ssl/tls13_enc.c

   1 /*
   2  * Copyright 2016-2023 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License 2.0 (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_local.h"
  12 #include "internal/ktls.h"
  13 #include "record/record_local.h"
  14 #include "internal/cryptlib.h"
  15 #include <openssl/evp.h>
  16 #include <openssl/kdf.h>
  17 #include <openssl/core_names.h>
  18
  19 #define TLS13_MAX_LABEL_LEN     249
  20
  21 /* ASCII: "tls13 ", in hex for EBCDIC compatibility */
  22 static const unsigned char label_prefix[] = "\x74\x6C\x73\x31\x33\x20";
  23
  24 /*
  25  * Given a |secret|; a |label| of length |labellen|; and |data| of length
  26  * |datalen| (e.g. typically a hash of the handshake messages), derive a new
  27  * secret |outlen| bytes long and store it in the location pointed to be |out|.
  28  * The |data| value may be zero length. Any errors will be treated as fatal if
  29  * |fatal| is set. Returns 1 on success  0 on failure.
  30  * If |raise_error| is set, ERR_raise is called on failure.
  31  */
  32 int tls13_hkdf_expand_ex(OSSL_LIB_CTX *libctx, const char *propq,
  33                          const EVP_MD *md,
  34                          const unsigned char *secret,
  35                          const unsigned char *label, size_t labellen,
  36                          const unsigned char *data, size_t datalen,
  37                          unsigned char *out, size_t outlen, int raise_error)
  38 {
  39     EVP_KDF *kdf = EVP_KDF_fetch(libctx, OSSL_KDF_NAME_TLS1_3_KDF, propq);
  40     EVP_KDF_CTX *kctx;
  41     OSSL_PARAM params[7], *p = params;
  42     int mode = EVP_PKEY_HKDEF_MODE_EXPAND_ONLY;
  43     const char *mdname = EVP_MD_get0_name(md);
  44     int ret;
  45     size_t hashlen;
  46
  47     kctx = EVP_KDF_CTX_new(kdf);
  48     EVP_KDF_free(kdf);
  49     if (kctx == NULL)
  50         return 0;
  51
  52     if (labellen > TLS13_MAX_LABEL_LEN) {
  53         if (raise_error)
  54             /*
  55              * Probably we have been called from SSL_export_keying_material(),
  56              * or SSL_export_keying_material_early().
  57              */
  58             ERR_raise(ERR_LIB_SSL, SSL_R_TLS_ILLEGAL_EXPORTER_LABEL);
  59
  60         EVP_KDF_CTX_free(kctx);
  61         return 0;
  62     }
  63
  64     if ((ret = EVP_MD_get_size(md)) <= 0) {
  65         EVP_KDF_CTX_free(kctx);
  66         if (raise_error)
  67             ERR_raise(ERR_LIB_SSL, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
  68         return 0;
  69     }
  70     hashlen = (size_t)ret;
  71
  72     *p++ = OSSL_PARAM_construct_int(OSSL_KDF_PARAM_MODE, &mode);
  73     *p++ = OSSL_PARAM_construct_utf8_string(OSSL_KDF_PARAM_DIGEST,
  74                                             (char *)mdname, 0);
  75     *p++ = OSSL_PARAM_construct_octet_string(OSSL_KDF_PARAM_KEY,
  76                                              (unsigned char *)secret, hashlen);
  77     *p++ = OSSL_PARAM_construct_octet_string(OSSL_KDF_PARAM_PREFIX,
  78                                              (unsigned char *)label_prefix,
  79                                              sizeof(label_prefix) - 1);
  80     *p++ = OSSL_PARAM_construct_octet_string(OSSL_KDF_PARAM_LABEL,
  81                                              (unsigned char *)label, labellen);
  82     if (data != NULL)
  83         *p++ = OSSL_PARAM_construct_octet_string(OSSL_KDF_PARAM_DATA,
  84                                                  (unsigned char *)data,
  85                                                  datalen);
  86     *p++ = OSSL_PARAM_construct_end();
  87
  88     ret = EVP_KDF_derive(kctx, out, outlen, params) <= 0;
  89     EVP_KDF_CTX_free(kctx);
  90
  91     if (ret != 0) {
  92         if (raise_error)
  93             ERR_raise(ERR_LIB_SSL, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
  94     }
  95
  96     return ret == 0;
  97 }
  98
  99 int tls13_hkdf_expand(SSL_CONNECTION *s, const EVP_MD *md,
 100                       const unsigned char *secret,
 101                       const unsigned char *label, size_t labellen,
 102                       const unsigned char *data, size_t datalen,
 103                       unsigned char *out, size_t outlen, int fatal)
 104 {
 105     int ret;
 106     SSL_CTX *sctx = SSL_CONNECTION_GET_CTX(s);
 107
 108     ret = tls13_hkdf_expand_ex(sctx->libctx, sctx->propq, md,
 109                                secret, label, labellen, data, datalen,
 110                                out, outlen, !fatal);
 111     if (ret == 0 && fatal)
 112         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 113
 114     return ret;
 115 }
 116
 117 /*
 118  * Given a |secret| generate a |key| of length |keylen| bytes. Returns 1 on
 119  * success  0 on failure.
