SM4 optimization for ARM by HW instruction
[openssl.git] / apps / rsa.c
index 87cb70254e8047e7695615f8d30909ac771172a0..08527f63478008ef6a78a0414843f86c74052948 100644 (file)
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  */
 
+/* Necessary for legacy RSA public key export */
+#define OPENSSL_SUPPRESS_DEPRECATED
+
 #include <openssl/opensslconf.h>
-#ifndef OPENSSL_NO_RSA
-# include <stdio.h>
-# include <stdlib.h>
-# include <string.h>
-# include <time.h>
-# include "apps.h"
-# include <openssl/bio.h>
-# include <openssl/err.h>
-# include <openssl/rsa.h>
-# include <openssl/evp.h>
-# include <openssl/x509.h>
-# include <openssl/pem.h>
-# include <openssl/bn.h>
+
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <string.h>
+#include <time.h>
+#include "apps.h"
+#include "progs.h"
+#include <openssl/bio.h>
+#include <openssl/err.h>
+#include <openssl/rsa.h>
+#include <openssl/evp.h>
+#include <openssl/x509.h>
+#include <openssl/pem.h>
+#include <openssl/bn.h>
+#include <openssl/encoder.h>
+
+/*
+ * This include is to get OSSL_KEYMGMT_SELECT_*, which feels a bit
+ * much just for those macros...  they might serve better as EVP macros.
+ */
+#include <openssl/core_dispatch.h>
+
+#ifndef OPENSSL_NO_RC4
+# define DEFAULT_PVK_ENCR_STRENGTH      2
+#else
+# define DEFAULT_PVK_ENCR_STRENGTH      0
+#endif
 
 typedef enum OPTION_choice {
-    OPT_ERR = -1, OPT_EOF = 0, OPT_HELP,
+    OPT_COMMON,
     OPT_INFORM, OPT_OUTFORM, OPT_ENGINE, OPT_IN, OPT_OUT,
     OPT_PUBIN, OPT_PUBOUT, OPT_PASSOUT, OPT_PASSIN,
-    OPT_RSAPUBKEY_IN, OPT_RSAPUBKEY_OUT, OPT_PVK_STRONG, OPT_PVK_WEAK,
-    OPT_PVK_NONE, OPT_NOOUT, OPT_TEXT, OPT_MODULUS, OPT_CHECK, OPT_CIPHER
+    OPT_RSAPUBKEY_IN, OPT_RSAPUBKEY_OUT,
+    /* Do not change the order here; see case statements below */
+    OPT_PVK_NONE, OPT_PVK_WEAK, OPT_PVK_STRONG,
+    OPT_NOOUT, OPT_TEXT, OPT_MODULUS, OPT_CHECK, OPT_CIPHER,
+    OPT_PROV_ENUM, OPT_TRADITIONAL
 } OPTION_CHOICE;
 
