Finished message. Returns the length of the MAC or
242  * 0 on error.
243  */
244 size_t tls13_final_finish_mac(SSL *s, const char *str, size_t slen,
245                              unsigned char *out)
246 {
247     const EVP_MD *md = ssl_handshake_md(s);
248     unsigned char hash[EVP_MAX_MD_SIZE];
249     size_t hashlen, ret = 0;
250     EVP_PKEY *key = NULL;
251     EVP_MD_CTX *ctx = EVP_MD_CTX_new();
252
253     if (!ssl_handshake_hash(s, hash, sizeof(hash), &hashlen)) {
254         /* SSLfatal() already called */
255         goto err;
256     }
257
258     if (str == s->method->ssl3_enc->server_finished_label) {
259         key = EVP_PKEY_new_raw_private_key(EVP_PKEY_HMAC, NULL,
260                                            s->server_finished_secret, hashlen);
261     } else if (SSL_IS_FIRST_HANDSHAKE(s)) {
262         key = EVP_PKEY_new_raw_private_key(EVP_PKEY_HMAC, NULL,
263                                            s->client_finished_secret, hashlen);
264     } else {
265         unsigned char finsecret[EVP_MAX_MD_SIZE];
266
267         if (!tls13_derive_finishedkey(s, ssl_handshake_md(s),
268                                       s->client_app_traffic_secret,
269                                       finsecret, hashlen))
270             goto err;
271
272         key = EVP_PKEY_new_raw_private_key(EVP_PKEY_HMAC, NULL, finsecret,
273                                            hashlen);
274     }
275
276     if (key == NULL
277             || ctx == NULL
278             || EVP_DigestSignInit(ctx, NULL, md, NULL, key) <= 0
279             || EVP_DigestSignUpdate(ctx, hash, hashlen) <= 0
280             || EVP_DigestSignFinal(ctx, out, &hashlen) <= 0) {
281         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_TLS13_FINAL_FINISH_MAC,
282                  ERR_R_INTERNAL_ERROR);
283         goto err;
284     }
285
286     ret = hashlen;
287  err:
288     EVP_PKEY_free(key);
289     EVP_MD_CTX_free(ctx);
290     return ret;
291 }
292
293 /*
294  * There isn't really a key block in TLSv1.3, but we still need this function
295  * for initialising the cipher and hash. Returns 1 on success or 0 on failure.
296  */
297 int tls13_setup_key_block(SSL *s)
298 {
299     const EVP_CIPHER *c;
300     const EVP_MD *hash;
301     int mac_type = NID_undef;
302
303     s->session->cipher = s->s3->tmp.new_cipher;
304     if (!ssl_cipher_get_evp
305         (s->session, &c, &hash, &mac_type, NULL, NULL, 0)) {
306         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_TLS13_SETUP_KEY_BLOCK,
307                  SSL_R_CIPHER_OR_HASH_UNAVAILABLE);
308         return 0;
309     }
310
311     s->s3->tmp.new_sym_enc = c;
312     s->s3->tmp.new_hash = hash;
313
314     return 1;
315 }
316
317 static int derive_secret_key_and_iv(SSL *s, int sending, const EVP_MD *md,
318                                     const EVP_CIPHER *ciph,
319                                     const unsigned char *insecret,
320                                     const unsigned char *hash,
321                                     const unsigned char *label,
322                                     size_t labellen, unsigned char *secret,
323                                     unsigned char *iv, EVP_CIPHER_CTX *ciph_ctx)
324 {
325     unsigned char key[EVP_MAX_KEY_LENGTH];
326     size_t ivlen, keylen, taglen;
327     int hashleni = EVP_MD_size(md);
328     size_t hashlen;
329
330     /* Ensure cast to size_t is safe */
331     if (!ossl_assert(hashleni >= 0)) {