 120  */
 121 int tls13_derive_key(SSL_CONNECTION *s, const EVP_MD *md,
 122                      const unsigned char *secret,
 123                      unsigned char *key, size_t keylen)
 124 {
 125     /* ASCII: "key", in hex for EBCDIC compatibility */
 126     static const unsigned char keylabel[] = "\x6B\x65\x79";
 127
 128     return tls13_hkdf_expand(s, md, secret, keylabel, sizeof(keylabel) - 1,
 129                              NULL, 0, key, keylen, 1);
 130 }
 131
 132 /*
 133  * Given a |secret| generate an |iv| of length |ivlen| bytes. Returns 1 on
 134  * success  0 on failure.
 135  */
 136 int tls13_derive_iv(SSL_CONNECTION *s, const EVP_MD *md,
 137                     const unsigned char *secret,
 138                     unsigned char *iv, size_t ivlen)
 139 {
 140     /* ASCII: "iv", in hex for EBCDIC compatibility */
 141     static const unsigned char ivlabel[] = "\x69\x76";
 142
 143     return tls13_hkdf_expand(s, md, secret, ivlabel, sizeof(ivlabel) - 1,
 144                              NULL, 0, iv, ivlen, 1);
 145 }
 146
 147 int tls13_derive_finishedkey(SSL_CONNECTION *s, const EVP_MD *md,
 148                              const unsigned char *secret,
 149                              unsigned char *fin, size_t finlen)
 150 {
 151     /* ASCII: "finished", in hex for EBCDIC compatibility */
 152     static const unsigned char finishedlabel[] = "\x66\x69\x6E\x69\x73\x68\x65\x64";
 153
 154     return tls13_hkdf_expand(s, md, secret, finishedlabel,
 155                              sizeof(finishedlabel) - 1, NULL, 0, fin, finlen, 1);
 156 }
 157
 158 /*
 159  * Given the previous secret |prevsecret| and a new input secret |insecret| of
 160  * length |insecretlen|, generate a new secret and store it in the location
 161  * pointed to by |outsecret|. Returns 1 on success  0 on failure.
 162  */
 163 int tls13_generate_secret(SSL_CONNECTION *s, const EVP_MD *md,
 164                           const unsigned char *prevsecret,
 165                           const unsigned char *insecret,
 166                           size_t insecretlen,
 167                           unsigned char *outsecret)
 168 {
 169     size_t mdlen;
 170     int mdleni;
 171     int ret;
 172     EVP_KDF *kdf;
 173     EVP_KDF_CTX *kctx;
 174     OSSL_PARAM params[7], *p = params;
 175     int mode = EVP_PKEY_HKDEF_MODE_EXTRACT_ONLY;
 176     const char *mdname = EVP_MD_get0_name(md);
 177     /* ASCII: "derived", in hex for EBCDIC compatibility */
 178     static const char derived_secret_label[] = "\x64\x65\x72\x69\x76\x65\x64";
 179     SSL_CTX *sctx = SSL_CONNECTION_GET_CTX(s);
 180
 181     kdf = EVP_KDF_fetch(sctx->libctx, OSSL_KDF_NAME_TLS1_3_KDF, sctx->propq);
 182     kctx = EVP_KDF_CTX_new(kdf);
 183     EVP_KDF_free(kdf);
 184     if (kctx == NULL) {
 185         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 186         return 0;
 187     }
 188
 189     mdleni = EVP_MD_get_size(md);
 190     /* Ensure cast to size_t is safe */
 191     if (!ossl_assert(mdleni >= 0)) {
 192         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 193         EVP_KDF_CTX_free(kctx);
 194         return 0;
 195     }
 196     mdlen = (size_t)mdleni;
 197
 198     *p++ = OSSL_PARAM_construct_int(OSSL_KDF_PARAM_MODE, &mode);
 199     *p++ = OSSL_PARAM_construct_utf8_string(OSSL_KDF_PARAM_DIGEST,
 200                                             (char *)mdname, 0);
 201     if (insecret != NULL)
 202         *p++ = OSSL_PARAM_construct_octet_string(OSSL_KDF_PARAM_KEY,
 203                                                  (unsigned char *)insecret,
 204                                                  insecretlen);
 205     if (prevsecret != NULL)
 206         *p++ = OSSL_PARAM_construct_octet_string(OSSL_KDF_PARAM_SALT,
 207                                                  (unsigned char *)prevsecret, mdlen);
 208     *p++ = OSSL_PARAM_construct_octet_string(OSSL_KDF_PARAM_PREFIX,
 209                                              (unsigned char *)label_prefix,
 210                                              sizeof(label_prefix) - 1);
 211     *p++ = OSSL_PARAM_construct_octet_string(OSSL_KDF_PARAM_LABEL,
 212                                              (unsigned char *)derived_secret_label,
 213                                              sizeof(derived_secret_label) - 1);
 214     *p++ = OSSL_PARAM_construct_end();
 215
 216     ret = EVP_KDF_derive(kctx, outsecret, mdlen, params) <= 0;
 217
 218     if (ret != 0)
 219         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 220
 221     EVP_KDF_CTX_free(kctx);
 222     return ret == 0;
 223 }
 224
 225 /*
 226  * Given an input secret |insecret| of length |insecretlen| generate the
 227  * handshake secret. This requires the early secret to already have been
 228  * generated. Returns 1 on success  0 on failure.
