crypto/evp/e_aes_cbc_hmac_sha1.c

   1 /*
   2  * Copyright 2011-2016 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 /*
  11  * AES low level APIs are deprecated for public use, but still ok for internal
  12  * use where we're using them to implement the higher level EVP interface, as is
  13  * the case here.
  14  */
  15 #include "internal/deprecated.h"
  16
  17 #include <stdio.h>
  18 #include <string.h>
  19 #include <openssl/opensslconf.h>
  20 #include <openssl/evp.h>
  21 #include <openssl/objects.h>
  22 #include <openssl/aes.h>
  23 #include <openssl/sha.h>
  24 #include <openssl/rand.h>
  25 #include "internal/cryptlib.h"
  26 #include "crypto/modes.h"
  27 #include "crypto/evp.h"
  28 #include "internal/constant_time.h"
  29
  30 typedef struct {
  31     AES_KEY ks;
  32     SHA_CTX head, tail, md;
  33     size_t payload_length;      /* AAD length in decrypt case */
  34     union {
  35         unsigned int tls_ver;
  36         unsigned char tls_aad[16]; /* 13 used */
  37     } aux;
  38 } EVP_AES_HMAC_SHA1;
  39
  40 #define NO_PAYLOAD_LENGTH       ((size_t)-1)
  41
  42 #if     defined(AES_ASM) &&     ( \
  43         defined(__x86_64)       || defined(__x86_64__)  || \
  44         defined(_M_AMD64)       || defined(_M_X64)      )
  45
  46 # define AESNI_CAPABLE   (1<<(57-32))
  47
  48 int aesni_set_encrypt_key(const unsigned char *userKey, int bits,
  49                           AES_KEY *key);
  50 int aesni_set_decrypt_key(const unsigned char *userKey, int bits,
  51                           AES_KEY *key);
  52
  53 void aesni_cbc_encrypt(const unsigned char *in,
  54                        unsigned char *out,
  55                        size_t length,
  56                        const AES_KEY *key, unsigned char *ivec, int enc);
  57
  58 void aesni_cbc_sha1_enc(const void *inp, void *out, size_t blocks,
  59                         const AES_KEY *key, unsigned char iv[16],
  60                         SHA_CTX *ctx, const void *in0);
  61
  62 void aesni256_cbc_sha1_dec(const void *inp, void *out, size_t blocks,
  63                            const AES_KEY *key, unsigned char iv[16],
  64                            SHA_CTX *ctx, const void *in0);
  65
  66 # define data(ctx) ((EVP_AES_HMAC_SHA1 *)EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx))
  67
  68 static int aesni_cbc_hmac_sha1_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx,
  69                                         const unsigned char *inkey,
  70                                         const unsigned char *iv, int enc)
  71 {
  72     EVP_AES_HMAC_SHA1 *key = data(ctx);
  73     int ret;
  74
  75     if (enc)
  76         ret = aesni_set_encrypt_key(inkey,
  77                                     EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx) * 8,
  78                                     &key->ks);
  79     else
  80         ret = aesni_set_decrypt_key(inkey,
  81                                     EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx) * 8,
  82                                     &key->ks);
  83
  84     SHA1_Init(&key->head);      /* handy when benchmarking */
  85     key->tail = key->head;
  86     key->md = key->head;
  87
  88     key->payload_length = NO_PAYLOAD_LENGTH;
  89
  90     return ret < 0 ? 0 : 1;
  91 }
  92
  93 # define STITCHED_CALL
  94 # undef  STITCHED_DECRYPT_CALL
  95
  96 # if !defined(STITCHED_CALL)
  97 #  define aes_off 0
  98 # endif
  99
 100 void sha1_block_data_order(void *c, const void *p, size_t len);
 101
 102 static void sha1_update(SHA_CTX *c, const void *data, size_t len)
 103 {
 104     const unsigned char *ptr = data;
 105     size_t res;
 106
 107     if ((res = c->num)) {
 108         res = SHA_CBLOCK - res;
 109         if (len < res)
 110             res = len;
 111         SHA1_Update(c, ptr, res);
 112         ptr += res;
 113         len -= res;
 114     }
 115
 116     res = len % SHA_CBLOCK;
 117     len -= res;
 118
 119     if (len) {
 120         sha1_block_data_order(c, ptr, len / SHA_CBLOCK);
 121
 122         ptr += len;
 123         c->Nh += len >> 29;
 124         c->Nl += len <<= 3;
 125         if (c->Nl < (unsigned int)len)
 126             c->Nh++;
 127     }
 128
 129     if (res)
 130         SHA1_Update(c, ptr, res);
 131 }
 132
 133 # ifdef SHA1_Update
 134 #  undef SHA1_Update
 135 # endif
 136 # define SHA1_Update sha1_update
 137
 138 # if !defined(OPENSSL_NO_MULTIBLOCK)
 139
 140 typedef struct {
 141     unsigned int A[8], B[8], C[8], D[8], E[8];
 142 } SHA1_MB_CTX;
 143 typedef struct {
 144     const unsigned char *ptr;
 145     int blocks;
 146 } HASH_DESC;
 147
 148 void sha1_multi_block(SHA1_MB_CTX *, const HASH_DESC *, int);
