crypto/engine/eng_cryptodev.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2002 Bob Beck <beck@openbsd.org>
   3  * Copyright (c) 2002 Theo de Raadt
   4  * Copyright (c) 2002 Markus Friedl
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  15  * 3. Neither the name of the author nor the names of contributors
  16  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  17  *    without specific prior written permission.
  18  *
  19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND ANY
  20  * EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED
  21  * WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
  22  * DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY
  23  * DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES
  24  * (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  25  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND
  26  * ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  27  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  28  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  29  *
  30  */
  31
  32 #include <openssl/objects.h>
  33 #include <openssl/engine.h>
  34 #include <openssl/evp.h>
  35
  36 #if (defined(__unix__) || defined(unix)) && !defined(USG) && \
  37         (defined(OpenBSD) || defined(__FreeBSD_version))
  38 #include <sys/param.h>
  39 # if (OpenBSD >= 200112) || ((__FreeBSD_version >= 470101 && __FreeBSD_version < 500000) || __FreeBSD_version >= 500041)
  40 #  define HAVE_CRYPTODEV
  41 # endif
  42 # if (OpenBSD >= 200110)
  43 #  define HAVE_SYSLOG_R
  44 # endif
  45 #endif
  46
  47 #ifndef HAVE_CRYPTODEV
  48
  49 void
  50 ENGINE_load_cryptodev(void)
  51 {
  52         /* This is a NOP on platforms without /dev/crypto */
  53         return;
  54 }
  55
  56 #else
  57
  58 #include <sys/types.h>
  59 #include <crypto/cryptodev.h>
  60 #include <sys/ioctl.h>
  61 #include <errno.h>
  62 #include <stdio.h>
  63 #include <unistd.h>
  64 #include <fcntl.h>
  65 #include <stdarg.h>
  66 #include <syslog.h>
  67 #include <errno.h>
  68 #include <string.h>
  69
  70 struct dev_crypto_state {
  71         struct session_op d_sess;
  72         int d_fd;
  73 };
  74
  75 static u_int32_t cryptodev_asymfeat = 0;
  76
  77 static int get_asym_dev_crypto(void);
  78 static int open_dev_crypto(void);
  79 static int get_dev_crypto(void);
  80 static int cryptodev_max_iv(int cipher);
  81 static int cryptodev_key_length_valid(int cipher, int len);
  82 static int cipher_nid_to_cryptodev(int nid);
  83 static int get_cryptodev_ciphers(const int **cnids);
  84 static int get_cryptodev_digests(const int **cnids);
  85 static int cryptodev_usable_ciphers(const int **nids);
  86 static int cryptodev_usable_digests(const int **nids);
  87 static int cryptodev_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
  88     const unsigned char *in, unsigned int inl);
  89 static int cryptodev_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
  90     const unsigned char *iv, int enc);
  91 static int cryptodev_cleanup(EVP_CIPHER_CTX *ctx);
  92 static int cryptodev_engine_ciphers(ENGINE *e, const EVP_CIPHER **cipher,
  93     const int **nids, int nid);
  94 static int cryptodev_engine_digests(ENGINE *e, const EVP_MD **digest,
  95     const int **nids, int nid);
  96 static int bn2crparam(const BIGNUM *a, struct crparam *crp);
  97 static int crparam2bn(struct crparam *crp, BIGNUM *a);
  98 static void zapparams(struct crypt_kop *kop);
  99 static int cryptodev_asym(struct crypt_kop *kop, int rlen, BIGNUM *r,
 100     int slen, BIGNUM *s);
 101
 102 static int cryptodev_bn_mod_exp(BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 103     const BIGNUM *p, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *m_ctx);
 104 static int cryptodev_rsa_nocrt_mod_exp(BIGNUM *r0, const BIGNUM *I,
 105     RSA *rsa);
 106 static int cryptodev_rsa_mod_exp(BIGNUM *r0, const BIGNUM *I, RSA *rsa);
 107 static int cryptodev_dsa_bn_mod_exp(DSA *dsa, BIGNUM *r, BIGNUM *a,
 108     const BIGNUM *p, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *m_ctx);
 109 static int cryptodev_dsa_dsa_mod_exp(DSA *dsa, BIGNUM *t1, BIGNUM *g,
 110     BIGNUM *u1, BIGNUM *pub_key, BIGNUM *u2, BIGNUM *p,
 111     BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *mont);
 112 static DSA_SIG *cryptodev_dsa_do_sign(const unsigned char *dgst,
 113     int dlen, DSA *dsa);
 114 static int cryptodev_dsa_verify(const unsigned char *dgst, int dgst_len,
 115     DSA_SIG *sig, DSA *dsa);
 116 static int cryptodev_mod_exp_dh(const DH *dh, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 117     const BIGNUM *p, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx,
 118     BN_MONT_CTX *m_ctx);
 119 static int cryptodev_dh_compute_key(unsigned char *key,
 120     const BIGNUM *pub_key, DH *dh);
 121 static int cryptodev_ctrl(ENGINE *e, int cmd, long i, void *p,
 122     void (*f)());
 123 void ENGINE_load_cryptodev(void);
 124
 125 static const ENGINE_CMD_DEFN cryptodev_defns[] = {
 126         { 0, NULL, NULL, 0 }
 127 };
 128
 129 static struct {
 130         int     id;
 131         int     nid;
 132         int     ivmax;
 133         int     keylen;
 134 } ciphers[] = {
 135         { CRYPTO_DES_CBC,               NID_des_cbc,            8,       8, },
 136         { CRYPTO_3DES_CBC,              NID_des_ede3_cbc,       8,      24, },
 137         { CRYPTO_AES_CBC,               NID_aes_128_cbc,        16,     16, },
 138         { CRYPTO_BLF_CBC,               NID_bf_cbc,             8,      16, },
 139         { CRYPTO_CAST_CBC,              NID_cast5_cbc,          8,      16, },
 140         { CRYPTO_SKIPJACK_CBC,          NID_undef,              0,       0, },
 141         { 0,                            NID_undef,              0,       0, },
 142 };
 143
 144 static struct {
 145         int     id;
 146         int     nid;
 147 } digests[] = {
 148         { CRYPTO_SHA1_HMAC,             NID_hmacWithSHA1,       },
 149         { CRYPTO_RIPEMD160_HMAC,        NID_ripemd160,          },
 150         { CRYPTO_MD5_KPDK,              NID_undef,              },
 151         { CRYPTO_SHA1_KPDK,             NID_undef,              },
 152         { CRYPTO_MD5,                   NID_md5,                },
 153         { CRYPTO_SHA1,                  NID_undef,              },
 154         { 0,                            NID_undef,              },
 155 };
 156
 157 /*
 158  * Return a fd if /dev/crypto seems usable, 0 otherwise.