 229  */
 230 int tls13_generate_handshake_secret(SSL_CONNECTION *s,
 231                                     const unsigned char *insecret,
 232                                     size_t insecretlen)
 233 {
 234     /* Calls SSLfatal() if required */
 235     return tls13_generate_secret(s, ssl_handshake_md(s), s->early_secret,
 236                                  insecret, insecretlen,
 237                                  (unsigned char *)&s->handshake_secret);
 238 }
 239
 240 /*
 241  * Given the handshake secret |prev| of length |prevlen| generate the master
 242  * secret and store its length in |*secret_size|. Returns 1 on success  0 on
 243  * failure.
 244  */
 245 int tls13_generate_master_secret(SSL_CONNECTION *s, unsigned char *out,
 246                                  unsigned char *prev, size_t prevlen,
 247                                  size_t *secret_size)
 248 {
 249     const EVP_MD *md = ssl_handshake_md(s);
 250     int md_size;
 251
 252     md_size = EVP_MD_get_size(md);
 253     if (md_size <= 0) {
 254         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 255         return 0;
 256     }
 257     *secret_size = (size_t)md_size;
 258     /* Calls SSLfatal() if required */
 259     return tls13_generate_secret(s, md, prev, NULL, 0, out);
 260 }
 261
 262 /*
 263  * Generates the mac for the Finished message. Returns the length of the MAC or
 264  * 0 on error.
 265  */
 266 size_t tls13_final_finish_mac(SSL_CONNECTION *s, const char *str, size_t slen,
 267                              unsigned char *out)
 268 {
 269     const EVP_MD *md = ssl_handshake_md(s);
 270     const char *mdname = EVP_MD_get0_name(md);
 271     unsigned char hash[EVP_MAX_MD_SIZE];
 272     unsigned char finsecret[EVP_MAX_MD_SIZE];
 273     unsigned char *key = NULL;
 274     size_t len = 0, hashlen;
 275     OSSL_PARAM params[2], *p = params;
 276     SSL_CTX *sctx = SSL_CONNECTION_GET_CTX(s);
 277
 278     if (md == NULL)
 279         return 0;
 280
 281     /* Safe to cast away const here since we're not "getting" any data */
 282     if (sctx->propq != NULL)
 283         *p++ = OSSL_PARAM_construct_utf8_string(OSSL_ALG_PARAM_PROPERTIES,
 284                                                 (char *)sctx->propq,
 285                                                 0);
 286     *p = OSSL_PARAM_construct_end();
 287
 288     if (!ssl_handshake_hash(s, hash, sizeof(hash), &hashlen)) {
 289         /* SSLfatal() already called */
 290         goto err;
 291     }
 292
 293     if (str == SSL_CONNECTION_GET_SSL(s)->method->ssl3_enc->server_finished_label) {
 294         key = s->server_finished_secret;
 295     } else if (SSL_IS_FIRST_HANDSHAKE(s)) {
 296         key = s->client_finished_secret;
 297     } else {
 298         if (!tls13_derive_finishedkey(s, md,
 299                                       s->client_app_traffic_secret,
 300                                       finsecret, hashlen))
 301             goto err;
 302         key = finsecret;
 303     }
 304
 305     if (!EVP_Q_mac(sctx->libctx, "HMAC", sctx->propq, mdname,
 306                    params, key, hashlen, hash, hashlen,
 307                    /* outsize as per sizeof(peer_finish_md) */
 308                    out, EVP_MAX_MD_SIZE * 2, &len)) {
 309         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 310         goto err;
 311     }
 312
 313  err:
 314     OPENSSL_cleanse(finsecret, sizeof(finsecret));
 315     return len;
 316 }
 317
 318 /*
 319  * There isn't really a key block in TLSv1.3, but we still need this function
 320  * for initialising the cipher and hash. Returns 1 on success or 0 on failure.