 149
 150 typedef struct {
 151     const unsigned char *inp;
 152     unsigned char *out;
 153     int blocks;
 154     u64 iv[2];
 155 } CIPH_DESC;
 156
 157 void aesni_multi_cbc_encrypt(CIPH_DESC *, void *, int);
 158
 159 static size_t tls1_1_multi_block_encrypt(EVP_AES_HMAC_SHA1 *key,
 160                                          unsigned char *out,
 161                                          const unsigned char *inp,
 162                                          size_t inp_len, int n4x)
 163 {                               /* n4x is 1 or 2 */
 164     HASH_DESC hash_d[8], edges[8];
 165     CIPH_DESC ciph_d[8];
 166     unsigned char storage[sizeof(SHA1_MB_CTX) + 32];
 167     union {
 168         u64 q[16];
 169         u32 d[32];
 170         u8 c[128];
 171     } blocks[8];
 172     SHA1_MB_CTX *ctx;
 173     unsigned int frag, last, packlen, i, x4 = 4 * n4x, minblocks, processed =
 174         0;
 175     size_t ret = 0;
 176     u8 *IVs;
 177 #  if defined(BSWAP8)
 178     u64 seqnum;
 179 #  endif
 180
 181     /* ask for IVs in bulk */
 182     if (RAND_bytes((IVs = blocks[0].c), 16 * x4) <= 0)
 183         return 0;
 184
 185     ctx = (SHA1_MB_CTX *) (storage + 32 - ((size_t)storage % 32)); /* align */
 186
 187     frag = (unsigned int)inp_len >> (1 + n4x);
 188     last = (unsigned int)inp_len + frag - (frag << (1 + n4x));
 189     if (last > frag && ((last + 13 + 9) % 64) < (x4 - 1)) {
 190         frag++;
 191         last -= x4 - 1;
 192     }
 193
 194     packlen = 5 + 16 + ((frag + 20 + 16) & -16);
 195
 196     /* populate descriptors with pointers and IVs */
 197     hash_d[0].ptr = inp;
 198     ciph_d[0].inp = inp;
 199     /* 5+16 is place for header and explicit IV */
 200     ciph_d[0].out = out + 5 + 16;
 201     memcpy(ciph_d[0].out - 16, IVs, 16);
 202     memcpy(ciph_d[0].iv, IVs, 16);
 203     IVs += 16;
 204
 205     for (i = 1; i < x4; i++) {
 206         ciph_d[i].inp = hash_d[i].ptr = hash_d[i - 1].ptr + frag;
 207         ciph_d[i].out = ciph_d[i - 1].out + packlen;
 208         memcpy(ciph_d[i].out - 16, IVs, 16);
 209         memcpy(ciph_d[i].iv, IVs, 16);
 210         IVs += 16;
 211     }
 212
 213 #  if defined(BSWAP8)
 214     memcpy(blocks[0].c, key->md.data, 8);
 215     seqnum = BSWAP8(blocks[0].q[0]);
 216 #  endif
 217     for (i = 0; i < x4; i++) {
 218         unsigned int len = (i == (x4 - 1) ? last : frag);
 219 #  if !defined(BSWAP8)
 220         unsigned int carry, j;
 221 #  endif
 222
 223         ctx->A[i] = key->md.h0;
 224         ctx->B[i] = key->md.h1;
 225         ctx->C[i] = key->md.h2;
 226         ctx->D[i] = key->md.h3;
 227         ctx->E[i] = key->md.h4;
 228
 229         /* fix seqnum */
 230 #  if defined(BSWAP8)
 231         blocks[i].q[0] = BSWAP8(seqnum + i);
 232 #  else
 233         for (carry = i, j = 8; j--;) {
 234             blocks[i].c[j] = ((u8 *)key->md.data)[j] + carry;
 235             carry = (blocks[i].c[j] - carry) >> (sizeof(carry) * 8 - 1);
 236         }
 237 #  endif
 238         blocks[i].c[8] = ((u8 *)key->md.data)[8];
 239         blocks[i].c[9] = ((u8 *)key->md.data)[9];
 240         blocks[i].c[10] = ((u8 *)key->md.data)[10];
 241         /* fix length */
 242         blocks[i].c[11] = (u8)(len >> 8);
 243         blocks[i].c[12] = (u8)(len);
 244
 245         memcpy(blocks[i].c + 13, hash_d[i].ptr, 64 - 13);
 246         hash_d[i].ptr += 64 - 13;
 247         hash_d[i].blocks = (len - (64 - 13)) / 64;
 248
 249         edges[i].ptr = blocks[i].c;
 250         edges[i].blocks = 1;
 251     }
 252
 253     /* hash 13-byte headers and first 64-13 bytes of inputs */
 254     sha1_multi_block(ctx, edges, n4x);
 255     /* hash bulk inputs */
 256 #  define MAXCHUNKSIZE    2048
 257 #  if     MAXCHUNKSIZE%64
 258 #   error  "MAXCHUNKSIZE is not divisible by 64"
 259 #  elif   MAXCHUNKSIZE
 260     /*
 261      * goal is to minimize pressure on L1 cache by moving in shorter steps,
 262      * so that hashed data is still in the cache by the time we encrypt it
 263      */
 264     minblocks = ((frag <= last ? frag : last) - (64 - 13)) / 64;
 265     if (minblocks > MAXCHUNKSIZE / 64) {
 266         for (i = 0; i < x4; i++) {
 267             edges[i].ptr = hash_d[i].ptr;
 268             edges[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 64;
 269             ciph_d[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 16;
 270         }
 271         do {
 272             sha1_multi_block(ctx, edges, n4x);
 273             aesni_multi_cbc_encrypt(ciph_d, &key->ks, n4x);
 274
 275             for (i = 0; i < x4; i++) {
 276                 edges[i].ptr = hash_d[i].ptr += MAXCHUNKSIZE;