-OPTIONS rsa_options[] = {
+const OPTIONS rsa_options[] = {
+    OPT_SECTION("General"),
     {"help", OPT_HELP, '-', "Display this summary"},
-    {"inform", OPT_INFORM, 'f', "Input format, one of DER NET PEM"},
-    {"outform", OPT_OUTFORM, 'f', "Output format, one of DER NET PEM PVK"},
-    {"in", OPT_IN, '<', "Input file"},
-    {"out", OPT_OUT, '>', "Output file"},
+    {"check", OPT_CHECK, '-', "Verify key consistency"},
+    {"", OPT_CIPHER, '-', "Any supported cipher"},
+#ifndef OPENSSL_NO_ENGINE
+    {"engine", OPT_ENGINE, 's', "Use engine, possibly a hardware device"},
+#endif
+
+    OPT_SECTION("Input"),
+    {"in", OPT_IN, 's', "Input file"},
+    {"inform", OPT_INFORM, 'f', "Input format (DER/PEM/P12/ENGINE"},
     {"pubin", OPT_PUBIN, '-', "Expect a public key in input file"},
-    {"pubout", OPT_PUBOUT, '-', "Output a public key"},
-    {"passout", OPT_PASSOUT, 's', "Output file pass phrase source"},
-    {"passin", OPT_PASSIN, 's', "Input file pass phrase source"},
     {"RSAPublicKey_in", OPT_RSAPUBKEY_IN, '-', "Input is an RSAPublicKey"},
+    {"passin", OPT_PASSIN, 's', "Input file pass phrase source"},
+
+    OPT_SECTION("Output"),
+    {"out", OPT_OUT, '>', "Output file"},
+    {"outform", OPT_OUTFORM, 'f', "Output format, one of DER PEM PVK"},
+    {"pubout", OPT_PUBOUT, '-', "Output a public key"},
     {"RSAPublicKey_out", OPT_RSAPUBKEY_OUT, '-', "Output is an RSAPublicKey"},
-    {"pvk-strong", OPT_PVK_STRONG, '-'},
-    {"pvk-weak", OPT_PVK_WEAK, '-'},
-    {"pvk-none", OPT_PVK_NONE, '-'},
+    {"passout", OPT_PASSOUT, 's', "Output file pass phrase source"},
     {"noout", OPT_NOOUT, '-', "Don't print key out"},
     {"text", OPT_TEXT, '-', "Print the key in text"},
     {"modulus", OPT_MODULUS, '-', "Print the RSA key modulus"},
-    {"check", OPT_CHECK, '-', "Verify key consistency"},
-    {"", OPT_CIPHER, '-', "Any supported cipher"},
-# ifndef OPENSSL_NO_ENGINE
-    {"engine", OPT_ENGINE, 's', "Use engine, possibly a hardware device"},
-# endif
+    {"traditional", OPT_TRADITIONAL, '-',
+     "Use traditional format for private keys"},
+
+#ifndef OPENSSL_NO_RC4
+    OPT_SECTION("PVK"),
+    {"pvk-strong", OPT_PVK_STRONG, '-', "Enable 'Strong' PVK encoding level (default)"},
+    {"pvk-weak", OPT_PVK_WEAK, '-', "Enable 'Weak' PVK encoding level"},
+    {"pvk-none", OPT_PVK_NONE, '-', "Don't enforce PVK encoding"},
+#endif
+
+    OPT_PROV_OPTIONS,
     {NULL}
 };
 
+static int try_legacy_encoding(EVP_PKEY *pkey, int outformat, int pubout,
+                               BIO *out)
+{
+    int ret = 0;
+#ifndef OPENSSL_NO_DEPRECATED_3_0
+    const RSA *rsa = EVP_PKEY_get0_RSA(pkey);
+
+    if (rsa == NULL)
+        return 0;
+
+    if (outformat == FORMAT_ASN1) {
+        if (pubout == 2)
+            ret = i2d_RSAPublicKey_bio(out, rsa) > 0;
+        else
+            ret = i2d_RSA_PUBKEY_bio(out, rsa) > 0;
+    } else if (outformat == FORMAT_PEM) {
+        if (pubout == 2)
+            ret = PEM_write_bio_RSAPublicKey(out, rsa) > 0;
+        else
+            ret = PEM_write_bio_RSA_PUBKEY(out, rsa) > 0;
+# ifndef OPENSSL_NO_DSA
+    } else if (outformat == FORMAT_MSBLOB || outformat == FORMAT_PVK) {
+        ret = i2b_PublicKey_bio(out, pkey) > 0;
+# endif
+    }
+#endif
+
+    return ret;
+}
+
 int rsa_main(int argc, char **argv)
 {
     ENGINE *e = NULL;
     BIO *out = NULL;
-    RSA *rsa = NULL;
-    const EVP_CIPHER *enc = NULL;
-    char *infile = NULL, *outfile = NULL, *prog;
+    EVP_PKEY *pkey = NULL;
+    EVP_PKEY_CTX *pctx;
+    EVP_CIPHER *enc = NULL;
+    char *infile = NULL, *outfile = NULL, *ciphername = NULL, *prog;
     char *passin = NULL, *passout = NULL, *passinarg = NULL, *passoutarg = NULL;
-    int i;
-    int informat = FORMAT_PEM, outformat = FORMAT_PEM, text = 0, check = 0;
-    int noout = 0, modulus = 0, pubin = 0, pubout = 0, pvk_encr = 2, ret = 1;
+    int private = 0;
+    int informat = FORMAT_UNDEF, outformat = FORMAT_PEM, text = 0, check = 0;
+    int noout = 0, modulus = 0, pubin = 0, pubout = 0, ret = 1;
+    int pvk_encr = DEFAULT_PVK_ENCR_STRENGTH;
     OPTION_CHOICE o;
+    int traditional = 0;
+    const char *output_type = NULL;
+    const char *output_structure = NULL;
+    int selection = 0;
+    OSSL_ENCODER_CTX *ectx = NULL;
 