 321  */
 322 int tls13_setup_key_block(SSL_CONNECTION *s)
 323 {
 324     const EVP_CIPHER *c;
 325     const EVP_MD *hash;
 326
 327     s->session->cipher = s->s3.tmp.new_cipher;
 328     if (!ssl_cipher_get_evp(SSL_CONNECTION_GET_CTX(s), s->session, &c, &hash,
 329                             NULL, NULL, NULL, 0)) {
 330         /* Error is already recorded */
 331         SSLfatal_alert(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR);
 332         return 0;
 333     }
 334
 335     ssl_evp_cipher_free(s->s3.tmp.new_sym_enc);
 336     s->s3.tmp.new_sym_enc = c;
 337     ssl_evp_md_free(s->s3.tmp.new_hash);
 338     s->s3.tmp.new_hash = hash;
 339
 340     return 1;
 341 }
 342
 343 static int derive_secret_key_and_iv(SSL_CONNECTION *s, const EVP_MD *md,
 344                                     const EVP_CIPHER *ciph,
 345                                     const unsigned char *insecret,
 346                                     const unsigned char *hash,
 347                                     const unsigned char *label,
 348                                     size_t labellen, unsigned char *secret,
 349                                     unsigned char *key, size_t *keylen,
 350                                     unsigned char *iv, size_t *ivlen,
 351                                     size_t *taglen)
 352 {
 353     int hashleni = EVP_MD_get_size(md);
 354     size_t hashlen;
 355     int mode;
 356
 357     /* Ensure cast to size_t is safe */
 358     if (!ossl_assert(hashleni >= 0)) {
 359         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, ERR_R_EVP_LIB);
 360         return 0;
 361     }
 362     hashlen = (size_t)hashleni;
 363
 364     if (!tls13_hkdf_expand(s, md, insecret, label, labellen, hash, hashlen,
 365                            secret, hashlen, 1)) {
 366         /* SSLfatal() already called */
 367         return 0;
 368     }
 369
 370     *keylen = EVP_CIPHER_get_key_length(ciph);
 371
 372     mode = EVP_CIPHER_get_mode(ciph);
 373     if (mode == EVP_CIPH_CCM_MODE) {
 374         uint32_t algenc;
 375
 376         *ivlen = EVP_CCM_TLS_IV_LEN;
 377         if (s->s3.tmp.new_cipher != NULL) {
 378             algenc = s->s3.tmp.new_cipher->algorithm_enc;
 379         } else if (s->session->cipher != NULL) {
 380             /* We've not selected a cipher yet - we must be doing early data */
 381             algenc = s->session->cipher->algorithm_enc;
 382         } else if (s->psksession != NULL && s->psksession->cipher != NULL) {
 383             /* We must be doing early data with out-of-band PSK */
 384             algenc = s->psksession->cipher->algorithm_enc;
 385         } else {
 386             SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, ERR_R_EVP_LIB);
 387             return 0;
 388         }
 389         if (algenc & (SSL_AES128CCM8 | SSL_AES256CCM8))
 390             *taglen = EVP_CCM8_TLS_TAG_LEN;
 391          else
 392             *taglen = EVP_CCM_TLS_TAG_LEN;
 393     } else {
 394         int iivlen;
 395
 396         if (mode == EVP_CIPH_GCM_MODE) {
 397             *taglen = EVP_GCM_TLS_TAG_LEN;
 398         } else {
 399             /* CHACHA20P-POLY1305 */
 400             *taglen = EVP_CHACHAPOLY_TLS_TAG_LEN;
 401         }
 402         iivlen = EVP_CIPHER_get_iv_length(ciph);
 403         if (iivlen < 0) {
 404             SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, ERR_R_EVP_LIB);
 405             return 0;
 406         }
 407         *ivlen = iivlen;
 408     }
 409
 410     if (!tls13_derive_key(s, md, secret, key, *keylen)
 411             || !tls13_derive_iv(s, md, secret, iv, *ivlen)) {
 412         /* SSLfatal() already called */
 413         return 0;
 414     }
 415
 416     return 1;
 417 }
 418
 419 int tls13_change_cipher_state(SSL_CONNECTION *s, int which)
 420 {
 421     /* ASCII: "c e traffic", in hex for EBCDIC compatibility */
 422     static const unsigned char client_early_traffic[] = "\x63\x20\x65\x20\x74\x72\x61\x66\x66\x69\x63";
 423     /* ASCII: "c hs traffic", in hex for EBCDIC compatibility */
 424     static const unsigned char client_handshake_traffic[] = "\x63\x20\x68\x73\x20\x74\x72\x61\x66\x66\x69\x63";
 425     /* ASCII: "c ap traffic", in hex for EBCDIC compatibility */
 426     static const unsigned char client_application_traffic[] = "\x63\x20\x61\x70\x20\x74\x72\x61\x66\x66\x69\x63";
 427     /* ASCII: "s hs traffic", in hex for EBCDIC compatibility */
 428     static const unsigned char server_handshake_traffic[] = "\x73\x20\x68\x73\x20\x74\x72\x61\x66\x66\x69\x63";
 429     /* ASCII: "s ap traffic", in hex for EBCDIC compatibility */
 430     static const unsigned char server_application_traffic[] = "\x73\x20\x61\x70\x20\x74\x72\x61\x66\x66\x69\x63";
 431     /* ASCII: "exp master", in hex for EBCDIC compatibility */
 432     static const unsigned char exporter_master_secret[] = "\x65\x78\x70\x20\x6D\x61\x73\x74\x65\x72";
 433     /* ASCII: "res master", in hex for EBCDIC compatibility */
 434     static const unsigned char resumption_master_secret[] = "\x72\x65\x73\x20\x6D\x61\x73\x74\x65\x72";
 435     /* ASCII: "e exp master", in hex for EBCDIC compatibility */
 436     static const unsigned char early_exporter_master_secret[] = "\x65\x20\x65\x78\x70\x20\x6D\x61\x73\x74\x65\x72";
 437     unsigned char iv[EVP_MAX_IV_LENGTH];
 438     unsigned char key[EVP_MAX_KEY_LENGTH];
 439     unsigned char secret[EVP_MAX_MD_SIZE];
 440     unsigned char hashval[EVP_MAX_MD_SIZE];
 441     unsigned char *hash = hashval;
 442     unsigned char *insecret;
 443     unsigned char *finsecret = NULL;
 444     const char *log_label = NULL;
 445     int finsecretlen = 0;
 446     const unsigned char *label;
 447     size_t labellen, hashlen = 0;