 277                 hash_d[i].blocks -= MAXCHUNKSIZE / 64;
 278                 edges[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 64;
 279                 ciph_d[i].inp += MAXCHUNKSIZE;
 280                 ciph_d[i].out += MAXCHUNKSIZE;
 281                 ciph_d[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 16;
 282                 memcpy(ciph_d[i].iv, ciph_d[i].out - 16, 16);
 283             }
 284             processed += MAXCHUNKSIZE;
 285             minblocks -= MAXCHUNKSIZE / 64;
 286         } while (minblocks > MAXCHUNKSIZE / 64);
 287     }
 288 #  endif
 289 #  undef  MAXCHUNKSIZE
 290     sha1_multi_block(ctx, hash_d, n4x);
 291
 292     memset(blocks, 0, sizeof(blocks));
 293     for (i = 0; i < x4; i++) {
 294         unsigned int len = (i == (x4 - 1) ? last : frag),
 295             off = hash_d[i].blocks * 64;
 296         const unsigned char *ptr = hash_d[i].ptr + off;
 297
 298         off = (len - processed) - (64 - 13) - off; /* remainder actually */
 299         memcpy(blocks[i].c, ptr, off);
 300         blocks[i].c[off] = 0x80;
 301         len += 64 + 13;         /* 64 is HMAC header */
 302         len *= 8;               /* convert to bits */
 303         if (off < (64 - 8)) {
 304 #  ifdef BSWAP4
 305             blocks[i].d[15] = BSWAP4(len);
 306 #  else
 307             PUTU32(blocks[i].c + 60, len);
 308 #  endif
 309             edges[i].blocks = 1;
 310         } else {
 311 #  ifdef BSWAP4
 312             blocks[i].d[31] = BSWAP4(len);
 313 #  else
 314             PUTU32(blocks[i].c + 124, len);
 315 #  endif
 316             edges[i].blocks = 2;
 317         }
 318         edges[i].ptr = blocks[i].c;
 319     }
 320
 321     /* hash input tails and finalize */
 322     sha1_multi_block(ctx, edges, n4x);
 323
 324     memset(blocks, 0, sizeof(blocks));
 325     for (i = 0; i < x4; i++) {
 326 #  ifdef BSWAP4
 327         blocks[i].d[0] = BSWAP4(ctx->A[i]);
 328         ctx->A[i] = key->tail.h0;
 329         blocks[i].d[1] = BSWAP4(ctx->B[i]);
 330         ctx->B[i] = key->tail.h1;
 331         blocks[i].d[2] = BSWAP4(ctx->C[i]);
 332         ctx->C[i] = key->tail.h2;
 333         blocks[i].d[3] = BSWAP4(ctx->D[i]);
 334         ctx->D[i] = key->tail.h3;
 335         blocks[i].d[4] = BSWAP4(ctx->E[i]);
 336         ctx->E[i] = key->tail.h4;
 337         blocks[i].c[20] = 0x80;
 338         blocks[i].d[15] = BSWAP4((64 + 20) * 8);
 339 #  else
 340         PUTU32(blocks[i].c + 0, ctx->A[i]);
 341         ctx->A[i] = key->tail.h0;
 342         PUTU32(blocks[i].c + 4, ctx->B[i]);
 343         ctx->B[i] = key->tail.h1;
 344         PUTU32(blocks[i].c + 8, ctx->C[i]);
 345         ctx->C[i] = key->tail.h2;
 346         PUTU32(blocks[i].c + 12, ctx->D[i]);
 347         ctx->D[i] = key->tail.h3;
 348         PUTU32(blocks[i].c + 16, ctx->E[i]);
 349         ctx->E[i] = key->tail.h4;
 350         blocks[i].c[20] = 0x80;
 351         PUTU32(blocks[i].c + 60, (64 + 20) * 8);
 352 #  endif
 353         edges[i].ptr = blocks[i].c;
 354         edges[i].blocks = 1;
 355     }
 356
 357     /* finalize MACs */
 358     sha1_multi_block(ctx, edges, n4x);
 359
 360     for (i = 0; i < x4; i++) {
 361         unsigned int len = (i == (x4 - 1) ? last : frag), pad, j;
 362         unsigned char *out0 = out;
 363
 364         memcpy(ciph_d[i].out, ciph_d[i].inp, len - processed);
 365         ciph_d[i].inp = ciph_d[i].out;
 366
 367         out += 5 + 16 + len;
 368
 369         /* write MAC */
 370         PUTU32(out + 0, ctx->A[i]);
 371         PUTU32(out + 4, ctx->B[i]);
 372         PUTU32(out + 8, ctx->C[i]);
 373         PUTU32(out + 12, ctx->D[i]);
 374         PUTU32(out + 16, ctx->E[i]);
 375         out += 20;
 376         len += 20;
 377
 378         /* pad */
 379         pad = 15 - len % 16;
 380         for (j = 0; j <= pad; j++)
 381             *(out++) = pad;
 382         len += pad + 1;
 383
 384         ciph_d[i].blocks = (len - processed) / 16;
 385         len += 16;              /* account for explicit iv */
 386
 387         /* arrange header */
 388         out0[0] = ((u8 *)key->md.data)[8];
 389         out0[1] = ((u8 *)key->md.data)[9];
 390         out0[2] = ((u8 *)key->md.data)[10];
 391         out0[3] = (u8)(len >> 8);
 392         out0[4] = (u8)(len);
 393
 394         ret += len + 5;
 395         inp += frag;
 396     }
 397
 398     aesni_multi_cbc_encrypt(ciph_d, &key->ks, n4x);
 399
 400     OPENSSL_cleanse(blocks, sizeof(blocks));
 401     OPENSSL_cleanse(ctx, sizeof(*ctx));
 402
 403     return ret;
 404 }
 405 # endif
 406
 407 static int aesni_cbc_hmac_sha1_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 408                                       const unsigned char *in, size_t len)
