providers/implementations/ciphers/cipher_aes_wrp.c

   1 /*
   2  * Copyright 2019 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 "cipher_aes.h"
  11 #include "prov/providercommonerr.h"
  12 #include "prov/implementations.h"
  13
  14 /* AES wrap with padding has IV length of 4, without padding 8 */
  15 #define AES_WRAP_PAD_IVLEN   4
  16 #define AES_WRAP_NOPAD_IVLEN 8
  17
  18 /* TODO(3.0) Figure out what flags need to be passed */
  19 #define WRAP_FLAGS (EVP_CIPH_WRAP_MODE | EVP_CIPH_CUSTOM_IV \
  20                     | EVP_CIPH_ALWAYS_CALL_INIT)
  21
  22 typedef size_t (*aeswrap_fn)(void *key, const unsigned char *iv,
  23                              unsigned char *out, const unsigned char *in,
  24                              size_t inlen, block128_f block);
  25
  26 static OSSL_OP_cipher_encrypt_init_fn aes_wrap_einit;
  27 static OSSL_OP_cipher_decrypt_init_fn aes_wrap_dinit;
  28 static OSSL_OP_cipher_update_fn aes_wrap_cipher;
  29 static OSSL_OP_cipher_final_fn aes_wrap_final;
  30 static OSSL_OP_cipher_freectx_fn aes_wrap_freectx;
  31
  32 typedef struct prov_aes_wrap_ctx_st {
  33     PROV_CIPHER_CTX base;
  34     union {
  35         OSSL_UNION_ALIGN;
  36         AES_KEY ks;
  37     } ks;
  38     aeswrap_fn wrapfn;
  39
  40 } PROV_AES_WRAP_CTX;
  41
  42
  43 static void *aes_wrap_newctx(size_t kbits, size_t blkbits,
  44                              size_t ivbits, unsigned int mode, uint64_t flags)
  45 {
  46     PROV_AES_WRAP_CTX *wctx = OPENSSL_zalloc(sizeof(*wctx));
  47     PROV_CIPHER_CTX *ctx = (PROV_CIPHER_CTX *)wctx;
  48
  49     if (ctx != NULL) {
  50         cipher_generic_initkey(ctx, kbits, blkbits, ivbits, mode, flags,
  51                                NULL, NULL);
  52         ctx->pad = (ctx->ivlen == AES_WRAP_PAD_IVLEN);
  53     }
  54     return wctx;
  55 }
  56
  57 static void aes_wrap_freectx(void *vctx)
  58 {
  59     PROV_AES_WRAP_CTX *wctx = (PROV_AES_WRAP_CTX *)vctx;
  60
  61     OPENSSL_clear_free(wctx,  sizeof(*wctx));
  62 }
  63
  64 static int aes_wrap_init(void *vctx, const unsigned char *key,
  65                          size_t keylen, const unsigned char *iv,
  66                          size_t ivlen, int enc)
  67 {
  68     PROV_CIPHER_CTX *ctx = (PROV_CIPHER_CTX *)vctx;
  69     PROV_AES_WRAP_CTX *wctx = (PROV_AES_WRAP_CTX *)vctx;
  70
  71     ctx->enc = enc;
  72     ctx->block = enc ? (block128_f)AES_encrypt : (block128_f)AES_decrypt;
  73     if (ctx->pad)
  74         wctx->wrapfn = enc ? CRYPTO_128_wrap_pad : CRYPTO_128_unwrap_pad;
  75     else
  76         wctx->wrapfn = enc ? CRYPTO_128_wrap : CRYPTO_128_unwrap;
  77
  78     if (iv != NULL) {
  79         if (!cipher_generic_initiv(ctx, iv, ivlen))
  80             return 0;
  81     }
  82     if (key != NULL) {
  83         if (keylen != ctx->keylen) {
  84            ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_INVALID_KEY_LENGTH);
  85            return 0;
  86         }
  87         if (ctx->enc)
  88             AES_set_encrypt_key(key, keylen * 8, &wctx->ks.ks);
  89         else
  90             AES_set_decrypt_key(key, keylen * 8, &wctx->ks.ks);
  91     }
  92     return 1;
  93 }
  94
  95 static int aes_wrap_einit(void *ctx, const unsigned char *key, size_t keylen,
  96                           const unsigned char *iv, size_t ivlen)
  97 {
  98     return aes_wrap_init(ctx, key, keylen, iv, ivlen, 1);
  99 }
 100
