crypto/evp/e_aes_cbc_hmac_sha256.c

   1 /*
   2  * Copyright 2013-2016 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
   3  *
   4  * Licensed under the OpenSSL license (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 <openssl/opensslconf.h>
  11
  12 #include <stdio.h>
  13 #include <string.h>
  14
  15
  16 #include <openssl/evp.h>
  17 #include <openssl/objects.h>
  18 #include <openssl/aes.h>
  19 #include <openssl/sha.h>
  20 #include <openssl/rand.h>
  21 #include "modes_lcl.h"
  22 #include "internal/constant_time_locl.h"
  23 #include "internal/evp_int.h"
  24
  25 #ifndef EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER
  26 # define EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER       0x200000
  27 # define EVP_CTRL_AEAD_TLS1_AAD          0x16
  28 # define EVP_CTRL_AEAD_SET_MAC_KEY       0x17
  29 #endif
  30
  31 #if !defined(EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1)
  32 # define EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 0
  33 #endif
  34
  35 #if !defined(EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK)
  36 # define EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK 0
  37 #endif
  38
  39 #define TLS1_1_VERSION 0x0302
  40
  41 typedef struct {
  42     AES_KEY ks;
  43     SHA256_CTX head, tail, md;
  44     size_t payload_length;      /* AAD length in decrypt case */
  45     union {
  46         unsigned int tls_ver;
  47         unsigned char tls_aad[16]; /* 13 used */
  48     } aux;
  49 } EVP_AES_HMAC_SHA256;
  50
  51 # define NO_PAYLOAD_LENGTH       ((size_t)-1)
  52
  53 #if     defined(AES_ASM) &&     ( \
  54         defined(__x86_64)       || defined(__x86_64__)  || \
  55         defined(_M_AMD64)       || defined(_M_X64)      )
  56
  57 extern unsigned int OPENSSL_ia32cap_P[];
  58 # define AESNI_CAPABLE   (1<<(57-32))
  59
  60 int aesni_set_encrypt_key(const unsigned char *userKey, int bits,
  61                           AES_KEY *key);
  62 int aesni_set_decrypt_key(const unsigned char *userKey, int bits,
  63                           AES_KEY *key);
  64
  65 void aesni_cbc_encrypt(const unsigned char *in,
  66                        unsigned char *out,
  67                        size_t length,
  68                        const AES_KEY *key, unsigned char *ivec, int enc);
  69
  70 int aesni_cbc_sha256_enc(const void *inp, void *out, size_t blocks,
  71                          const AES_KEY *key, unsigned char iv[16],
  72                          SHA256_CTX *ctx, const void *in0);
  73
  74 # define data(ctx) ((EVP_AES_HMAC_SHA256 *)EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx))
  75
  76 static int aesni_cbc_hmac_sha256_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx,
  77                                           const unsigned char *inkey,
  78                                           const unsigned char *iv, int enc)
  79 {
  80     EVP_AES_HMAC_SHA256 *key = data(ctx);
  81     int ret;
  82
  83     if (enc)
  84         ret = aesni_set_encrypt_key(inkey,
  85                                     EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx) * 8,
  86                                     &key->ks);
  87     else
  88         ret = aesni_set_decrypt_key(inkey,
  89                                     EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx) * 8,
  90                                     &key->ks);
  91
  92     SHA256_Init(&key->head);    /* handy when benchmarking */
  93     key->tail = key->head;
  94     key->md = key->head;
  95
  96     key->payload_length = NO_PAYLOAD_LENGTH;
  97
  98     return ret < 0 ? 0 : 1;
  99 }
 100
 101 # define STITCHED_CALL
 102
 103 # if !defined(STITCHED_CALL)
 104 #  define aes_off 0