332         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_DERIVE_SECRET_KEY_AND_IV,
333                  ERR_R_EVP_LIB);
334         goto err;
335     }
336     hashlen = (size_t)hashleni;
337
338     if (!tls13_hkdf_expand(s, md, insecret, label, labellen, hash, hashlen,
339                            secret, hashlen)) {
340         /* SSLfatal() already called */
341         goto err;
342     }
343
344     /* TODO(size_t): convert me */
345     keylen = EVP_CIPHER_key_length(ciph);
346     if (EVP_CIPHER_mode(ciph) == EVP_CIPH_CCM_MODE) {
347         uint32_t algenc;
348
349         ivlen = EVP_CCM_TLS_IV_LEN;
350         if (s->s3->tmp.new_cipher == NULL) {
351             /* We've not selected a cipher yet - we must be doing early data */
352             algenc = s->session->cipher->algorithm_enc;
353         } else {
354             algenc = s->s3->tmp.new_cipher->algorithm_enc;
355         }
356         if (algenc & (SSL_AES128CCM8 | SSL_AES256CCM8))
357             taglen = EVP_CCM8_TLS_TAG_LEN;
358          else
359             taglen = EVP_CCM_TLS_TAG_LEN;
360     } else {
361         ivlen = EVP_CIPHER_iv_length(ciph);
362         taglen = 0;
363     }
364
365     if (!tls13_derive_key(s, md, secret, key, keylen)
366             || !tls13_derive_iv(s, md, secret, iv, ivlen)) {
367         /* SSLfatal() already called */
368         goto err;
369     }
370
371     if (EVP_CipherInit_ex(ciph_ctx, ciph, NULL, NULL, NULL, sending) <= 0
372         || !EVP_CIPHER_CTX_ctrl(ciph_ctx, EVP_CTRL_AEAD_SET_IVLEN, ivlen, NULL)
373         || (taglen != 0 && !EVP_CIPHER_CTX_ctrl(ciph_ctx, EVP_CTRL_AEAD_SET_TAG,
374                                                 taglen, NULL))
375         || EVP_CipherInit_ex(ciph_ctx, NULL, NULL, key, NULL, -1) <= 0) {
376         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_DERIVE_SECRET_KEY_AND_IV,
377                  ERR_R_EVP_LIB);
378         goto err;
379     }
380
381     return 1;
382  err:
383     OPENSSL_cleanse(key, sizeof(key));
384     return 0;
385 }
386
387 int tls13_change_cipher_state(SSL *s, int which)
388 {
389     static const unsigned char client_early_traffic[] = "c e traffic";
390     static const unsigned char client_handshake_traffic[] = "c hs traffic";
391     static const unsigned char client_application_traffic[] = "c ap traffic";
392     static const unsigned char server_handshake_traffic[] = "s hs traffic";
393     static const unsigned char server_application_traffic[] = "s ap traffic";
394     static const unsigned char exporter_master_secret[] = "exp master";
395     static const unsigned char resumption_master_secret[] = "res master";
396     static const unsigned char early_exporter_master_secret[] = "e exp master";
397     unsigned char *iv;
398     unsigned char secret[EVP_MAX_MD_SIZE];
399     unsigned char hashval[EVP_MAX_MD_SIZE];
400     unsigned char *hash = hashval;
401     unsigned char *insecret;
402     unsigned char *finsecret = NULL;
403     const char *log_label = NULL;
404     EVP_CIPHER_CTX *ciph_ctx;
405     size_t finsecretlen = 0;
406     const unsigned char *label;
407     size_t labellen, hashlen = 0;
408     int ret = 0;
409     const EVP_MD *md = NULL;
410     const EVP_CIPHER *cipher = NULL;
411
412     if (which & SSL3_CC_READ) {
413         if (s->enc_read_ctx != NULL) {
414             EVP_CIPHER_CTX_reset(s->enc_read_ctx);
415         } else {
416             s->enc_read_ctx = EVP_CIPHER_CTX_new();
417             if (s->enc_read_ctx == NULL) {