 409 {
 410     EVP_AES_HMAC_SHA1 *key = data(ctx);
 411     unsigned int l;
 412     size_t plen = key->payload_length, iv = 0, /* explicit IV in TLS 1.1 and
 413                                                 * later */
 414         sha_off = 0;
 415 # if defined(STITCHED_CALL)
 416     size_t aes_off = 0, blocks;
 417
 418     sha_off = SHA_CBLOCK - key->md.num;
 419 # endif
 420
 421     key->payload_length = NO_PAYLOAD_LENGTH;
 422
 423     if (len % AES_BLOCK_SIZE)
 424         return 0;
 425
 426     if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
 427         if (plen == NO_PAYLOAD_LENGTH)
 428             plen = len;
 429         else if (len !=
 430                  ((plen + SHA_DIGEST_LENGTH +
 431                    AES_BLOCK_SIZE) & -AES_BLOCK_SIZE))
 432             return 0;
 433         else if (key->aux.tls_ver >= TLS1_1_VERSION)
 434             iv = AES_BLOCK_SIZE;
 435
 436 # if defined(STITCHED_CALL)
 437         if (plen > (sha_off + iv)
 438             && (blocks = (plen - (sha_off + iv)) / SHA_CBLOCK)) {
 439             SHA1_Update(&key->md, in + iv, sha_off);
 440
 441             aesni_cbc_sha1_enc(in, out, blocks, &key->ks,
 442                                EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx),
 443                                &key->md, in + iv + sha_off);
 444             blocks *= SHA_CBLOCK;
 445             aes_off += blocks;
 446             sha_off += blocks;
 447             key->md.Nh += blocks >> 29;
 448             key->md.Nl += blocks <<= 3;
 449             if (key->md.Nl < (unsigned int)blocks)
 450                 key->md.Nh++;
 451         } else {
 452             sha_off = 0;
 453         }
 454 # endif
 455         sha_off += iv;
 456         SHA1_Update(&key->md, in + sha_off, plen - sha_off);
 457
 458         if (plen != len) {      /* "TLS" mode of operation */
 459             if (in != out)
 460                 memcpy(out + aes_off, in + aes_off, plen - aes_off);
 461
 462             /* calculate HMAC and append it to payload */
 463             SHA1_Final(out + plen, &key->md);
 464             key->md = key->tail;
 465             SHA1_Update(&key->md, out + plen, SHA_DIGEST_LENGTH);
 466             SHA1_Final(out + plen, &key->md);
 467
 468             /* pad the payload|hmac */
 469             plen += SHA_DIGEST_LENGTH;
 470             for (l = len - plen - 1; plen < len; plen++)
 471                 out[plen] = l;
 472             /* encrypt HMAC|padding at once */
 473             aesni_cbc_encrypt(out + aes_off, out + aes_off, len - aes_off,
 474                               &key->ks, EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), 1);
 475         } else {
 476             aesni_cbc_encrypt(in + aes_off, out + aes_off, len - aes_off,
 477                               &key->ks, EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), 1);
 478         }
 479     } else {
 480         union {
 481             unsigned int u[SHA_DIGEST_LENGTH / sizeof(unsigned int)];
 482             unsigned char c[32 + SHA_DIGEST_LENGTH];
 483         } mac, *pmac;
 484
 485         /* arrange cache line alignment */
 486         pmac = (void *)(((size_t)mac.c + 31) & ((size_t)0 - 32));
 487
 488         if (plen != NO_PAYLOAD_LENGTH) { /* "TLS" mode of operation */
 489             size_t inp_len, mask, j, i;
 490             unsigned int res, maxpad, pad, bitlen;
 491             int ret = 1;
 492             union {
 493                 unsigned int u[SHA_LBLOCK];
 494                 unsigned char c[SHA_CBLOCK];
 495             } *data = (void *)key->md.data;
 496 # if defined(STITCHED_DECRYPT_CALL)
 497             unsigned char tail_iv[AES_BLOCK_SIZE];
 498             int stitch = 0;
 499 # endif
 500
 501             if ((key->aux.tls_aad[plen - 4] << 8 | key->aux.tls_aad[plen - 3])
 502                 >= TLS1_1_VERSION) {
 503                 if (len < (AES_BLOCK_SIZE + SHA_DIGEST_LENGTH + 1))
 504                     return 0;
 505
 506                 /* omit explicit iv */
 507                 memcpy(EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), in, AES_BLOCK_SIZE);
 508
 509                 in += AES_BLOCK_SIZE;
 510                 out += AES_BLOCK_SIZE;
 511                 len -= AES_BLOCK_SIZE;
 512             } else if (len < (SHA_DIGEST_LENGTH + 1))
 513                 return 0;
 514
 515 # if defined(STITCHED_DECRYPT_CALL)
 516             if (len >= 1024 && ctx->key_len == 32) {
 517                 /* decrypt last block */
 518                 memcpy(tail_iv, in + len - 2 * AES_BLOCK_SIZE,
 519                        AES_BLOCK_SIZE);
 520                 aesni_cbc_encrypt(in + len - AES_BLOCK_SIZE,