 159  */
 160 static int
 161 open_dev_crypto(void)
 162 {
 163         static int fd = -1;
 164
 165         if (fd == -1) {
 166                 if ((fd = open("/dev/crypto", O_RDWR, 0)) == -1)
 167                         return (-1);
 168                 /* close on exec */
 169                 if (fcntl(fd, F_SETFD, 1) == -1) {
 170                         close(fd);
 171                         fd = -1;
 172                         return (-1);
 173                 }
 174         }
 175         return (fd);
 176 }
 177
 178 static int
 179 get_dev_crypto(void)
 180 {
 181         int fd, retfd;
 182
 183         if ((fd = open_dev_crypto()) == -1)
 184                 return (-1);
 185         if (ioctl(fd, CRIOGET, &retfd) == -1)
 186                 return (-1);
 187
 188         /* close on exec */
 189         if (fcntl(retfd, F_SETFD, 1) == -1) {
 190                 close(retfd);
 191                 return (-1);
 192         }
 193         return (retfd);
 194 }
 195
 196 /* Caching version for asym operations */
 197 static int
 198 get_asym_dev_crypto(void)
 199 {
 200         static int fd = -1;
 201
 202         if (fd == -1)
 203                 fd = get_dev_crypto();
 204         return fd;
 205 }
 206
 207 /*
 208  * XXXX this needs to be set for each alg - and determined from
 209  * a running card.
 210  */
 211 static int
 212 cryptodev_max_iv(int cipher)
 213 {
 214         int i;
 215
 216         for (i = 0; ciphers[i].id; i++)
 217                 if (ciphers[i].id == cipher)
 218                         return (ciphers[i].ivmax);
 219         return (0);
 220 }
 221
 222 /*
 223  * XXXX this needs to be set for each alg - and determined from
 224  * a running card. For now, fake it out - but most of these
 225  * for real devices should return 1 for the supported key
 226  * sizes the device can handle.
 227  */
 228 static int
 229 cryptodev_key_length_valid(int cipher, int len)
 230 {
 231         int i;
 232
 233         for (i = 0; ciphers[i].id; i++)
 234                 if (ciphers[i].id == cipher)
 235                         return (ciphers[i].keylen == len);
 236         return (0);
 237 }
 238
 239 /* convert libcrypto nids to cryptodev */
 240 static int
 241 cipher_nid_to_cryptodev(int nid)
 242 {
 243         int i;
 244
 245         for (i = 0; ciphers[i].id; i++)
 246                 if (ciphers[i].nid == nid)
 247                         return (ciphers[i].id);
 248         return (0);
 249 }
 250
 251 /*
 252  * Find out what ciphers /dev/crypto will let us have a session for.
 253  * XXX note, that some of these openssl doesn't deal with yet!
 254  * returning them here is harmless, as long as we return NULL
 255  * when asked for a handler in the cryptodev_engine_ciphers routine
 256  */
 257 static int
 258 get_cryptodev_ciphers(const int **cnids)
 259 {
 260         static int nids[CRYPTO_ALGORITHM_MAX];
 261         struct session_op sess;
 262         int fd, i, count = 0;
 263
 264         if ((fd = get_dev_crypto()) < 0) {
 265                 *nids = NULL;
 266                 return (0);
 267         }
 268         memset(&sess, 0, sizeof(sess));
 269         sess.key = (caddr_t)"123456781234567812345678";
 270
 271         for (i = 0; ciphers[i].id && count < CRYPTO_ALGORITHM_MAX; i++) {
 272                 if (ciphers[i].nid == NID_undef)
 273                         continue;
 274                 sess.cipher = ciphers[i].id;
 275                 sess.keylen = ciphers[i].keylen;
 276                 sess.mac = 0;
 277                 if (ioctl(fd, CIOCGSESSION, &sess) != -1 &&
 278                     ioctl(fd, CIOCFSESSION, &sess.ses) != -1)
 279                         nids[count++] = ciphers[i].nid;
 280         }
 281         close(fd);
 282
 283         if (count > 0)
 284                 *cnids = nids;
 285         else
 286                 *cnids = NULL;
 287         return (count);
 288 }
 289
 290 /*
 291  * Find out what digests /dev/crypto will let us have a session for.
 292  * XXX note, that some of these openssl doesn't deal with yet!