 101 static int aes_wrap_dinit(void *ctx, const unsigned char *key, size_t keylen,
 102                           const unsigned char *iv, size_t ivlen)
 103 {
 104     return aes_wrap_init(ctx, key, keylen, iv, ivlen, 0);
 105 }
 106
 107 static int aes_wrap_cipher_internal(void *vctx, unsigned char *out,
 108                                     const unsigned char *in, size_t inlen)
 109 {
 110     PROV_CIPHER_CTX *ctx = (PROV_CIPHER_CTX *)vctx;
 111     PROV_AES_WRAP_CTX *wctx = (PROV_AES_WRAP_CTX *)vctx;
 112     size_t rv;
 113     int pad = ctx->pad;
 114
 115     /* No final operation so always return zero length */
 116     if (in == NULL)
 117         return 0;
 118
 119     /* Input length must always be non-zero */
 120     if (inlen == 0)
 121         return -1;
 122
 123     /* If decrypting need at least 16 bytes and multiple of 8 */
 124     if (!ctx->enc && (inlen < 16 || inlen & 0x7))
 125         return -1;
 126
 127     /* If not padding input must be multiple of 8 */
 128     if (!pad && inlen & 0x7)
 129         return -1;
 130
 131     if (out == NULL) {
 132         if (ctx->enc) {
 133             /* If padding round up to multiple of 8 */
 134             if (pad)
 135                 inlen = (inlen + 7) / 8 * 8;
 136             /* 8 byte prefix */
 137             return inlen + 8;
 138         } else {
 139             /*
 140              * If not padding output will be exactly 8 bytes smaller than
 141              * input. If padding it will be at least 8 bytes smaller but we
 142              * don't know how much.
 143              */
 144             return inlen - 8;
 145         }
 146     }
 147
 148     rv = wctx->wrapfn(&wctx->ks.ks, ctx->iv_set ? ctx->iv : NULL, out, in,
 149                       inlen, ctx->block);
 150     return rv ? (int)rv : -1;
 151 }
 152
 153 static int aes_wrap_final(void *vctx, unsigned char *out, size_t *outl,
 154                           size_t outsize)
 155 {
 156     *outl = 0;
 157     return 1;
 158 }
 159
 160 static int aes_wrap_cipher(void *vctx,
 161                            unsigned char *out, size_t *outl, size_t outsize,
 162                            const unsigned char *in, size_t inl)
 163 {
 164     PROV_AES_WRAP_CTX *ctx = (PROV_AES_WRAP_CTX *)vctx;
 165     size_t len;
 166
 167     if (inl == 0) {
 168         *outl = 0;
 169         return 1;
 170     }
 171
 172     if (outsize < inl) {
 173         ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_OUTPUT_BUFFER_TOO_SMALL);
 174         return -1;
 175     }
 176
 177     len = aes_wrap_cipher_internal(ctx, out, in, inl);
 178     if (len == 0)
 179         return -1;
 180
 181     *outl = len;
 182     return 1;
 183 }
 184
 185 static int aes_wrap_set_ctx_params(void *vctx, const OSSL_PARAM params[])
 186 {
 187     PROV_CIPHER_CTX *ctx = (PROV_CIPHER_CTX *)vctx;
 188     const OSSL_PARAM *p;
 189     size_t keylen = 0;
 190
 191     p = OSSL_PARAM_locate_const(params, OSSL_CIPHER_PARAM_KEYLEN);
 192     if (p != NULL) {
 193         if (!OSSL_PARAM_get_size_t(p, &keylen)) {
 194             ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_FAILED_TO_GET_PARAMETER);
 195             return 0;
 196         }
 197         if (ctx->keylen != keylen) {
 198             ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_INVALID_KEY_LENGTH);
 199             return 0;
 200         }
 201     }
 202     return 1;
 203 }
 204