 105 # endif
 106
 107 void sha256_block_data_order(void *c, const void *p, size_t len);
 108
 109 static void sha256_update(SHA256_CTX *c, const void *data, size_t len)
 110 {
 111     const unsigned char *ptr = data;
 112     size_t res;
 113
 114     if ((res = c->num)) {
 115         res = SHA256_CBLOCK - res;
 116         if (len < res)
 117             res = len;
 118         SHA256_Update(c, ptr, res);
 119         ptr += res;
 120         len -= res;
 121     }
 122
 123     res = len % SHA256_CBLOCK;
 124     len -= res;
 125
 126     if (len) {
 127         sha256_block_data_order(c, ptr, len / SHA256_CBLOCK);
 128
 129         ptr += len;
 130         c->Nh += len >> 29;
 131         c->Nl += len <<= 3;
 132         if (c->Nl < (unsigned int)len)
 133             c->Nh++;
 134     }
 135
 136     if (res)
 137         SHA256_Update(c, ptr, res);
 138 }
 139
 140 # ifdef SHA256_Update
 141 #  undef SHA256_Update
 142 # endif
 143 # define SHA256_Update sha256_update
 144
 145 # if !defined(OPENSSL_NO_MULTIBLOCK) && EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK
 146
 147 typedef struct {
 148     unsigned int A[8], B[8], C[8], D[8], E[8], F[8], G[8], H[8];
 149 } SHA256_MB_CTX;
 150 typedef struct {
 151     const unsigned char *ptr;
 152     int blocks;
 153 } HASH_DESC;
 154
 155 void sha256_multi_block(SHA256_MB_CTX *, const HASH_DESC *, int);
 156
 157 typedef struct {
 158     const unsigned char *inp;
 159     unsigned char *out;
 160     int blocks;
 161     u64 iv[2];
 162 } CIPH_DESC;
 163
 164 void aesni_multi_cbc_encrypt(CIPH_DESC *, void *, int);
 165
 166 static size_t tls1_1_multi_block_encrypt(EVP_AES_HMAC_SHA256 *key,
 167                                          unsigned char *out,
 168                                          const unsigned char *inp,
 169                                          size_t inp_len, int n4x)
 170 {                               /* n4x is 1 or 2 */
 171     HASH_DESC hash_d[8], edges[8];
 172     CIPH_DESC ciph_d[8];
 173     unsigned char storage[sizeof(SHA256_MB_CTX) + 32];
 174     union {
 175         u64 q[16];
 176         u32 d[32];
 177         u8 c[128];
 178     } blocks[8];
 179     SHA256_MB_CTX *ctx;
 180     unsigned int frag, last, packlen, i, x4 = 4 * n4x, minblocks, processed =
 181         0;
 182     size_t ret = 0;
 183     u8 *IVs;
 184 #  if defined(BSWAP8)
 185     u64 seqnum;
 186 #  endif
 187
 188     /* ask for IVs in bulk */
 189     if (RAND_bytes((IVs = blocks[0].c), 16 * x4) <= 0)
 190         return 0;
 191
 192     /* align */
 193     ctx = (SHA256_MB_CTX *) (storage + 32 - ((size_t)storage % 32));
 194
 195     frag = (unsigned int)inp_len >> (1 + n4x);
 196     last = (unsigned int)inp_len + frag - (frag << (1 + n4x));
 197     if (last > frag && ((last + 13 + 9) % 64) < (x4 - 1)) {
 198         frag++;
 199         last -= x4 - 1;
 200     }
 201
 202     packlen = 5 + 16 + ((frag + 32 + 16) & -16);
 203
 204     /* populate descriptors with pointers and IVs */
 205     hash_d[0].ptr = inp;
 206     ciph_d[0].inp = inp;
 207     /* 5+16 is place for header and explicit IV */
 208     ciph_d[0].out = out + 5 + 16;
 209     memcpy(ciph_d[0].out - 16, IVs, 16);
 210     memcpy(ciph_d[0].iv, IVs, 16);
 211     IVs += 16;
 212
 213     for (i = 1; i < x4; i++) {
 214         ciph_d[i].inp = hash_d[i].ptr = hash_d[i - 1].ptr + frag;
 215         ciph_d[i].out = ciph_d[i - 1].out + packlen;
 216         memcpy(ciph_d[i].out - 16, IVs, 16);
 217         memcpy(ciph_d[i].iv, IVs, 16);
 218         IVs += 16;
 219     }
 220
 221 #  if defined(BSWAP8)
 222     memcpy(blocks[0].c, key->md.data, 8);
 223     seqnum = BSWAP8(blocks[0].q[0]);
 224 #  endif
 225     for (i = 0; i < x4; i++) {