 293  * returning them here is harmless, as long as we return NULL
 294  * when asked for a handler in the cryptodev_engine_digests routine
 295  */
 296 static int
 297 get_cryptodev_digests(const int **cnids)
 298 {
 299         static int nids[CRYPTO_ALGORITHM_MAX];
 300         struct session_op sess;
 301         int fd, i, count = 0;
 302
 303         if ((fd = get_dev_crypto()) < 0) {
 304                 *nids = NULL;
 305                 return (0);
 306         }
 307         memset(&sess, 0, sizeof(sess));
 308         for (i = 0; digests[i].id && count < CRYPTO_ALGORITHM_MAX; i++) {
 309                 if (digests[i].nid == NID_undef)
 310                         continue;
 311                 sess.mac = digests[i].id;
 312                 sess.cipher = 0;
 313                 if (ioctl(fd, CIOCGSESSION, &sess) != -1 &&
 314                     ioctl(fd, CIOCFSESSION, &sess.ses) != -1)
 315                         nids[count++] = digests[i].nid;
 316         }
 317         close(fd);
 318
 319         if (count > 0)
 320                 *cnids = nids;
 321         else
 322                 *cnids = NULL;
 323         return (count);
 324 }
 325
 326 /*
 327  * Find the useable ciphers|digests from dev/crypto - this is the first
 328  * thing called by the engine init crud which determines what it
 329  * can use for ciphers from this engine. We want to return
 330  * only what we can do, anythine else is handled by software.
 331  *
 332  * If we can't initialize the device to do anything useful for
 333  * any reason, we want to return a NULL array, and 0 length,
 334  * which forces everything to be done is software. By putting
 335  * the initalization of the device in here, we ensure we can
 336  * use this engine as the default, and if for whatever reason
 337  * /dev/crypto won't do what we want it will just be done in
 338  * software
 339  *
 340  * This can (should) be greatly expanded to perhaps take into
 341  * account speed of the device, and what we want to do.
 342  * (although the disabling of particular alg's could be controlled
 343  * by the device driver with sysctl's.) - this is where we
 344  * want most of the decisions made about what we actually want
 345  * to use from /dev/crypto.
 346  */
 347 static int
 348 cryptodev_usable_ciphers(const int **nids)
 349 {
 350         return (get_cryptodev_ciphers(nids));
 351 }
 352
 353 static int
 354 cryptodev_usable_digests(const int **nids)
 355 {
 356         /*
 357          * XXXX just disable all digests for now, because it sucks.
 358          * we need a better way to decide this - i.e. I may not
 359          * want digests on slow cards like hifn on fast machines,
 360          * but might want them on slow or loaded machines, etc.
 361          * will also want them when using crypto cards that don't
 362          * suck moose gonads - would be nice to be able to decide something
 363          * as reasonable default without having hackery that's card dependent.
 364          * of course, the default should probably be just do everything,
 365          * with perhaps a sysctl to turn algoritms off (or have them off
 366          * by default) on cards that generally suck like the hifn.
 367          */
 368         *nids = NULL;
 369         return (0);
 370 }
 371
 372 static int
 373 cryptodev_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 374     const unsigned char *in, unsigned int inl)
 375 {
 376         struct crypt_op cryp;
 377         struct dev_crypto_state *state = ctx->cipher_data;
 378         struct session_op *sess = &state->d_sess;
 379         void *iiv;
 380         unsigned char save_iv[EVP_MAX_IV_LENGTH];
 381
 382         if (state->d_fd < 0)
 383                 return (0);
 384         if (!inl)
 385                 return (1);
 386         if ((inl % ctx->cipher->block_size) != 0)
 387                 return (0);
 388
 389         memset(&cryp, 0, sizeof(cryp));
 390
 391         cryp.ses = sess->ses;
 392         cryp.flags = 0;
 393         cryp.len = inl;
 394         cryp.src = (caddr_t) in;
 395         cryp.dst = (caddr_t) out;
 396         cryp.mac = 0;
 397
 398         cryp.op = ctx->encrypt ? COP_ENCRYPT : COP_DECRYPT;
 399
 400         if (ctx->cipher->iv_len) {
 401                 cryp.iv = (caddr_t) ctx->iv;
 402                 if (!ctx->encrypt) {
 403                         iiv = (void *) in + inl - ctx->cipher->iv_len;
 404                         memcpy(save_iv, iiv, ctx->cipher->iv_len);
 405                 }
 406         } else
 407                 cryp.iv = NULL;
 408
 409         if (ioctl(state->d_fd, CIOCCRYPT, &cryp) == -1) {
 410                 /* XXX need better errror handling
 411                  * this can fail for a number of different reasons.
 412                  */
 413                 return (0);
 414         }
 415
 416         if (ctx->cipher->iv_len) {
 417                 if (ctx->encrypt)
 418                         iiv = (void *) out + inl - ctx->cipher->iv_len;
 419                 else
 420                         iiv = save_iv;
 421                 memcpy(ctx->iv, iiv, ctx->cipher->iv_len);
 422         }
 423         return (1);
 424 }
 425
 426 static int
 427 cryptodev_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
 428     const unsigned char *iv, int enc)
 429 {
 430         struct dev_crypto_state *state = ctx->cipher_data;
 431         struct session_op *sess = &state->d_sess;
 432         int cipher;
 433
 434         if ((cipher = cipher_nid_to_cryptodev(ctx->cipher->nid)) == NID_undef)
 435                 return (0);
 436
 437         if (ctx->cipher->iv_len > cryptodev_max_iv(cipher))
 438                 return (0);
 439
 440         if (!cryptodev_key_length_valid(cipher, ctx->key_len))
 441                 return (0);
 442
 443         memset(sess, 0, sizeof(struct session_op));
 444
 445         if ((state->d_fd = get_dev_crypto()) < 0)
 446                 return (0);
 447
 448         sess->key = (unsigned char *)key;
 449         sess->keylen = ctx->key_len;
 450         sess->cipher = cipher;
 451
 452         if (ioctl(state->d_fd, CIOCGSESSION, sess) == -1) {
 453                 close(state->d_fd);
 454                 state->d_fd = -1;
 455                 return (0);
 456         }
 457         return (1);
 458 }
 459
 460 /*
 461  * free anything we allocated earlier when initting a
 462  * session, and close the session.