418                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR,
419                          SSL_F_TLS13_CHANGE_CIPHER_STATE, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
420                 goto err;
421             }
422         }
423         ciph_ctx = s->enc_read_ctx;
424         iv = s->read_iv;
425
426         RECORD_LAYER_reset_read_sequence(&s->rlayer);
427     } else {
428         s->statem.invalid_enc_write_ctx = 1;
429         if (s->enc_write_ctx != NULL) {
430             EVP_CIPHER_CTX_reset(s->enc_write_ctx);
431         } else {
432             s->enc_write_ctx = EVP_CIPHER_CTX_new();
433             if (s->enc_write_ctx == NULL) {
434                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR,
435                          SSL_F_TLS13_CHANGE_CIPHER_STATE, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
436                 goto err;
437             }
438         }
439         ciph_ctx = s->enc_write_ctx;
440         iv = s->write_iv;
441
442         RECORD_LAYER_reset_write_sequence(&s->rlayer);
443     }
444
445     if (((which & SSL3_CC_CLIENT) && (which & SSL3_CC_WRITE))
446             || ((which & SSL3_CC_SERVER) && (which & SSL3_CC_READ))) {
447         if (which & SSL3_CC_EARLY) {
448             EVP_MD_CTX *mdctx = NULL;
449             long handlen;
450             void *hdata;
451             unsigned int hashlenui;
452             const SSL_CIPHER *sslcipher = SSL_SESSION_get0_cipher(s->session);
453
454             insecret = s->early_secret;
455             label = client_early_traffic;
456             labellen = sizeof(client_early_traffic) - 1;
457             log_label = CLIENT_EARLY_LABEL;
458
459             handlen = BIO_get_mem_data(s->s3->handshake_buffer, &hdata);
460             if (handlen <= 0) {
461                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR,
462                          SSL_F_TLS13_CHANGE_CIPHER_STATE,
463                          SSL_R_BAD_HANDSHAKE_LENGTH);
464                 goto err;
465             }
466
467             if (s->early_data_state == SSL_EARLY_DATA_CONNECTING
468                     && s->max_early_data > 0
469                     && s->session->ext.max_early_data == 0) {
470                 /*
471                  * If we are attempting to send early data, and we've decided to
472                  * actually do it but max_early_data in s->session is 0 then we
473                  * must be using an external PSK.
474                  */
475                 if (!ossl_assert(s->psksession != NULL
476                         && s->max_early_data ==
477                            s->psksession->ext.max_early_data)) {
478                     SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR,
479                              SSL_F_TLS13_CHANGE_CIPHER_STATE,
480                              ERR_R_INTERNAL_ERROR);
481                     goto err;
482                 }
483                 sslcipher = SSL_SESSION_get0_cipher(s->psksession);
484             }
485             if (sslcipher == NULL) {
486                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR,
487                          SSL_F_TLS13_CHANGE_CIPHER_STATE, SSL_R_BAD_PSK);
488                 goto err;
489             }
490
491             /*
492              * We need to calculate the handshake digest using the digest from
493              * the session. We haven't yet selected our ciphersuite so we can't
494              * use ssl_handshake_md().