 521                                   out + len - AES_BLOCK_SIZE, AES_BLOCK_SIZE,
 522                                   &key->ks, tail_iv, 0);
 523                 stitch = 1;
 524             } else
 525 # endif
 526                 /* decrypt HMAC|padding at once */
 527                 aesni_cbc_encrypt(in, out, len, &key->ks,
 528                                   EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), 0);
 529
 530             /* figure out payload length */
 531             pad = out[len - 1];
 532             maxpad = len - (SHA_DIGEST_LENGTH + 1);
 533             maxpad |= (255 - maxpad) >> (sizeof(maxpad) * 8 - 8);
 534             maxpad &= 255;
 535
 536             mask = constant_time_ge(maxpad, pad);
 537             ret &= mask;
 538             /*
 539              * If pad is invalid then we will fail the above test but we must
 540              * continue anyway because we are in constant time code. However,
 541              * we'll use the maxpad value instead of the supplied pad to make
 542              * sure we perform well defined pointer arithmetic.
 543              */
 544             pad = constant_time_select(mask, pad, maxpad);
 545
 546             inp_len = len - (SHA_DIGEST_LENGTH + pad + 1);
 547
 548             key->aux.tls_aad[plen - 2] = inp_len >> 8;
 549             key->aux.tls_aad[plen - 1] = inp_len;
 550
 551             /* calculate HMAC */
 552             key->md = key->head;
 553             SHA1_Update(&key->md, key->aux.tls_aad, plen);
 554
 555 # if defined(STITCHED_DECRYPT_CALL)
 556             if (stitch) {
 557                 blocks = (len - (256 + 32 + SHA_CBLOCK)) / SHA_CBLOCK;
 558                 aes_off = len - AES_BLOCK_SIZE - blocks * SHA_CBLOCK;
 559                 sha_off = SHA_CBLOCK - plen;
 560
 561                 aesni_cbc_encrypt(in, out, aes_off, &key->ks, ctx->iv, 0);
 562
 563                 SHA1_Update(&key->md, out, sha_off);
 564                 aesni256_cbc_sha1_dec(in + aes_off,
 565                                       out + aes_off, blocks, &key->ks,
 566                                       ctx->iv, &key->md, out + sha_off);
 567
 568                 sha_off += blocks *= SHA_CBLOCK;
 569                 out += sha_off;
 570                 len -= sha_off;
 571                 inp_len -= sha_off;
 572
 573                 key->md.Nl += (blocks << 3); /* at most 18 bits */
 574                 memcpy(ctx->iv, tail_iv, AES_BLOCK_SIZE);
 575             }
 576 # endif
 577
 578 # if 1      /* see original reference version in #else */
 579             len -= SHA_DIGEST_LENGTH; /* amend mac */
 580             if (len >= (256 + SHA_CBLOCK)) {
 581                 j = (len - (256 + SHA_CBLOCK)) & (0 - SHA_CBLOCK);
 582                 j += SHA_CBLOCK - key->md.num;
 583                 SHA1_Update(&key->md, out, j);
 584                 out += j;
 585                 len -= j;
 586                 inp_len -= j;
 587             }
 588
 589             /* but pretend as if we hashed padded payload */
 590             bitlen = key->md.Nl + (inp_len << 3); /* at most 18 bits */
 591 #  ifdef BSWAP4
 592             bitlen = BSWAP4(bitlen);
 593 #  else
 594             mac.c[0] = 0;
 595             mac.c[1] = (unsigned char)(bitlen >> 16);
 596             mac.c[2] = (unsigned char)(bitlen >> 8);
 597             mac.c[3] = (unsigned char)bitlen;
 598             bitlen = mac.u[0];
 599 #  endif
 600
 601             pmac->u[0] = 0;
 602             pmac->u[1] = 0;
 603             pmac->u[2] = 0;
 604             pmac->u[3] = 0;
 605             pmac->u[4] = 0;
 606
 607             for (res = key->md.num, j = 0; j < len; j++) {
 608                 size_t c = out[j];
 609                 mask = (j - inp_len) >> (sizeof(j) * 8 - 8);
 610                 c &= mask;
 611                 c |= 0x80 & ~mask & ~((inp_len - j) >> (sizeof(j) * 8 - 8));
 612                 data->c[res++] = (unsigned char)c;
 613
 614                 if (res != SHA_CBLOCK)
 615                     continue;
 616
 617                 /* j is not incremented yet */
 618                 mask = 0 - ((inp_len + 7 - j) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 619                 data->u[SHA_LBLOCK - 1] |= bitlen & mask;
 620                 sha1_block_data_order(&key->md, data, 1);
 621                 mask &= 0 - ((j - inp_len - 72) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 622                 pmac->u[0] |= key->md.h0 & mask;
 623                 pmac->u[1] |= key->md.h1 & mask;
 624                 pmac->u[2] |= key->md.h2 & mask;
 625                 pmac->u[3] |= key->md.h3 & mask;