 463  */
 464 static int
 465 cryptodev_cleanup(EVP_CIPHER_CTX *ctx)
 466 {
 467         int ret = 0;
 468         struct dev_crypto_state *state = ctx->cipher_data;
 469         struct session_op *sess = &state->d_sess;
 470
 471         if (state->d_fd < 0)
 472                 return (0);
 473
 474         /* XXX if this ioctl fails, someting's wrong. the invoker
 475          * may have called us with a bogus ctx, or we could
 476          * have a device that for whatever reason just doesn't
 477          * want to play ball - it's not clear what's right
 478          * here - should this be an error? should it just
 479          * increase a counter, hmm. For right now, we return
 480          * 0 - I don't believe that to be "right". we could
 481          * call the gorpy openssl lib error handlers that
 482          * print messages to users of the library. hmm..
 483          */
 484
 485         if (ioctl(state->d_fd, CIOCFSESSION, &sess->ses) == -1) {
 486                 ret = 0;
 487         } else {
 488                 ret = 1;
 489         }
 490         close(state->d_fd);
 491         state->d_fd = -1;
 492
 493         return (ret);
 494 }
 495
 496 /*
 497  * libcrypto EVP stuff - this is how we get wired to EVP so the engine
 498  * gets called when libcrypto requests a cipher NID.
 499  */
 500
 501 /* DES CBC EVP */
 502 const EVP_CIPHER cryptodev_des_cbc = {
 503         NID_des_cbc,
 504         8, 8, 8,
 505         EVP_CIPH_CBC_MODE,
 506         cryptodev_init_key,
 507         cryptodev_cipher,
 508         cryptodev_cleanup,
 509         sizeof(struct dev_crypto_state),
 510         EVP_CIPHER_set_asn1_iv,
 511         EVP_CIPHER_get_asn1_iv,
 512         NULL
 513 };
 514
 515 /* 3DES CBC EVP */
 516 const EVP_CIPHER cryptodev_3des_cbc = {
 517         NID_des_ede3_cbc,
 518         8, 24, 8,
 519         EVP_CIPH_CBC_MODE,
 520         cryptodev_init_key,
 521         cryptodev_cipher,
 522         cryptodev_cleanup,
 523         sizeof(struct dev_crypto_state),
 524         EVP_CIPHER_set_asn1_iv,
 525         EVP_CIPHER_get_asn1_iv,
 526         NULL
 527 };
 528
 529 const EVP_CIPHER cryptodev_bf_cbc = {
 530         NID_bf_cbc,
 531         8, 16, 8,
 532         EVP_CIPH_CBC_MODE,
 533         cryptodev_init_key,
 534         cryptodev_cipher,
 535         cryptodev_cleanup,
 536         sizeof(struct dev_crypto_state),
 537         EVP_CIPHER_set_asn1_iv,
 538         EVP_CIPHER_get_asn1_iv,
 539         NULL
 540 };
 541
 542 const EVP_CIPHER cryptodev_cast_cbc = {
 543         NID_cast5_cbc,
 544         8, 16, 8,
 545         EVP_CIPH_CBC_MODE,
 546         cryptodev_init_key,
 547         cryptodev_cipher,
 548         cryptodev_cleanup,
 549         sizeof(struct dev_crypto_state),
 550         EVP_CIPHER_set_asn1_iv,
 551         EVP_CIPHER_get_asn1_iv,
 552         NULL
 553 };
 554
 555 const EVP_CIPHER cryptodev_aes_cbc = {
 556         NID_aes_128_cbc,
 557         16, 16, 16,
 558         EVP_CIPH_CBC_MODE,
 559         cryptodev_init_key,
 560         cryptodev_cipher,
 561         cryptodev_cleanup,
 562         sizeof(struct dev_crypto_state),
 563         EVP_CIPHER_set_asn1_iv,
 564         EVP_CIPHER_get_asn1_iv,
 565         NULL
 566 };
 567
 568 /*
 569  * Registered by the ENGINE when used to find out how to deal with
 570  * a particular NID in the ENGINE. this says what we'll do at the
 571  * top level - note, that list is restricted by what we answer with
 572  */
 573 static int
 574 cryptodev_engine_ciphers(ENGINE *e, const EVP_CIPHER **cipher,
 575     const int **nids, int nid)
 576 {
 577         if (!cipher)
 578                 return (cryptodev_usable_ciphers(nids));
 579
 580         switch (nid) {
 581         case NID_des_ede3_cbc:
 582                 *cipher = &cryptodev_3des_cbc;
 583                 break;
 584         case NID_des_cbc:
 585                 *cipher = &cryptodev_des_cbc;
 586                 break;
 587         case NID_bf_cbc:
 588                 *cipher = &cryptodev_bf_cbc;
 589                 break;
 590         case NID_cast5_cbc:
 591                 *cipher = &cryptodev_cast_cbc;
 592                 break;
 593         case NID_aes_128_cbc:
 594                 *cipher = &cryptodev_aes_cbc;
 595                 break;
 596         default:
 597                 *cipher = NULL;
 598                 break;
 599         }
 600         return (*cipher != NULL);
 601 }
 602
 603 static int
 604 cryptodev_engine_digests(ENGINE *e, const EVP_MD **digest,
 605     const int **nids, int nid)
 606 {
 607         if (!digest)
 608                 return (cryptodev_usable_digests(nids));
 609
 610         switch (nid) {
 611         case NID_md5:
 612                 *digest = NULL; /* need to make a clean md5 critter */
 613                 break;
 614         default:
 615                 *digest = NULL;
 616                 break;
 617         }
 618         return (*digest != NULL);
 619 }
 620
 621 /*
 622  * Convert a BIGNUM to the representation that /dev/crypto needs.