 448     int ret = 0;
 449     const EVP_MD *md = NULL;
 450     const EVP_CIPHER *cipher = NULL;
 451     SSL_CTX *sctx = SSL_CONNECTION_GET_CTX(s);
 452     size_t keylen, ivlen, taglen;
 453     int level;
 454     int direction = (which & SSL3_CC_READ) != 0 ? OSSL_RECORD_DIRECTION_READ
 455                                                 : OSSL_RECORD_DIRECTION_WRITE;
 456
 457     if (((which & SSL3_CC_CLIENT) && (which & SSL3_CC_WRITE))
 458             || ((which & SSL3_CC_SERVER) && (which & SSL3_CC_READ))) {
 459         if (which & SSL3_CC_EARLY) {
 460             EVP_MD_CTX *mdctx = NULL;
 461             long handlen;
 462             void *hdata;
 463             unsigned int hashlenui;
 464             const SSL_CIPHER *sslcipher = SSL_SESSION_get0_cipher(s->session);
 465
 466             insecret = s->early_secret;
 467             label = client_early_traffic;
 468             labellen = sizeof(client_early_traffic) - 1;
 469             log_label = CLIENT_EARLY_LABEL;
 470
 471             handlen = BIO_get_mem_data(s->s3.handshake_buffer, &hdata);
 472             if (handlen <= 0) {
 473                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_R_BAD_HANDSHAKE_LENGTH);
 474                 goto err;
 475             }
 476
 477             if (s->early_data_state == SSL_EARLY_DATA_CONNECTING
 478                     && s->max_early_data > 0
 479                     && s->session->ext.max_early_data == 0) {
 480                 /*
 481                  * If we are attempting to send early data, and we've decided to
 482                  * actually do it but max_early_data in s->session is 0 then we
 483                  * must be using an external PSK.
 484                  */
 485                 if (!ossl_assert(s->psksession != NULL
 486                         && s->max_early_data ==
 487                            s->psksession->ext.max_early_data)) {
 488                     SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 489                     goto err;
 490                 }
 491                 sslcipher = SSL_SESSION_get0_cipher(s->psksession);
 492             }
 493             if (sslcipher == NULL) {
 494                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_R_BAD_PSK);
 495                 goto err;
 496             }
 497
 498             /*
 499              * We need to calculate the handshake digest using the digest from
 500              * the session. We haven't yet selected our ciphersuite so we can't
 501              * use ssl_handshake_md().
 502              */
 503             mdctx = EVP_MD_CTX_new();
 504             if (mdctx == NULL) {
 505                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, ERR_R_EVP_LIB);
 506                 goto err;
 507             }
 508
 509             /*
 510              * This ups the ref count on cipher so we better make sure we free
 511              * it again
 512              */
 513             if (!ssl_cipher_get_evp_cipher(sctx, sslcipher, &cipher)) {
 514                 /* Error is already recorded */
 515                 SSLfatal_alert(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR);
 516                 EVP_MD_CTX_free(mdctx);
 517                 goto err;
 518             }
 519
 520             md = ssl_md(sctx, sslcipher->algorithm2);
 521             if (md == NULL || !EVP_DigestInit_ex(mdctx, md, NULL)
 522                     || !EVP_DigestUpdate(mdctx, hdata, handlen)
 523                     || !EVP_DigestFinal_ex(mdctx, hashval, &hashlenui)) {
 524                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 525                 EVP_MD_CTX_free(mdctx);
 526                 goto err;
 527             }
 528             hashlen = hashlenui;
 529             EVP_MD_CTX_free(mdctx);
 530
 531             if (!tls13_hkdf_expand(s, md, insecret,
 532                                    early_exporter_master_secret,
 533                                    sizeof(early_exporter_master_secret) - 1,
 534                                    hashval, hashlen,
 535                                    s->early_exporter_master_secret, hashlen,
 536                                    1)) {
 537                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 538                 goto err;
 539             }
 540
 541             if (!ssl_log_secret(s, EARLY_EXPORTER_SECRET_LABEL,
 542                                 s->early_exporter_master_secret, hashlen)) {
 543                 /* SSLfatal() already called */
 544                 goto err;
 545             }
 546         } else if (which & SSL3_CC_HANDSHAKE) {
 547             insecret = s->handshake_secret;
 548             finsecret = s->client_finished_secret;
 549             finsecretlen = EVP_MD_get_size(ssl_handshake_md(s));
 550             if (finsecretlen <= 0) {
 551                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 552                 goto err;
 553             }
 554             label = client_handshake_traffic;
 555             labellen = sizeof(client_handshake_traffic) - 1;
 556             log_label = CLIENT_HANDSHAKE_LABEL;
 557             /*
 558              * The handshake hash used for the server read/client write handshake
 559              * traffic secret is the same as the hash for the server
 560              * write/client read handshake traffic secret. However, if we
 561              * processed early data then we delay changing the server
 562              * read/client write cipher state until later, and the handshake
 563              * hashes have moved on. Therefore we use the value saved earlier
 564              * when we did the server write/client read change cipher state.