 626                 pmac->u[4] |= key->md.h4 & mask;
 627                 res = 0;
 628             }
 629
 630             for (i = res; i < SHA_CBLOCK; i++, j++)
 631                 data->c[i] = 0;
 632
 633             if (res > SHA_CBLOCK - 8) {
 634                 mask = 0 - ((inp_len + 8 - j) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 635                 data->u[SHA_LBLOCK - 1] |= bitlen & mask;
 636                 sha1_block_data_order(&key->md, data, 1);
 637                 mask &= 0 - ((j - inp_len - 73) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 638                 pmac->u[0] |= key->md.h0 & mask;
 639                 pmac->u[1] |= key->md.h1 & mask;
 640                 pmac->u[2] |= key->md.h2 & mask;
 641                 pmac->u[3] |= key->md.h3 & mask;
 642                 pmac->u[4] |= key->md.h4 & mask;
 643
 644                 memset(data, 0, SHA_CBLOCK);
 645                 j += 64;
 646             }
 647             data->u[SHA_LBLOCK - 1] = bitlen;
 648             sha1_block_data_order(&key->md, data, 1);
 649             mask = 0 - ((j - inp_len - 73) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 650             pmac->u[0] |= key->md.h0 & mask;
 651             pmac->u[1] |= key->md.h1 & mask;
 652             pmac->u[2] |= key->md.h2 & mask;
 653             pmac->u[3] |= key->md.h3 & mask;
 654             pmac->u[4] |= key->md.h4 & mask;
 655
 656 #  ifdef BSWAP4
 657             pmac->u[0] = BSWAP4(pmac->u[0]);
 658             pmac->u[1] = BSWAP4(pmac->u[1]);
 659             pmac->u[2] = BSWAP4(pmac->u[2]);
 660             pmac->u[3] = BSWAP4(pmac->u[3]);
 661             pmac->u[4] = BSWAP4(pmac->u[4]);
 662 #  else
 663             for (i = 0; i < 5; i++) {
 664                 res = pmac->u[i];
 665                 pmac->c[4 * i + 0] = (unsigned char)(res >> 24);
 666                 pmac->c[4 * i + 1] = (unsigned char)(res >> 16);
 667                 pmac->c[4 * i + 2] = (unsigned char)(res >> 8);
 668                 pmac->c[4 * i + 3] = (unsigned char)res;
 669             }
 670 #  endif
 671             len += SHA_DIGEST_LENGTH;
 672 # else      /* pre-lucky-13 reference version of above */
 673             SHA1_Update(&key->md, out, inp_len);
 674             res = key->md.num;
 675             SHA1_Final(pmac->c, &key->md);
 676
 677             {
 678                 unsigned int inp_blocks, pad_blocks;
 679
 680                 /* but pretend as if we hashed padded payload */
 681                 inp_blocks =
 682                     1 + ((SHA_CBLOCK - 9 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
 683                 res += (unsigned int)(len - inp_len);
 684                 pad_blocks = res / SHA_CBLOCK;
 685                 res %= SHA_CBLOCK;
 686                 pad_blocks +=
 687                     1 + ((SHA_CBLOCK - 9 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
 688                 for (; inp_blocks < pad_blocks; inp_blocks++)
 689                     sha1_block_data_order(&key->md, data, 1);
 690             }
 691 # endif
 692             key->md = key->tail;
 693             SHA1_Update(&key->md, pmac->c, SHA_DIGEST_LENGTH);
 694             SHA1_Final(pmac->c, &key->md);
 695
 696             /* verify HMAC */
 697             out += inp_len;
 698             len -= inp_len;
 699 # if 1      /* see original reference version in #else */
 700             {
 701                 unsigned char *p = out + len - 1 - maxpad - SHA_DIGEST_LENGTH;
 702                 size_t off = out - p;
 703                 unsigned int c, cmask;
 704
 705                 maxpad += SHA_DIGEST_LENGTH;
 706                 for (res = 0, i = 0, j = 0; j < maxpad; j++) {
 707                     c = p[j];
 708                     cmask =
 709                         ((int)(j - off - SHA_DIGEST_LENGTH)) >> (sizeof(int) *
 710                                                                  8 - 1);
 711                     res |= (c ^ pad) & ~cmask; /* ... and padding */
 712                     cmask &= ((int)(off - 1 - j)) >> (sizeof(int) * 8 - 1);
 713                     res |= (c ^ pmac->c[i]) & cmask;
 714                     i += 1 & cmask;
 715                 }
 716                 maxpad -= SHA_DIGEST_LENGTH;
 717
 718                 res = 0 - ((0 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
 719                 ret &= (int)~res;
 720             }
 721 # else      /* pre-lucky-13 reference version of above */
 722             for (res = 0, i = 0; i < SHA_DIGEST_LENGTH; i++)
 723                 res |= out[i] ^ pmac->c[i];
 724             res = 0 - ((0 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
 725             ret &= (int)~res;
 726