+    opt_set_unknown_name("cipher");
     prog = opt_init(argc, argv, rsa_options);
     while ((o = opt_next()) != OPT_EOF) {
         switch (o) {
         case OPT_EOF:
         case OPT_ERR:
-#ifdef OPENSSL_NO_RC4
-        case OPT_PVK_STRONG:
-        case OPT_PVK_WEAK:
-        case OPT_PVK_NONE:
-#endif
  opthelp:
             BIO_printf(bio_err, "%s: Use -help for summary.\n", prog);
             goto end;
@@ -217,17 +187,11 @@ int rsa_main(int argc, char **argv)
         case OPT_RSAPUBKEY_OUT:
             pubout = 2;
             break;
-#ifndef OPENSSL_NO_RC4
-        case OPT_PVK_STRONG:
-            pvk_encr = 2;
+        case OPT_PVK_STRONG:    /* pvk_encr:= 2 */
+        case OPT_PVK_WEAK:      /* pvk_encr:= 1 */
+        case OPT_PVK_NONE:      /* pvk_encr:= 0 */
+            pvk_encr = (o - OPT_PVK_NONE);
             break;
-        case OPT_PVK_WEAK:
-            pvk_encr = 1;
-            break;
-        case OPT_PVK_NONE:
-            pvk_encr = 0;
-            break;
-#endif
         case OPT_NOOUT:
             noout = 1;
             break;
@@ -241,91 +205,104 @@ int rsa_main(int argc, char **argv)
             check = 1;
             break;
         case OPT_CIPHER:
-            if (!opt_cipher(opt_unknown(), &enc))
-                goto opthelp;
+            ciphername = opt_unknown();
+            break;
+        case OPT_PROV_CASES:
+            if (!opt_provider(o))
+                goto end;
+            break;
+        case OPT_TRADITIONAL:
+            traditional = 1;
             break;
         }
     }
-    argc = opt_num_rest();
-    argv = opt_rest();
+
+    /* No extra arguments. */
+    if (!opt_check_rest_arg(NULL))
+        goto opthelp;
+
+    if (!opt_cipher(ciphername, &enc))
+        goto opthelp;
+    private = (text && !pubin) || (!pubout && !noout) ? 1 : 0;
 
     if (!app_passwd(passinarg, passoutarg, &passin, &passout)) {
         BIO_printf(bio_err, "Error getting passwords\n");
         goto end;
     }
-
-    if (!app_load_modules(NULL))
-        goto end;
-
     if (check && pubin) {
         BIO_printf(bio_err, "Only private keys can be checked\n");
         goto end;
     }
 
-    {
-        EVP_PKEY *pkey;
+    if (pubin) {
+        int tmpformat = FORMAT_UNDEF;
 
-        if (pubin) {
-            int tmpformat = -1;
-            if (pubin == 2) {
-                if (informat == FORMAT_PEM)
-                    tmpformat = FORMAT_PEMRSA;
-                else if (informat == FORMAT_ASN1)
-                    tmpformat = FORMAT_ASN1RSA;
-            } else
-                tmpformat = informat;
-
-            pkey = load_pubkey(infile, tmpformat, 1, passin, e, "Public Key");
-        } else
-            pkey = load_key(infile, informat, 1, passin, e, "Private Key");
-
-        if (pkey != NULL)
-            rsa = EVP_PKEY_get1_RSA(pkey);
-        EVP_PKEY_free(pkey);
+        if (pubin == 2) {
+            if (informat == FORMAT_PEM)
+                tmpformat = FORMAT_PEMRSA;
+            else if (informat == FORMAT_ASN1)
+                tmpformat = FORMAT_ASN1RSA;
+        } else {
+            tmpformat = informat;
+        }
+
+        pkey = load_pubkey(infile, tmpformat, 1, passin, e, "public key");
+    } else {
+        pkey = load_key(infile, informat, 1, passin, e, "private key");
     }
 
-    if (rsa == NULL) {
+    if (pkey == NULL) {
         ERR_print_errors(bio_err);
         goto end;
     }
+    if (!EVP_PKEY_is_a(pkey, "RSA")) {
+        BIO_printf(bio_err, "Not an RSA key\n");
+        goto end;
+    }
 