 565              */
 566             hash = s->handshake_traffic_hash;
 567         } else {
 568             insecret = s->master_secret;
 569             label = client_application_traffic;
 570             labellen = sizeof(client_application_traffic) - 1;
 571             log_label = CLIENT_APPLICATION_LABEL;
 572             /*
 573              * For this we only use the handshake hashes up until the server
 574              * Finished hash. We do not include the client's Finished, which is
 575              * what ssl_handshake_hash() would give us. Instead we use the
 576              * previously saved value.
 577              */
 578             hash = s->server_finished_hash;
 579         }
 580     } else {
 581         /* Early data never applies to client-read/server-write */
 582         if (which & SSL3_CC_HANDSHAKE) {
 583             insecret = s->handshake_secret;
 584             finsecret = s->server_finished_secret;
 585             finsecretlen = EVP_MD_get_size(ssl_handshake_md(s));
 586             if (finsecretlen <= 0) {
 587                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 588                 goto err;
 589             }
 590             label = server_handshake_traffic;
 591             labellen = sizeof(server_handshake_traffic) - 1;
 592             log_label = SERVER_HANDSHAKE_LABEL;
 593         } else {
 594             insecret = s->master_secret;
 595             label = server_application_traffic;
 596             labellen = sizeof(server_application_traffic) - 1;
 597             log_label = SERVER_APPLICATION_LABEL;
 598         }
 599     }
 600
 601     if (!(which & SSL3_CC_EARLY)) {
 602         md = ssl_handshake_md(s);
 603         cipher = s->s3.tmp.new_sym_enc;
 604         if (!ssl3_digest_cached_records(s, 1)
 605                 || !ssl_handshake_hash(s, hashval, sizeof(hashval), &hashlen)) {
 606             /* SSLfatal() already called */;
 607             goto err;
 608         }
 609     }
 610
 611     /*
 612      * Save the hash of handshakes up to now for use when we calculate the
 613      * client application traffic secret
 614      */
 615     if (label == server_application_traffic)
 616         memcpy(s->server_finished_hash, hashval, hashlen);
 617
 618     if (label == server_handshake_traffic)
 619         memcpy(s->handshake_traffic_hash, hashval, hashlen);
 620
 621     if (label == client_application_traffic) {
 622         /*
 623          * We also create the resumption master secret, but this time use the
 624          * hash for the whole handshake including the Client Finished
 625          */
 626         if (!tls13_hkdf_expand(s, ssl_handshake_md(s), insecret,
 627                                resumption_master_secret,
 628                                sizeof(resumption_master_secret) - 1,
 629                                hashval, hashlen, s->resumption_master_secret,
 630                                hashlen, 1)) {
 631             /* SSLfatal() already called */
 632             goto err;
 633         }
 634     }
 635
 636     /* check whether cipher is known */
 637     if (!ossl_assert(cipher != NULL))
 638         goto err;
 639
 640     if (!derive_secret_key_and_iv(s, md, cipher,
 641                                   insecret, hash, label, labellen, secret, key,
 642                                   &keylen, iv, &ivlen, &taglen)) {
 643         /* SSLfatal() already called */
 644         goto err;
 645     }
 646
 647     if (label == server_application_traffic) {
 648         memcpy(s->server_app_traffic_secret, secret, hashlen);
 649         /* Now we create the exporter master secret */
 650         if (!tls13_hkdf_expand(s, ssl_handshake_md(s), insecret,
 651                                exporter_master_secret,
 652                                sizeof(exporter_master_secret) - 1,
 653                                hash, hashlen, s->exporter_master_secret,
 654                                hashlen, 1)) {
 655             /* SSLfatal() already called */
 656             goto err;
 657         }
 658
 659         if (!ssl_log_secret(s, EXPORTER_SECRET_LABEL, s->exporter_master_secret,
 660                             hashlen)) {
 661             /* SSLfatal() already called */
 662             goto err;
 663         }
 664     } else if (label == client_application_traffic)
 665         memcpy(s->client_app_traffic_secret, secret, hashlen);
 666
 667     if (!ssl_log_secret(s, log_label, secret, hashlen)) {