495              */
496             mdctx = EVP_MD_CTX_new();
497             if (mdctx == NULL) {
498                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR,
499                          SSL_F_TLS13_CHANGE_CIPHER_STATE, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
500                 goto err;
501             }
502             cipher = EVP_get_cipherbynid(SSL_CIPHER_get_cipher_nid(sslcipher));
503             md = ssl_md(sslcipher->algorithm2);
504             if (md == NULL || !EVP_DigestInit_ex(mdctx, md, NULL)
505                     || !EVP_DigestUpdate(mdctx, hdata, handlen)
506                     || !EVP_DigestFinal_ex(mdctx, hashval, &hashlenui)) {
507                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR,
508                          SSL_F_TLS13_CHANGE_CIPHER_STATE, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
509                 EVP_MD_CTX_free(mdctx);
510                 goto err;
511             }
512             hashlen = hashlenui;
513             EVP_MD_CTX_free(mdctx);
514
515             if (!tls13_hkdf_expand(s, md, insecret,
516                                    early_exporter_master_secret,
517                                    sizeof(early_exporter_master_secret) - 1,
518                                    hashval, hashlen,
519                                    s->early_exporter_master_secret, hashlen)) {
520                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR,
521                          SSL_F_TLS13_CHANGE_CIPHER_STATE, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
522                 goto err;
523             }
524
525             if (!ssl_log_secret(s, EARLY_EXPORTER_SECRET_LABEL,
526                                 s->early_exporter_master_secret, hashlen)) {
527                 /* SSLfatal() already called */
528                 goto err;
529             }
530         } else if (which & SSL3_CC_HANDSHAKE) {
531             insecret = s->handshake_secret;
532             finsecret = s->client_finished_secret;
533             finsecretlen = EVP_MD_size(ssl_handshake_md(s));
534             label = client_handshake_traffic;
535             labellen = sizeof(client_handshake_traffic) - 1;
536             log_label = CLIENT_HANDSHAKE_LABEL;
537             /*
538              * The handshake hash used for the server read/client write handshake
539              * traffic secret is the same as the hash for the server
540              * write/client read handshake traffic secret. However, if we
541              * processed early data then we delay changing the server
542              * read/client write cipher state until later, and the handshake
543              * hashes have moved on. Therefore we use the value saved earlier
544              * when we did the server write/client read change cipher state.
545              */
546             hash = s->handshake_traffic_hash;
547         } else {
548             insecret = s->master_secret;
549             label = client_application_traffic;
550             labellen = sizeof(client_application_traffic) - 1;
551             log_label = CLIENT_APPLICATION_LABEL;
552             /*
553              * For this we only use the handshake hashes up until the server
554              * Finished hash. We do not include the client's Finished, which is
555              * what ssl_handshake_hash() would give us. Instead we use the
556              * previously saved value.
557              */
558             hash = s->server_finished_hash;
559         }
560     } else {
561         /* Early data never applies to client-read/server-write */
562         if (which & SSL3_CC_HANDSHAKE) {
563             insecret = s->handshake_secret;
564             finsecret = s->server_finished_secret;
565             finsecretlen = EVP_MD_size(ssl_handshake_md(s));
566             label = server_handshake_traffic;
567             labellen = sizeof(server_handshake_traffic) - 1;
568             log_label = SERVER_HANDSHAKE_LABEL;
569         } else {
570             insecret = s->master_secret;
571             label = server_application_traffic;
572             labellen = sizeof(server_application_traffic) - 1;
573             log_label = SERVER_APPLICATION_LABEL;
574         }
575     }
576
577     if (!(which & SSL3_CC_EARLY)) {
578         md = ssl_handshake_md(s);
579         cipher = s->s3->tmp.new_sym_enc;
580         if (!ssl3_digest_cached_records(s, 1)