-    out = bio_open_default(outfile, "w");
+    out = bio_open_owner(outfile, outformat, private);
     if (out == NULL)
         goto end;
 
-    if (text)
-        if (!RSA_print(out, rsa, 0)) {
+    if (text) {
+        assert(pubin || private);
+        if ((pubin && EVP_PKEY_print_public(out, pkey, 0, NULL) <= 0)
+            || (!pubin && EVP_PKEY_print_private(out, pkey, 0, NULL) <= 0)) {
             perror(outfile);
             ERR_print_errors(bio_err);
             goto end;
         }
+    }
 
     if (modulus) {
+        BIGNUM *n = NULL;
+
+        /* Every RSA key has an 'n' */
+        EVP_PKEY_get_bn_param(pkey, "n", &n);
         BIO_printf(out, "Modulus=");
-        BN_print(out, rsa->n);
+        BN_print(out, n);
         BIO_printf(out, "\n");
+        BN_free(n);
     }
 
     if (check) {
-        int r = RSA_check_key(rsa);
+        int r;
 
-        if (r == 1)
-            BIO_printf(out, "RSA key ok\n");
-        else if (r == 0) {
-            unsigned long err;
-
-            while ((err = ERR_peek_error()) != 0 &&
-                   ERR_GET_LIB(err) == ERR_LIB_RSA &&
-                   ERR_GET_FUNC(err) == RSA_F_RSA_CHECK_KEY &&
-                   ERR_GET_REASON(err) != ERR_R_MALLOC_FAILURE) {
-                BIO_printf(out, "RSA key error: %s\n",
-                           ERR_reason_error_string(err));
-                ERR_get_error(); /* remove e from error stack */
-            }
+        pctx = EVP_PKEY_CTX_new_from_pkey(NULL, pkey, NULL);
+        if (pctx == NULL) {
+            BIO_printf(bio_err, "RSA unable to create PKEY context\n");
+            ERR_print_errors(bio_err);
+            goto end;
         }
+        r = EVP_PKEY_check(pctx);
+        EVP_PKEY_CTX_free(pctx);
 