 668         /* SSLfatal() already called */
 669         goto err;
 670     }
 671
 672     if (finsecret != NULL
 673             && !tls13_derive_finishedkey(s, ssl_handshake_md(s), secret,
 674                                          finsecret, (size_t)finsecretlen)) {
 675         /* SSLfatal() already called */
 676         goto err;
 677     }
 678
 679     if ((which & SSL3_CC_WRITE) != 0) {
 680         if (!s->server && label == client_early_traffic)
 681             s->rlayer.wrlmethod->set_plain_alerts(s->rlayer.wrl, 1);
 682         else
 683             s->rlayer.wrlmethod->set_plain_alerts(s->rlayer.wrl, 0);
 684     }
 685
 686     level = (which & SSL3_CC_EARLY) != 0
 687             ? OSSL_RECORD_PROTECTION_LEVEL_EARLY
 688             : ((which &SSL3_CC_HANDSHAKE) != 0
 689                ? OSSL_RECORD_PROTECTION_LEVEL_HANDSHAKE
 690                : OSSL_RECORD_PROTECTION_LEVEL_APPLICATION);
 691
 692     if (!ssl_set_new_record_layer(s, s->version,
 693                                   direction,
 694                                   level, secret, hashlen, key, keylen, iv,
 695                                   ivlen, NULL, 0, cipher, taglen, NID_undef,
 696                                   NULL, NULL, md)) {
 697         /* SSLfatal already called */
 698         goto err;
 699     }
 700
 701     ret = 1;
 702  err:
 703     if ((which & SSL3_CC_EARLY) != 0) {
 704         /* We up-refed this so now we need to down ref */
 705         ssl_evp_cipher_free(cipher);
 706     }
 707     OPENSSL_cleanse(key, sizeof(key));
 708     OPENSSL_cleanse(secret, sizeof(secret));
 709     return ret;
 710 }
 711
 712 int tls13_update_key(SSL_CONNECTION *s, int sending)
 713 {
 714     /* ASCII: "traffic upd", in hex for EBCDIC compatibility */
 715     static const unsigned char application_traffic[] = "\x74\x72\x61\x66\x66\x69\x63\x20\x75\x70\x64";
 716     const EVP_MD *md = ssl_handshake_md(s);
 717     size_t hashlen;
 718     unsigned char key[EVP_MAX_KEY_LENGTH];
 719     unsigned char *insecret;
 720     unsigned char secret[EVP_MAX_MD_SIZE];
 721     char *log_label;
 722     size_t keylen, ivlen, taglen;
 723     int ret = 0, l;
 724     int direction = sending ? OSSL_RECORD_DIRECTION_WRITE
 725                             : OSSL_RECORD_DIRECTION_READ;
 726     unsigned char iv[EVP_MAX_IV_LENGTH];
 727
 728     if ((l = EVP_MD_get_size(md)) <= 0) {
 729         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
 730         return 0;
 731     }
 732     hashlen = (size_t)l;
 733
 734     if (s->server == sending)
 735         insecret = s->server_app_traffic_secret;
 736     else
 737         insecret = s->client_app_traffic_secret;
 738
 739     if (!derive_secret_key_and_iv(s, md,
 740                                   s->s3.tmp.new_sym_enc, insecret, NULL,
 741                                   application_traffic,
 742                                   sizeof(application_traffic) - 1, secret, key,
 743                                   &keylen, iv, &ivlen, &taglen)) {
 744         /* SSLfatal() already called */
 745         goto err;
 746     }
 747
 748     memcpy(insecret, secret, hashlen);
 749
 750     if (!ssl_set_new_record_layer(s, s->version,
 751                             direction,
 752                             OSSL_RECORD_PROTECTION_LEVEL_APPLICATION,
 753                             insecret, hashlen, key, keylen, iv, ivlen, NULL, 0,
 754                             s->s3.tmp.new_sym_enc, taglen, NID_undef, NULL,
 755                             NULL, md)) {
 756         /* SSLfatal already called */
 757         goto err;
 758     }
 759
 760     /* Call Key log on successful traffic secret update */
 761     log_label = s->server == sending ? SERVER_APPLICATION_N_LABEL : CLIENT_APPLICATION_N_LABEL;
 762     if (!ssl_log_secret(s, log_label, secret, hashlen)) {
 763         /* SSLfatal() already called */
 764         goto err;
 765     }
 766     ret = 1;
 767  err:
 768     OPENSSL_cleanse(key, sizeof(key));
 769     OPENSSL_cleanse(secret, sizeof(secret));
 770     return ret;
 771 }
 772
 773 int tls13_alert_code(int code)
 774 {
 775     /* There are 2 additional alerts in TLSv1.3 compared to TLSv1.2 */
 776     if (code == SSL_AD_MISSING_EXTENSION || code == SSL_AD_CERTIFICATE_REQUIRED)
 777         return code;
 778
 779     return tls1_alert_code(code);
 780 }
 781
 782 int tls13_export_keying_material(SSL_CONNECTION *s,
 783                                  unsigned char *out, size_t olen,