 727             /* verify padding */
 728             pad = (pad & ~res) | (maxpad & res);
 729             out = out + len - 1 - pad;
 730             for (res = 0, i = 0; i < pad; i++)
 731                 res |= out[i] ^ pad;
 732
 733             res = (0 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1);
 734             ret &= (int)~res;
 735 # endif
 736             return ret;
 737         } else {
 738 # if defined(STITCHED_DECRYPT_CALL)
 739             if (len >= 1024 && ctx->key_len == 32) {
 740                 if (sha_off %= SHA_CBLOCK)
 741                     blocks = (len - 3 * SHA_CBLOCK) / SHA_CBLOCK;
 742                 else
 743                     blocks = (len - 2 * SHA_CBLOCK) / SHA_CBLOCK;
 744                 aes_off = len - blocks * SHA_CBLOCK;
 745
 746                 aesni_cbc_encrypt(in, out, aes_off, &key->ks, ctx->iv, 0);
 747                 SHA1_Update(&key->md, out, sha_off);
 748                 aesni256_cbc_sha1_dec(in + aes_off,
 749                                       out + aes_off, blocks, &key->ks,
 750                                       ctx->iv, &key->md, out + sha_off);
 751
 752                 sha_off += blocks *= SHA_CBLOCK;
 753                 out += sha_off;
 754                 len -= sha_off;
 755
 756                 key->md.Nh += blocks >> 29;
 757                 key->md.Nl += blocks <<= 3;
 758                 if (key->md.Nl < (unsigned int)blocks)
 759                     key->md.Nh++;
 760             } else
 761 # endif
 762                 /* decrypt HMAC|padding at once */
 763                 aesni_cbc_encrypt(in, out, len, &key->ks,
 764                                   EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), 0);
 765
 766             SHA1_Update(&key->md, out, len);
 767         }
 768     }
 769
 770     return 1;
 771 }
 772
 773 static int aesni_cbc_hmac_sha1_ctrl(EVP_CIPHER_CTX *ctx, int type, int arg,
 774                                     void *ptr)
 775 {
 776     EVP_AES_HMAC_SHA1 *key = data(ctx);
 777
 778     switch (type) {
 779     case EVP_CTRL_AEAD_SET_MAC_KEY:
 780         {
 781             unsigned int i;
 782             unsigned char hmac_key[64];
 783
 784             memset(hmac_key, 0, sizeof(hmac_key));
 785
 786             if (arg > (int)sizeof(hmac_key)) {
 787                 SHA1_Init(&key->head);
 788                 SHA1_Update(&key->head, ptr, arg);
 789                 SHA1_Final(hmac_key, &key->head);
 790             } else {
 791                 memcpy(hmac_key, ptr, arg);
 792             }
 793
 794             for (i = 0; i < sizeof(hmac_key); i++)
 795                 hmac_key[i] ^= 0x36; /* ipad */
 796             SHA1_Init(&key->head);
 797             SHA1_Update(&key->head, hmac_key, sizeof(hmac_key));
 798
 799             for (i = 0; i < sizeof(hmac_key); i++)
 800                 hmac_key[i] ^= 0x36 ^ 0x5c; /* opad */
 801             SHA1_Init(&key->tail);
 802             SHA1_Update(&key->tail, hmac_key, sizeof(hmac_key));
 803
 804             OPENSSL_cleanse(hmac_key, sizeof(hmac_key));
 805
 806             return 1;
 807         }
 808     case EVP_CTRL_AEAD_TLS1_AAD:
 809         {
 810             unsigned char *p = ptr;
 811             unsigned int len;
 812
 813             if (arg != EVP_AEAD_TLS1_AAD_LEN)
 814                 return -1;
 815
 816             len = p[arg - 2] << 8 | p[arg - 1];
 817
 818             if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
 819                 key->payload_length = len;
 820                 if ((key->aux.tls_ver =
 821                      p[arg - 4] << 8 | p[arg - 3]) >= TLS1_1_VERSION) {
 822                     if (len < AES_BLOCK_SIZE)
 823                         return 0;
 824                     len -= AES_BLOCK_SIZE;
 825                     p[arg - 2] = len >> 8;
 826                     p[arg - 1] = len;
 827                 }
 828                 key->md = key->head;
 829                 SHA1_Update(&key->md, p, arg);
 830
 831                 return (int)(((len + SHA_DIGEST_LENGTH +
 832                                AES_BLOCK_SIZE) & -AES_BLOCK_SIZE)
 833                              - len);
 834             } else {
 835                 memcpy(key->aux.tls_aad, ptr, arg);
 836                 key->payload_length = arg;
 837
 838                 return SHA_DIGEST_LENGTH;
 839             }
 840         }
 841 # if !defined(OPENSSL_NO_MULTIBLOCK)
 842     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_MAX_BUFSIZE:
 843         return (int)(5 + 16 + ((arg + 20 + 16) & -16));
 844     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_AAD:
 845         {
 846             EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *param =