-        /* should happen only if r == -1 */
-        if (r == -1 || ERR_peek_error() != 0) {
+        if (r == 1) {
+            BIO_printf(out, "RSA key ok\n");
+        } else if (r == 0) {
+            BIO_printf(bio_err, "RSA key not ok\n");
+            ERR_print_errors(bio_err);
+        } else if (r == -1) {
             ERR_print_errors(bio_err);
             goto end;
         }
@@ -336,69 +313,101 @@ int rsa_main(int argc, char **argv)
         goto end;
     }
     BIO_printf(bio_err, "writing RSA key\n");
+
+    /* Choose output type for the format */
     if (outformat == FORMAT_ASN1) {
-        if (pubout || pubin) {
-            if (pubout == 2)
-                i = i2d_RSAPublicKey_bio(out, rsa);
-            else
-                i = i2d_RSA_PUBKEY_bio(out, rsa);
-        } else
-            i = i2d_RSAPrivateKey_bio(out, rsa);
+        output_type = "DER";
+    } else if (outformat == FORMAT_PEM) {
+        output_type = "PEM";
+    } else if (outformat == FORMAT_MSBLOB) {
+        output_type = "MSBLOB";
+    } else if (outformat == FORMAT_PVK) {
+        if (pubin) {
+            BIO_printf(bio_err, "PVK form impossible with public key input\n");
+            goto end;
+        }
+        output_type = "PVK";
+    } else {
+        BIO_printf(bio_err, "bad output format specified for outfile\n");
+        goto end;
     }
-# ifndef OPENSSL_NO_RC4
-    else if (outformat == FORMAT_NETSCAPE) {
-        unsigned char *p, *save;
-        int size = i2d_RSA_NET(rsa, NULL, NULL, 0);
-
-        save = p = app_malloc(size, "RSA i2d buffer");
-        i2d_RSA_NET(rsa, &p, NULL, 0);
-        BIO_write(out, (char *)save, size);
-        OPENSSL_free(save);
-        i = 1;
+
+    /* Select what you want in the output */
+    if (pubout || pubin) {
+        selection = OSSL_KEYMGMT_SELECT_PUBLIC_KEY;
+    } else {
+        assert(private);
+        selection = (OSSL_KEYMGMT_SELECT_KEYPAIR
+                     | OSSL_KEYMGMT_SELECT_ALL_PARAMETERS);
     }
-# endif
-    else if (outformat == FORMAT_PEM) {
+
+    /* For DER based output, select the desired output structure */
+    if (outformat == FORMAT_ASN1 || outformat == FORMAT_PEM) {
         if (pubout || pubin) {
             if (pubout == 2)
-                i = PEM_write_bio_RSAPublicKey(out, rsa);
+                output_structure = "pkcs1"; /* "type-specific" would work too */
             else
-                i = PEM_write_bio_RSA_PUBKEY(out, rsa);
-        } else
-            i = PEM_write_bio_RSAPrivateKey(out, rsa,
-                                            enc, NULL, 0, NULL, passout);
-# if !defined(OPENSSL_NO_DSA) && !defined(OPENSSL_NO_RC4)
-    } else if (outformat == FORMAT_MSBLOB || outformat == FORMAT_PVK) {
-        EVP_PKEY *pk;
-        pk = EVP_PKEY_new();
-        EVP_PKEY_set1_RSA(pk, rsa);
-        if (outformat == FORMAT_PVK)
-            i = i2b_PVK_bio(out, pk, pvk_encr, 0, passout);
-        else if (pubin || pubout)
-            i = i2b_PublicKey_bio(out, pk);
+                output_structure = "SubjectPublicKeyInfo";
+        } else {
+            assert(private);
+            if (traditional)
+                output_structure = "pkcs1"; /* "type-specific" would work too */
+            else
+                output_structure = "PrivateKeyInfo";
+        }
+    }
+
+    /* Now, perform the encoding */
+    ectx = OSSL_ENCODER_CTX_new_for_pkey(pkey, selection,
+                                         output_type, output_structure,
+                                         NULL);
+    if (OSSL_ENCODER_CTX_get_num_encoders(ectx) == 0) {
+        if ((!pubout && !pubin)
+            || !try_legacy_encoding(pkey, outformat, pubout, out))
+            BIO_printf(bio_err, "%s format not supported\n", output_type);
         else
-            i = i2b_PrivateKey_bio(out, pk);
-        EVP_PKEY_free(pk);
-# endif
-    } else {
-        BIO_printf(bio_err, "bad output format specified for outfile\n");
+            ret = 0;
         goto end;
     }
-    if (i <= 0) {
+
+    /* Passphrase setup */
+    if (enc != NULL)
+        OSSL_ENCODER_CTX_set_cipher(ectx, EVP_CIPHER_get0_name(enc), NULL);
+
+    /* Default passphrase prompter */
+    if (enc != NULL || outformat == FORMAT_PVK) {
+        OSSL_ENCODER_CTX_set_passphrase_ui(ectx, get_ui_method(), NULL);
+        if (passout != NULL)
+            /* When passout given, override the passphrase prompter */
+            OSSL_ENCODER_CTX_set_passphrase(ectx,
+                                            (const unsigned char *)passout,
+                                            strlen(passout));
+    }
+
+    /* PVK is a bit special... */
+    if (outformat == FORMAT_PVK) {
+        OSSL_PARAM params[2] = { OSSL_PARAM_END, OSSL_PARAM_END };
+
+        params[0] = OSSL_PARAM_construct_int("encrypt-level", &pvk_encr);
+        if (!OSSL_ENCODER_CTX_set_params(ectx, params)) {
+            BIO_printf(bio_err, "invalid PVK encryption level\n");
+            goto end;
+        }
+    }
+
+    if (!OSSL_ENCODER_to_bio(ectx, out)) {
         BIO_printf(bio_err, "unable to write key\n");
         ERR_print_errors(bio_err);
-    } else
-        ret = 0;
+        goto end;
+    }
+    ret = 0;
  end:
+    OSSL_ENCODER_CTX_free(ectx);
+    release_engine(e);
     BIO_free_all(out);
-    RSA_free(rsa);
+    EVP_PKEY_free(pkey);
+    EVP_CIPHER_free(enc);
     OPENSSL_free(passin);
     OPENSSL_free(passout);
-    return (ret);
+    return ret;
 }
-#else                           /* !OPENSSL_NO_RSA */
-
-# if PEDANTIC
-static void *dummy = &dummy;
-# endif
-
-#endif