 623  * Upon completion of use, the caller is responsible for freeing
 624  * crp->crp_p.
 625  */
 626 static int
 627 bn2crparam(const BIGNUM *a, struct crparam *crp)
 628 {
 629         int i, j, k;
 630         ssize_t words, bytes, bits;
 631         u_char *b;
 632
 633         crp->crp_p = NULL;
 634         crp->crp_nbits = 0;
 635
 636         bits = BN_num_bits(a);
 637         bytes = (bits + 7) / 8;
 638
 639         b = malloc(bytes);
 640         if (b == NULL)
 641                 return (1);
 642
 643         crp->crp_p = b;
 644         crp->crp_nbits = bits;
 645
 646         for (i = 0, j = 0; i < a->top; i++) {
 647                 for (k = 0; k < BN_BITS2 / 8; k++) {
 648                         if ((j + k) >= bytes)
 649                                 return (0);
 650                         b[j + k] = a->d[i] >> (k * 8);
 651                 }
 652                 j += BN_BITS2 / 8;
 653         }
 654         return (0);
 655 }
 656
 657 /* Convert a /dev/crypto parameter to a BIGNUM */
 658 static int
 659 crparam2bn(struct crparam *crp, BIGNUM *a)
 660 {
 661         u_int8_t *pd;
 662         int i, bytes;
 663
 664         bytes = (crp->crp_nbits + 7) / 8;
 665
 666         if (bytes == 0)
 667                 return (-1);
 668
 669         if ((pd = (u_int8_t *) malloc(bytes)) == NULL)
 670                 return (-1);
 671
 672         for (i = 0; i < bytes; i++)
 673                 pd[i] = crp->crp_p[bytes - i - 1];
 674
 675         BN_bin2bn(pd, bytes, a);
 676         free(pd);
 677
 678         return (0);
 679 }
 680
 681 static void
 682 zapparams(struct crypt_kop *kop)
 683 {
 684         int i;
 685
 686         for (i = 0; i <= kop->crk_iparams + kop->crk_oparams; i++) {
 687                 if (kop->crk_param[i].crp_p)
 688                         free(kop->crk_param[i].crp_p);
 689                 kop->crk_param[i].crp_p = NULL;
 690                 kop->crk_param[i].crp_nbits = 0;
 691         }
 692 }
 693
 694 static int
 695 cryptodev_asym(struct crypt_kop *kop, int rlen, BIGNUM *r, int slen, BIGNUM *s)
 696 {
 697         int fd, ret = -1;
 698
 699         if ((fd = get_asym_dev_crypto()) < 0)
 700                 return (ret);
 701
 702         if (r) {
 703                 kop->crk_param[kop->crk_iparams].crp_p = calloc(rlen, sizeof(char));
 704                 kop->crk_param[kop->crk_iparams].crp_nbits = rlen * 8;
 705                 kop->crk_oparams++;
 706         }
 707         if (s) {
 708                 kop->crk_param[kop->crk_iparams+1].crp_p = calloc(slen, sizeof(char));
 709                 kop->crk_param[kop->crk_iparams+1].crp_nbits = slen * 8;
 710                 kop->crk_oparams++;
 711         }
 712
 713         if (ioctl(fd, CIOCKEY, kop) == 0) {
 714                 if (r)
 715                         crparam2bn(&kop->crk_param[kop->crk_iparams], r);
 716                 if (s)
 717                         crparam2bn(&kop->crk_param[kop->crk_iparams+1], s);
 718                 ret = 0;
 719         }
 720
 721         return (ret);
 722 }
 723
 724 static int
 725 cryptodev_bn_mod_exp(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
 726     const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *in_mont)
 727 {
 728         struct crypt_kop kop;
 729         int ret = 1;
 730
 731         /* Currently, we know we can do mod exp iff we can do any
 732          * asymmetric operations at all.