 784                                  const char *label, size_t llen,
 785                                  const unsigned char *context,
 786                                  size_t contextlen, int use_context)
 787 {
 788     unsigned char exportsecret[EVP_MAX_MD_SIZE];
 789     /* ASCII: "exporter", in hex for EBCDIC compatibility */
 790     static const unsigned char exporterlabel[] = "\x65\x78\x70\x6F\x72\x74\x65\x72";
 791     unsigned char hash[EVP_MAX_MD_SIZE], data[EVP_MAX_MD_SIZE];
 792     const EVP_MD *md = ssl_handshake_md(s);
 793     EVP_MD_CTX *ctx = EVP_MD_CTX_new();
 794     unsigned int hashsize, datalen;
 795     int ret = 0;
 796
 797     if (ctx == NULL || md == NULL || !ossl_statem_export_allowed(s))
 798         goto err;
 799
 800     if (!use_context)
 801         contextlen = 0;
 802
 803     if (EVP_DigestInit_ex(ctx, md, NULL) <= 0
 804             || EVP_DigestUpdate(ctx, context, contextlen) <= 0
 805             || EVP_DigestFinal_ex(ctx, hash, &hashsize) <= 0
 806             || EVP_DigestInit_ex(ctx, md, NULL) <= 0
 807             || EVP_DigestFinal_ex(ctx, data, &datalen) <= 0
 808             || !tls13_hkdf_expand(s, md, s->exporter_master_secret,
 809                                   (const unsigned char *)label, llen,
 810                                   data, datalen, exportsecret, hashsize, 0)
 811             || !tls13_hkdf_expand(s, md, exportsecret, exporterlabel,
 812                                   sizeof(exporterlabel) - 1, hash, hashsize,
 813                                   out, olen, 0))
 814         goto err;
 815
 816     ret = 1;
 817  err:
 818     EVP_MD_CTX_free(ctx);
 819     return ret;
 820 }
 821
 822 int tls13_export_keying_material_early(SSL_CONNECTION *s,
 823                                        unsigned char *out, size_t olen,
 824                                        const char *label, size_t llen,
 825                                        const unsigned char *context,
 826                                        size_t contextlen)
 827 {
 828     /* ASCII: "exporter", in hex for EBCDIC compatibility */
 829     static const unsigned char exporterlabel[] = "\x65\x78\x70\x6F\x72\x74\x65\x72";
 830     unsigned char exportsecret[EVP_MAX_MD_SIZE];
 831     unsigned char hash[EVP_MAX_MD_SIZE], data[EVP_MAX_MD_SIZE];
 832     const EVP_MD *md;
 833     EVP_MD_CTX *ctx = EVP_MD_CTX_new();
 834     unsigned int hashsize, datalen;
 835     int ret = 0;
 836     const SSL_CIPHER *sslcipher;
 837
 838     if (ctx == NULL || !ossl_statem_export_early_allowed(s))
 839         goto err;
 840
 841     if (!s->server && s->max_early_data > 0
 842             && s->session->ext.max_early_data == 0)
 843         sslcipher = SSL_SESSION_get0_cipher(s->psksession);
 844     else
 845         sslcipher = SSL_SESSION_get0_cipher(s->session);
 846
 847     md = ssl_md(SSL_CONNECTION_GET_CTX(s), sslcipher->algorithm2);
 848
 849     /*
 850      * Calculate the hash value and store it in |data|. The reason why
 851      * the empty string is used is that the definition of TLS-Exporter
 852      * is like so:
 853      *
 854      * TLS-Exporter(label, context_value, key_length) =
 855      *     HKDF-Expand-Label(Derive-Secret(Secret, label, ""),
 856      *                       "exporter", Hash(context_value), key_length)
 857      *
 858      * Derive-Secret(Secret, Label, Messages) =
 859      *       HKDF-Expand-Label(Secret, Label,
 860      *                         Transcript-Hash(Messages), Hash.length)
 861      *
 862      * Here Transcript-Hash is the cipher suite hash algorithm.
 863      */
 864     if (md == NULL
 865             || EVP_DigestInit_ex(ctx, md, NULL) <= 0
 866             || EVP_DigestUpdate(ctx, context, contextlen) <= 0
 867             || EVP_DigestFinal_ex(ctx, hash, &hashsize) <= 0
 868             || EVP_DigestInit_ex(ctx, md, NULL) <= 0
 869             || EVP_DigestFinal_ex(ctx, data, &datalen) <= 0
 870             || !tls13_hkdf_expand(s, md, s->early_exporter_master_secret,
 871                                   (const unsigned char *)label, llen,
 872                                   data, datalen, exportsecret, hashsize, 0)
 873             || !tls13_hkdf_expand(s, md, exportsecret, exporterlabel,
 874                                   sizeof(exporterlabel) - 1, hash, hashsize,
 875                                   out, olen, 0))
 876         goto err;
 877
 878     ret = 1;
 879  err:
 880     EVP_MD_CTX_free(ctx);
 881     return ret;
 882 }