 205 #define IMPLEMENT_cipher(mode, fname, UCMODE, flags, kbits, blkbits, ivbits)   \
 206     static OSSL_OP_cipher_get_params_fn aes_##kbits##_##fname##_get_params;    \
 207     static int aes_##kbits##_##fname##_get_params(OSSL_PARAM params[])         \
 208     {                                                                          \
 209         return cipher_generic_get_params(params, EVP_CIPH_##UCMODE##_MODE,     \
 210                                          flags, kbits, blkbits, ivbits);       \
 211     }                                                                          \
 212     static OSSL_OP_cipher_newctx_fn aes_##kbits##fname##_newctx;               \
 213     static void *aes_##kbits##fname##_newctx(void *provctx)                    \
 214     {                                                                          \
 215         return aes_##mode##_newctx(kbits, blkbits, ivbits,                     \
 216                                    EVP_CIPH_##UCMODE##_MODE, flags);           \
 217     }                                                                          \
 218     const OSSL_DISPATCH aes##kbits##fname##_functions[] = {                    \
 219         { OSSL_FUNC_CIPHER_NEWCTX,                                             \
 220             (void (*)(void))aes_##kbits##fname##_newctx },                     \
 221         { OSSL_FUNC_CIPHER_ENCRYPT_INIT, (void (*)(void))aes_##mode##_einit }, \
 222         { OSSL_FUNC_CIPHER_DECRYPT_INIT, (void (*)(void))aes_##mode##_dinit }, \
 223         { OSSL_FUNC_CIPHER_UPDATE, (void (*)(void))aes_##mode##_cipher },      \
 224         { OSSL_FUNC_CIPHER_FINAL, (void (*)(void))aes_##mode##_final },        \
 225         { OSSL_FUNC_CIPHER_FREECTX, (void (*)(void))aes_##mode##_freectx },    \
 226         { OSSL_FUNC_CIPHER_GET_PARAMS,                                         \
 227             (void (*)(void))aes_##kbits##_##fname##_get_params },              \
 228         { OSSL_FUNC_CIPHER_GETTABLE_PARAMS,                                    \
 229             (void (*)(void))cipher_generic_gettable_params },                  \
 230         { OSSL_FUNC_CIPHER_GET_CTX_PARAMS,                                     \
 231             (void (*)(void))cipher_generic_get_ctx_params },                   \
 232         { OSSL_FUNC_CIPHER_SET_CTX_PARAMS,                                     \
 233             (void (*)(void))aes_wrap_set_ctx_params },                         \
 234         { OSSL_FUNC_CIPHER_GETTABLE_CTX_PARAMS,                                \
 235             (void (*)(void))cipher_generic_gettable_ctx_params },              \
 236         { OSSL_FUNC_CIPHER_SETTABLE_CTX_PARAMS,                                \
 237             (void (*)(void))cipher_generic_settable_ctx_params },              \
 238         { 0, NULL }                                                            \
 239     }
 240
 241 IMPLEMENT_cipher(wrap, wrap, WRAP, WRAP_FLAGS, 256, 64, AES_WRAP_NOPAD_IVLEN * 8);
 242 IMPLEMENT_cipher(wrap, wrap, WRAP, WRAP_FLAGS, 192, 64, AES_WRAP_NOPAD_IVLEN * 8);
 243 IMPLEMENT_cipher(wrap, wrap, WRAP, WRAP_FLAGS, 128, 64, AES_WRAP_NOPAD_IVLEN * 8);
 244 IMPLEMENT_cipher(wrap, wrappad, WRAP, WRAP_FLAGS, 256, 64, AES_WRAP_PAD_IVLEN * 8);
 245 IMPLEMENT_cipher(wrap, wrappad, WRAP, WRAP_FLAGS, 192, 64, AES_WRAP_PAD_IVLEN * 8);
 246 IMPLEMENT_cipher(wrap, wrappad, WRAP, WRAP_FLAGS, 128, 64, AES_WRAP_PAD_IVLEN * 8);