 847                 (EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *) ptr;
 848             unsigned int n4x = 1, x4;
 849             unsigned int frag, last, packlen, inp_len;
 850
 851             if (arg < (int)sizeof(EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM))
 852                 return -1;
 853
 854             inp_len = param->inp[11] << 8 | param->inp[12];
 855
 856             if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
 857                 if ((param->inp[9] << 8 | param->inp[10]) < TLS1_1_VERSION)
 858                     return -1;
 859
 860                 if (inp_len) {
 861                     if (inp_len < 4096)
 862                         return 0; /* too short */
 863
 864                     if (inp_len >= 8192 && OPENSSL_ia32cap_P[2] & (1 << 5))
 865                         n4x = 2; /* AVX2 */
 866                 } else if ((n4x = param->interleave / 4) && n4x <= 2)
 867                     inp_len = param->len;
 868                 else
 869                     return -1;
 870
 871                 key->md = key->head;
 872                 SHA1_Update(&key->md, param->inp, 13);
 873
 874                 x4 = 4 * n4x;
 875                 n4x += 1;
 876
 877                 frag = inp_len >> n4x;
 878                 last = inp_len + frag - (frag << n4x);
 879                 if (last > frag && ((last + 13 + 9) % 64 < (x4 - 1))) {
 880                     frag++;
 881                     last -= x4 - 1;
 882                 }
 883
 884                 packlen = 5 + 16 + ((frag + 20 + 16) & -16);
 885                 packlen = (packlen << n4x) - packlen;
 886                 packlen += 5 + 16 + ((last + 20 + 16) & -16);
 887
 888                 param->interleave = x4;
 889
 890                 return (int)packlen;
 891             } else
 892                 return -1;      /* not yet */
 893         }
 894     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_ENCRYPT:
 895         {
 896             EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *param =
 897                 (EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *) ptr;
 898
 899             return (int)tls1_1_multi_block_encrypt(key, param->out,
 900                                                    param->inp, param->len,
 901                                                    param->interleave / 4);
 902         }
 903     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_DECRYPT:
 904 # endif
 905     default:
 906         return -1;
 907     }
 908 }
 909
 910 static EVP_CIPHER aesni_128_cbc_hmac_sha1_cipher = {
 911 # ifdef NID_aes_128_cbc_hmac_sha1
 912     NID_aes_128_cbc_hmac_sha1,
 913 # else
 914     NID_undef,
 915 # endif
 916     AES_BLOCK_SIZE, 16, AES_BLOCK_SIZE,
 917     EVP_CIPH_CBC_MODE | EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 |
 918         EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER | EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK,
 919     aesni_cbc_hmac_sha1_init_key,
 920     aesni_cbc_hmac_sha1_cipher,
 921     NULL,
 922     sizeof(EVP_AES_HMAC_SHA1),
 923     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_set_asn1_iv,
 924     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_get_asn1_iv,
 925     aesni_cbc_hmac_sha1_ctrl,
 926     NULL
 927 };
 928
 929 static EVP_CIPHER aesni_256_cbc_hmac_sha1_cipher = {
 930 # ifdef NID_aes_256_cbc_hmac_sha1
 931     NID_aes_256_cbc_hmac_sha1,
 932 # else
 933     NID_undef,
 934 # endif
 935     AES_BLOCK_SIZE, 32, AES_BLOCK_SIZE,
 936     EVP_CIPH_CBC_MODE | EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 |
 937         EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER | EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK,
 938     aesni_cbc_hmac_sha1_init_key,
 939     aesni_cbc_hmac_sha1_cipher,
 940     NULL,
 941     sizeof(EVP_AES_HMAC_SHA1),
 942     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_set_asn1_iv,
 943     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_get_asn1_iv,
 944     aesni_cbc_hmac_sha1_ctrl,
 945     NULL
 946 };
 947
 948 const EVP_CIPHER *EVP_aes_128_cbc_hmac_sha1(void)
 949 {
 950     return (OPENSSL_ia32cap_P[1] & AESNI_CAPABLE ?
 951             &aesni_128_cbc_hmac_sha1_cipher : NULL);
 952 }
 953
 954 const EVP_CIPHER *EVP_aes_256_cbc_hmac_sha1(void)
 955 {
 956     return (OPENSSL_ia32cap_P[1] & AESNI_CAPABLE ?
 957             &aesni_256_cbc_hmac_sha1_cipher : NULL);
 958 }
 959 #else
 960 const EVP_CIPHER *EVP_aes_128_cbc_hmac_sha1(void)
 961 {
 962     return NULL;
 963 }
 964
 965 const EVP_CIPHER *EVP_aes_256_cbc_hmac_sha1(void)
 966 {
 967     return NULL;
 968 }
 969 #endif