 733          */
 734         if (cryptodev_asymfeat == 0) {
 735                 ret = BN_mod_exp(r, a, p, m, ctx);
 736                 return (ret);
 737         }
 738
 739         memset(&kop, 0, sizeof kop);
 740         kop.crk_op = CRK_MOD_EXP;
 741
 742         /* inputs: a^p % m */
 743         if (bn2crparam(a, &kop.crk_param[0]))
 744                 goto err;
 745         if (bn2crparam(p, &kop.crk_param[1]))
 746                 goto err;
 747         if (bn2crparam(m, &kop.crk_param[2]))
 748                 goto err;
 749         kop.crk_iparams = 3;
 750
 751         if (cryptodev_asym(&kop, BN_num_bytes(m), r, 0, NULL) == -1) {
 752                 const RSA_METHOD *meth = RSA_PKCS1_SSLeay();
 753                 ret = meth->bn_mod_exp(r, a, p, m, ctx, in_mont);
 754         }
 755 err:
 756         zapparams(&kop);
 757         return (ret);
 758 }
 759
 760 static int
 761 cryptodev_rsa_nocrt_mod_exp(BIGNUM *r0, const BIGNUM *I, RSA *rsa)
 762 {
 763         int r;
 764         BN_CTX *ctx;
 765
 766         ctx = BN_CTX_new();
 767         r = cryptodev_bn_mod_exp(r0, I, rsa->d, rsa->n, ctx, NULL);
 768         BN_CTX_free(ctx);
 769         return (r);
 770 }
 771
 772 static int
 773 cryptodev_rsa_mod_exp(BIGNUM *r0, const BIGNUM *I, RSA *rsa)
 774 {
 775         struct crypt_kop kop;
 776         int ret = 1;
 777
 778         if (!rsa->p || !rsa->q || !rsa->dmp1 || !rsa->dmq1 || !rsa->iqmp) {
 779                 /* XXX 0 means failure?? */
 780                 return (0);
 781         }
 782
 783         memset(&kop, 0, sizeof kop);
 784         kop.crk_op = CRK_MOD_EXP_CRT;
 785         /* inputs: rsa->p rsa->q I rsa->dmp1 rsa->dmq1 rsa->iqmp */
 786         if (bn2crparam(rsa->p, &kop.crk_param[0]))
 787                 goto err;
 788         if (bn2crparam(rsa->q, &kop.crk_param[1]))
 789                 goto err;
 790         if (bn2crparam(I, &kop.crk_param[2]))
 791                 goto err;
 792         if (bn2crparam(rsa->dmp1, &kop.crk_param[3]))
 793                 goto err;
 794         if (bn2crparam(rsa->dmq1, &kop.crk_param[4]))
 795                 goto err;
 796         if (bn2crparam(rsa->iqmp, &kop.crk_param[5]))
 797                 goto err;
 798         kop.crk_iparams = 6;
 799
 800         if (cryptodev_asym(&kop, BN_num_bytes(rsa->n), r0, 0, NULL) == -1) {
 801                 const RSA_METHOD *meth = RSA_PKCS1_SSLeay();
 802                 ret = (*meth->rsa_mod_exp)(r0, I, rsa);
 803         }
 804 err:
 805         zapparams(&kop);
 806         return (ret);
 807 }
 808
 809 static RSA_METHOD cryptodev_rsa = {
 810         "cryptodev RSA method",
 811         NULL,                           /* rsa_pub_enc */
 812         NULL,                           /* rsa_pub_dec */
 813         NULL,                           /* rsa_priv_enc */
 814         NULL,                           /* rsa_priv_dec */
 815         NULL,
 816         NULL,
 817         NULL,                           /* init */
 818         NULL,                           /* finish */
 819         0,                              /* flags */
 820         NULL,                           /* app_data */
 821         NULL,                           /* rsa_sign */
 822         NULL                            /* rsa_verify */
 823 };
 824
 825 static int
 826 cryptodev_dsa_bn_mod_exp(DSA *dsa, BIGNUM *r, BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
 827     const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *m_ctx)
 828 {
 829         return (cryptodev_bn_mod_exp(r, a, p, m, ctx, m_ctx));
 830 }
 831
 832 static int
 833 cryptodev_dsa_dsa_mod_exp(DSA *dsa, BIGNUM *t1, BIGNUM *g,
 834     BIGNUM *u1, BIGNUM *pub_key, BIGNUM *u2, BIGNUM *p,
 835     BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *mont)
 836 {
 837         BIGNUM t2;
 838         int ret = 0;
 839
 840         BN_init(&t2);
 841
 842         /* v = ( g^u1 * y^u2 mod p ) mod q */
 843         /* let t1 = g ^ u1 mod p */
 844         ret = 0;
 845
 846         if (!dsa->meth->bn_mod_exp(dsa,t1,dsa->g,u1,dsa->p,ctx,mont))
 847                 goto err;
 848
 849         /* let t2 = y ^ u2 mod p */
 850         if (!dsa->meth->bn_mod_exp(dsa,&t2,dsa->pub_key,u2,dsa->p,ctx,mont))
 851                 goto err;
 852         /* let u1 = t1 * t2 mod p */
 853         if (!BN_mod_mul(u1,t1,&t2,dsa->p,ctx))
 854                 goto err;
 855
 856         BN_copy(t1,u1);
 857
 858         ret = 1;
 859 err:
 860         BN_free(&t2);
 861         return(ret);
 862 }
 863
 864 static DSA_SIG *
 865 cryptodev_dsa_do_sign(const unsigned char *dgst, int dlen, DSA *dsa)
 866 {
 867         struct crypt_kop kop;
 868         BIGNUM *r = NULL, *s = NULL;
 869         DSA_SIG *dsaret = NULL;
 870
 871         if ((r = BN_new()) == NULL)
 872                 goto err;
 873         if ((s = BN_new()) == NULL) {
 874                 BN_free(r);
 875                 goto err;
 876         }
 877
 878         printf("bar\n");
 879         memset(&kop, 0, sizeof kop);
 880         kop.crk_op = CRK_DSA_SIGN;
 881