581                 || !ssl_handshake_hash(s, hashval, sizeof(hashval), &hashlen)) {
582             /* SSLfatal() already called */;
583             goto err;
584         }
585     }
586
587     /*
588      * Save the hash of handshakes up to now for use when we calculate the
589      * client application traffic secret
590      */
591     if (label == server_application_traffic)
592         memcpy(s->server_finished_hash, hashval, hashlen);
593
594     if (label == server_handshake_traffic)
595         memcpy(s->handshake_traffic_hash, hashval, hashlen);
596
597     if (label == client_application_traffic) {
598         /*
599          * We also create the resumption master secret, but this time use the
600          * hash for the whole handshake including the Client Finished
601          */
602         if (!tls13_hkdf_expand(s, ssl_handshake_md(s), insecret,
603                                resumption_master_secret,
604                                sizeof(resumption_master_secret) - 1,
605                                hashval, hashlen, s->resumption_master_secret,
606                                hashlen)) {
607             /* SSLfatal() already called */
608             goto err;
609         }
610     }
611
612     if (!derive_secret_key_and_iv(s, which & SSL3_CC_WRITE, md, cipher,
613                                   insecret, hash, label, labellen, secret, iv,
614                                   ciph_ctx)) {
615         /* SSLfatal() already called */
616         goto err;
617     }
618
619     if (label == server_application_traffic) {
620         memcpy(s->server_app_traffic_secret, secret, hashlen);
621         /* Now we create the exporter master secret */
622         if (!tls13_hkdf_expand(s, ssl_handshake_md(s), insecret,
623                                exporter_master_secret,
624                                sizeof(exporter_master_secret) - 1,
625                                hash, hashlen, s->exporter_master_secret,
626                                hashlen)) {
627             /* SSLfatal() already called */
628             goto err;
629         }
630
631         if (!ssl_log_secret(s, EXPORTER_SECRET_LABEL, s->exporter_master_secret,
632                             hashlen)) {
633             /* SSLfatal() already called */
634             goto err;
635         }
636     } else if (label == client_application_traffic)
637         memcpy(s->client_app_traffic_secret, secret, hashlen);
638
639     if (!ssl_log_secret(s, log_label, secret, hashlen)) {
640         /* SSLfatal() already called */
641         goto err;
642     }
643
644     if (finsecret != NULL
645             && !tls13_derive_finishedkey(s, ssl_handshake_md(s), secret,
646                                          finsecret, finsecretlen)) {
647         /* SSLfatal() already called */
648         goto err;
649     }
650
651     s->statem.invalid_enc_write_ctx = 0;
652     ret = 1;
653  err:
654     OPENSSL_cleanse(secret, sizeof(secret));
655     return ret;
656 }
657
658 int tls13_update_key(SSL *s, int sending)
659 {
660     static const unsigned char application_traffic[] = "traffic upd";
661     const EVP_MD *md = ssl_handshake_md(s);
662     size_t hashlen = EVP_MD_size(md);
663     unsigned char *insecret, *iv;
664     unsigned char secret[EVP_MAX_MD_SIZE];
665     EVP_CIPHER_CTX *ciph_ctx;
666     int ret = 0;
667
668     if (s->server == sending)
669         insecret = s->server_app_traffic_secret;
670     else
671         insecret = s->client_app_traffic_secret;
672
673     if (sending) {
674         s->statem.invalid_enc_write_ctx = 1;
675         iv = s->write_iv;
676         ciph_ctx = s->enc_write_ctx;
677         RECORD_LAYER_reset_write_sequence(&s->rlayer);
678     } else {
679         iv = s->read_iv;
680         ciph_ctx = s->enc_read_ctx;
681         RECORD_LAYER_reset_read_sequence(&s->rlayer);
682     }
683
684     if (!derive_secret_key_and_iv(s, sending, ssl_handshake_md(s),
685                                   s->s3->tmp.new_sym_enc, insecret, NULL,
686                                   application_traffic,
687                                   sizeof(application_traffic) - 1, secret, iv,
688                                   ciph_ctx)) {
689         /* SSLfatal() already called */
690         goto err;
691     }
692
693     memcpy(insecret, secret, hashlen);
694
695     s->statem.invalid_enc_write_ctx = 0;
696     ret = 1;
697  err:
698     OPENSSL_cleanse(secret, sizeof(secret));
699     return ret;