 882         /* inputs: dgst dsa->p dsa->q dsa->g dsa->priv_key */
 883         kop.crk_param[0].crp_p = (caddr_t)dgst;
 884         kop.crk_param[0].crp_nbits = dlen * 8;
 885         if (bn2crparam(dsa->p, &kop.crk_param[1]))
 886                 goto err;
 887         if (bn2crparam(dsa->q, &kop.crk_param[2]))
 888                 goto err;
 889         if (bn2crparam(dsa->g, &kop.crk_param[3]))
 890                 goto err;
 891         if (bn2crparam(dsa->priv_key, &kop.crk_param[4]))
 892                 goto err;
 893         kop.crk_iparams = 5;
 894
 895         if (cryptodev_asym(&kop, BN_num_bytes(dsa->q), r,
 896             BN_num_bytes(dsa->q), s) == 0) {
 897                 dsaret = DSA_SIG_new();
 898                 dsaret->r = r;
 899                 dsaret->s = s;
 900         } else {
 901                 const DSA_METHOD *meth = DSA_OpenSSL();
 902                 BN_free(r);
 903                 BN_free(s);
 904                 dsaret = (meth->dsa_do_sign)(dgst, dlen, dsa);
 905         }
 906 err:
 907         kop.crk_param[0].crp_p = NULL;
 908         zapparams(&kop);
 909         return (dsaret);
 910 }
 911
 912 static int
 913 cryptodev_dsa_verify(const unsigned char *dgst, int dlen,
 914     DSA_SIG *sig, DSA *dsa)
 915 {
 916         struct crypt_kop kop;
 917         int dsaret = 1;
 918
 919         memset(&kop, 0, sizeof kop);
 920         kop.crk_op = CRK_DSA_VERIFY;
 921
 922         /* inputs: dgst dsa->p dsa->q dsa->g dsa->pub_key sig->r sig->s */
 923         kop.crk_param[0].crp_p = (caddr_t)dgst;
 924         kop.crk_param[0].crp_nbits = dlen * 8;
 925         if (bn2crparam(dsa->p, &kop.crk_param[1]))
 926                 goto err;
 927         if (bn2crparam(dsa->q, &kop.crk_param[2]))
 928                 goto err;
 929         if (bn2crparam(dsa->g, &kop.crk_param[3]))
 930                 goto err;
 931         if (bn2crparam(dsa->pub_key, &kop.crk_param[4]))
 932                 goto err;
 933         if (bn2crparam(sig->r, &kop.crk_param[5]))
 934                 goto err;
 935         if (bn2crparam(sig->s, &kop.crk_param[6]))
 936                 goto err;
 937         kop.crk_iparams = 7;
 938
 939         if (cryptodev_asym(&kop, 0, NULL, 0, NULL) == 0) {
 940                 dsaret = kop.crk_status;
 941         } else {
 942                 const DSA_METHOD *meth = DSA_OpenSSL();
 943
 944                 dsaret = (meth->dsa_do_verify)(dgst, dlen, sig, dsa);
 945         }
 946 err:
 947         kop.crk_param[0].crp_p = NULL;
 948         zapparams(&kop);
 949         return (dsaret);
 950 }
 951
 952 static DSA_METHOD cryptodev_dsa = {
 953         "cryptodev DSA method",
 954         NULL,
 955         NULL,                           /* dsa_sign_setup */
 956         NULL,
 957         NULL,                           /* dsa_mod_exp */
 958         NULL,
 959         NULL,                           /* init */
 960         NULL,                           /* finish */
 961         0,      /* flags */
 962         NULL    /* app_data */
 963 };
 964
 965 static int
 966 cryptodev_mod_exp_dh(const DH *dh, BIGNUM *r, const BIGNUM *a,
 967     const BIGNUM *p, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx,
 968     BN_MONT_CTX *m_ctx)
 969 {
 970         return (cryptodev_bn_mod_exp(r, a, p, m, ctx, m_ctx));
 971 }
 972
 973 static int
 974 cryptodev_dh_compute_key(unsigned char *key, const BIGNUM *pub_key, DH *dh)
 975 {
 976         struct crypt_kop kop;
 977         int dhret = 1;
 978         int fd, keylen;
 979
 980         if ((fd = get_asym_dev_crypto()) < 0) {
 981                 const DH_METHOD *meth = DH_OpenSSL();
 982
 983                 return ((meth->compute_key)(key, pub_key, dh));
 984         }
 985
 986         keylen = BN_num_bits(dh->p);
 987
 988         memset(&kop, 0, sizeof kop);
 989         kop.crk_op = CRK_DH_COMPUTE_KEY;
 990
 991         /* inputs: dh->priv_key pub_key dh->p key */
 992         if (bn2crparam(dh->priv_key, &kop.crk_param[0]))
 993                 goto err;
 994         if (bn2crparam(pub_key, &kop.crk_param[1]))
 995                 goto err;
 996         if (bn2crparam(dh->p, &kop.crk_param[2]))
 997                 goto err;
 998         kop.crk_iparams = 3;
 999
1000         kop.crk_param[3].crp_p = key;
1001         kop.crk_param[3].crp_nbits = keylen * 8;
1002         kop.crk_oparams = 1;
1003
1004         if (ioctl(fd, CIOCKEY, &kop) == -1) {
1005                 const DH_METHOD *meth = DH_OpenSSL();
1006
1007                 dhret = (meth->compute_key)(key, pub_key, dh);
1008         }
1009 err:
1010         kop.crk_param[3].crp_p = NULL;
1011         zapparams(&kop);
1012         return (dhret);
1013 }
1014
1015 static DH_METHOD cryptodev_dh = {
1016         "cryptodev DH method",
1017         NULL,                           /* cryptodev_dh_generate_key */
1018         NULL,
1019         NULL,
1020         NULL,
1021         NULL,
1022         0,      /* flags */
1023         NULL    /* app_data */
1024 };
1025
1026 /*
1027  * ctrl right now is just a wrapper that doesn't do much
1028  * but I expect we'll want some options soon.
1029  */
1030 static int
1031 cryptodev_ctrl(ENGINE *e, int cmd, long i, void *p, void (*f)())
1032 {
1033 #ifdef HAVE_SYSLOG_R
1034         struct syslog_data sd = SYSLOG_DATA_INIT;
1035 #endif
1036
1037         switch (cmd) {
1038         default:
1039 #ifdef HAVE_SYSLOG_R
1040                 syslog_r(LOG_ERR, &sd,
1041                     "cryptodev_ctrl: unknown command %d", cmd);
1042 #else
1043                 syslog(LOG_ERR, "cryptodev_ctrl: unknown command %d", cmd);
1044 #endif
1045                 break;
1046         }
1047         return (1);
1048 }
1049
1050 void
1051 ENGINE_load_cryptodev(void)
1052 {
1053         ENGINE *engine = ENGINE_new();
1054         int fd;
1055
1056         if (engine == NULL)
1057                 return;
1058         if ((fd = get_dev_crypto()) < 0)
1059                 return;
1060
1061         /*
1062          * find out what asymmetric crypto algorithms we support
1063          */
1064         if (ioctl(fd, CIOCASYMFEAT, &cryptodev_asymfeat) == -1) {
1065                 close(fd);
1066                 return;
1067         }
1068         close(fd);
1069
1070         if (!ENGINE_set_id(engine, "cryptodev") ||
1071             !ENGINE_set_name(engine, "BSD cryptodev engine") ||
1072             !ENGINE_set_ciphers(engine, cryptodev_engine_ciphers) ||
1073             !ENGINE_set_digests(engine, cryptodev_engine_digests) ||
1074             !ENGINE_set_ctrl_function(engine, cryptodev_ctrl) ||
1075             !ENGINE_set_cmd_defns(engine, cryptodev_defns)) {
1076                 ENGINE_free(engine);
1077                 return;
1078         }
1079
1080         if (ENGINE_set_RSA(engine, &cryptodev_rsa)) {
1081                 const RSA_METHOD *rsa_meth = RSA_PKCS1_SSLeay();
1082
1083                 cryptodev_rsa.bn_mod_exp = rsa_meth->bn_mod_exp;
1084                 cryptodev_rsa.rsa_mod_exp = rsa_meth->rsa_mod_exp;
1085                 cryptodev_rsa.rsa_pub_enc = rsa_meth->rsa_pub_enc;
1086                 cryptodev_rsa.rsa_pub_dec = rsa_meth->rsa_pub_dec;
1087                 cryptodev_rsa.rsa_priv_enc = rsa_meth->rsa_priv_enc;
1088                 cryptodev_rsa.rsa_priv_dec = rsa_meth->rsa_priv_dec;
1089                 if (cryptodev_asymfeat & CRF_MOD_EXP) {
1090                         cryptodev_rsa.bn_mod_exp = cryptodev_bn_mod_exp;
1091                         if (cryptodev_asymfeat & CRF_MOD_EXP_CRT)
1092                                 cryptodev_rsa.rsa_mod_exp =
1093                                     cryptodev_rsa_mod_exp;
1094                         else
1095                                 cryptodev_rsa.rsa_mod_exp =
1096                                     cryptodev_rsa_nocrt_mod_exp;
1097                 }
1098         }
1099
1100         if (ENGINE_set_DSA(engine, &cryptodev_dsa)) {
1101                 const DSA_METHOD *meth = DSA_OpenSSL();
1102
1103                 memcpy(&cryptodev_dsa, meth, sizeof(DSA_METHOD));
1104                 if (cryptodev_asymfeat & CRF_DSA_SIGN)
1105                         cryptodev_dsa.dsa_do_sign = cryptodev_dsa_do_sign;
1106                 if (cryptodev_asymfeat & CRF_MOD_EXP) {
1107                         cryptodev_dsa.bn_mod_exp = cryptodev_dsa_bn_mod_exp;
1108                         cryptodev_dsa.dsa_mod_exp = cryptodev_dsa_dsa_mod_exp;
1109                 }
1110                 if (cryptodev_asymfeat & CRF_DSA_VERIFY)
1111                         cryptodev_dsa.dsa_do_verify = cryptodev_dsa_verify;
1112         }
1113
1114         if (ENGINE_set_DH(engine, &cryptodev_dh)){
1115                 const DH_METHOD *dh_meth = DH_OpenSSL();
1116
1117                 cryptodev_dh.generate_key = dh_meth->generate_key;
1118                 cryptodev_dh.compute_key = dh_meth->compute_key;
1119                 cryptodev_dh.bn_mod_exp = dh_meth->bn_mod_exp;
1120                 if (cryptodev_asymfeat & CRF_MOD_EXP) {
1121                         cryptodev_dh.bn_mod_exp = cryptodev_mod_exp_dh;
1122                         if (cryptodev_asymfeat & CRF_DH_COMPUTE_KEY)
1123                                 cryptodev_dh.compute_key =
1124                                     cryptodev_dh_compute_key;
1125                 }
1126         }
1127
1128         ENGINE_add(engine);
1129         ENGINE_free(engine);
1130         ERR_clear_error();
1131 }
1132
1133 #endif /* HAVE_CRYPTODEV */