700 }
701
702 int tls13_alert_code(int code)
703 {
704     /* There are 2 additional alerts in TLSv1.3 compared to TLSv1.2 */
705     if (code == SSL_AD_MISSING_EXTENSION || code == SSL_AD_CERTIFICATE_REQUIRED)
706         return code;
707
708     return tls1_alert_code(code);
709 }
710
711 int tls13_export_keying_material(SSL *s, unsigned char *out, size_t olen,
712                                  const char *label, size_t llen,
713                                  const unsigned char *context,
714                                  size_t contextlen, int use_context)
715 {
716     unsigned char exportsecret[EVP_MAX_MD_SIZE];
717     static const unsigned char exporterlabel[] = "exporter";
718     unsigned char hash[EVP_MAX_MD_SIZE], data[EVP_MAX_MD_SIZE];
719     const EVP_MD *md = ssl_handshake_md(s);
720     EVP_MD_CTX *ctx = EVP_MD_CTX_new();
721     unsigned int hashsize, datalen;
722     int ret = 0;
723
724     if (ctx == NULL || !ossl_statem_export_allowed(s))
725         goto err;
726
727     if (!use_context)
728         contextlen = 0;
729
730     if (EVP_DigestInit_ex(ctx, md, NULL) <= 0
731             || EVP_DigestUpdate(ctx, context, contextlen) <= 0
732             || EVP_DigestFinal_ex(ctx, hash, &hashsize) <= 0
733             || EVP_DigestInit_ex(ctx, md, NULL) <= 0
734             || EVP_DigestFinal_ex(ctx, data, &datalen) <= 0
735             || !tls13_hkdf_expand(s, md, s->exporter_master_secret,
736                                   (const unsigned char *)label, llen,
737                                   data, datalen, exportsecret, hashsize)
738             || !tls13_hkdf_expand(s, md, exportsecret, exporterlabel,
739                                   sizeof(exporterlabel) - 1, hash, hashsize,
740                                   out, olen))
741         goto err;
742
743     ret = 1;
744  err:
745     EVP_MD_CTX_free(ctx);
746     return ret;
747 }
748
749 int tls13_export_keying_material_early(SSL *s, unsigned char *out, size_t olen,
750                                        const char *label, size_t llen,
751                                        const unsigned char *context,
752                                        size_t contextlen)
753 {
754     static const unsigned char exporterlabel[] = "exporter";
755     unsigned char exportsecret[EVP_MAX_MD_SIZE];
756     unsigned char hash[EVP_MAX_MD_SIZE], data[EVP_MAX_MD_SIZE];
757     const EVP_MD *md;
758     EVP_MD_CTX *ctx = EVP_MD_CTX_new();
759     unsigned int hashsize, datalen;
760     int ret = 0;
761     const SSL_CIPHER *sslcipher;
762
763     if (ctx == NULL || !ossl_statem_export_early_allowed(s))
764         goto err;
765
766     if (!s->server && s->max_early_data > 0
767             && s->session->ext.max_early_data == 0)
768         sslcipher = SSL_SESSION_get0_cipher(s->psksession);
769     else
770         sslcipher = SSL_SESSION_get0_cipher(s->session);
771
772     md = ssl_md(sslcipher->algorithm2);
773
774     /*
775      * Calculate the hash value and store it in |data|. The reason why
776      * the empty string is used is that the definition of TLS-Exporter
777      * is like so:
778      *
779      * TLS-Exporter(label, context_value, key_length) =
780      *     HKDF-Expand-Label(Derive-Secret(Secret, label, ""),
781      *                       "exporter", Hash(context_value), key_length)
782      *
783      * Derive-Secret(Secret, Label, Messages) =
784      *       HKDF-Expand-Label(Secret, Label,
785      *                         Transcript-Hash(Messages), Hash.length)
786      *
787      * Here Transcript-Hash is the cipher suite hash algorithm.
788      */
789     if (EVP_DigestInit_ex(ctx, md, NULL) <= 0
790             || EVP_DigestUpdate(ctx, context, contextlen) <= 0
791             || EVP_DigestFinal_ex(ctx, hash, &hashsize) <= 0
792             || EVP_DigestInit_ex(ctx, md, NULL) <= 0
793             || EVP_DigestFinal_ex(ctx, data, &datalen) <= 0
794             || !tls13_hkdf_expand(s, md, s->early_exporter_master_secret,
795                                   (const unsigned char *)label, llen,
796                                   data, datalen, exportsecret, hashsize)
797             || !tls13_hkdf_expand(s, md, exportsecret, exporterlabel,
798                                   sizeof(exporterlabel) - 1, hash, hashsize,
799                                   out, olen))
800         goto err;
801
802     ret = 1;
803  err:
804     EVP_MD_CTX_free(ctx);
805     return ret;
806 }