 226         unsigned int len = (i == (x4 - 1) ? last : frag);
 227 #  if !defined(BSWAP8)
 228         unsigned int carry, j;
 229 #  endif
 230
 231         ctx->A[i] = key->md.h[0];
 232         ctx->B[i] = key->md.h[1];
 233         ctx->C[i] = key->md.h[2];
 234         ctx->D[i] = key->md.h[3];
 235         ctx->E[i] = key->md.h[4];
 236         ctx->F[i] = key->md.h[5];
 237         ctx->G[i] = key->md.h[6];
 238         ctx->H[i] = key->md.h[7];
 239
 240         /* fix seqnum */
 241 #  if defined(BSWAP8)
 242         blocks[i].q[0] = BSWAP8(seqnum + i);
 243 #  else
 244         for (carry = i, j = 8; j--;) {
 245             blocks[i].c[j] = ((u8 *)key->md.data)[j] + carry;
 246             carry = (blocks[i].c[j] - carry) >> (sizeof(carry) * 8 - 1);
 247         }
 248 #  endif
 249         blocks[i].c[8] = ((u8 *)key->md.data)[8];
 250         blocks[i].c[9] = ((u8 *)key->md.data)[9];
 251         blocks[i].c[10] = ((u8 *)key->md.data)[10];
 252         /* fix length */
 253         blocks[i].c[11] = (u8)(len >> 8);
 254         blocks[i].c[12] = (u8)(len);
 255
 256         memcpy(blocks[i].c + 13, hash_d[i].ptr, 64 - 13);
 257         hash_d[i].ptr += 64 - 13;
 258         hash_d[i].blocks = (len - (64 - 13)) / 64;
 259
 260         edges[i].ptr = blocks[i].c;
 261         edges[i].blocks = 1;
 262     }
 263
 264     /* hash 13-byte headers and first 64-13 bytes of inputs */
 265     sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
 266     /* hash bulk inputs */
 267 #  define MAXCHUNKSIZE    2048
 268 #  if     MAXCHUNKSIZE%64
 269 #   error  "MAXCHUNKSIZE is not divisible by 64"
 270 #  elif   MAXCHUNKSIZE
 271     /*
 272      * goal is to minimize pressure on L1 cache by moving in shorter steps,
 273      * so that hashed data is still in the cache by the time we encrypt it
 274      */
 275     minblocks = ((frag <= last ? frag : last) - (64 - 13)) / 64;
 276     if (minblocks > MAXCHUNKSIZE / 64) {
 277         for (i = 0; i < x4; i++) {
 278             edges[i].ptr = hash_d[i].ptr;
 279             edges[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 64;
 280             ciph_d[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 16;
 281         }
 282         do {
 283             sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
 284             aesni_multi_cbc_encrypt(ciph_d, &key->ks, n4x);
 285
 286             for (i = 0; i < x4; i++) {
 287                 edges[i].ptr = hash_d[i].ptr += MAXCHUNKSIZE;
 288                 hash_d[i].blocks -= MAXCHUNKSIZE / 64;
 289                 edges[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 64;
 290                 ciph_d[i].inp += MAXCHUNKSIZE;
 291                 ciph_d[i].out += MAXCHUNKSIZE;
 292                 ciph_d[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 16;
 293                 memcpy(ciph_d[i].iv, ciph_d[i].out - 16, 16);
 294             }
 295             processed += MAXCHUNKSIZE;
 296             minblocks -= MAXCHUNKSIZE / 64;
 297         } while (minblocks > MAXCHUNKSIZE / 64);
 298     }
 299 #  endif
 300 #  undef  MAXCHUNKSIZE
 301     sha256_multi_block(ctx, hash_d, n4x);
 302
 303     memset(blocks, 0, sizeof(blocks));
 304     for (i = 0; i < x4; i++) {
 305         unsigned int len = (i == (x4 - 1) ? last : frag),
 306             off = hash_d[i].blocks * 64;
 307         const unsigned char *ptr = hash_d[i].ptr + off;
 308
 309         off = (len - processed) - (64 - 13) - off; /* remainder actually */
 310         memcpy(blocks[i].c, ptr, off);
 311         blocks[i].c[off] = 0x80;
 312         len += 64 + 13;         /* 64 is HMAC header */
 313         len *= 8;               /* convert to bits */
 314         if (off < (64 - 8)) {
 315 #  ifdef BSWAP4
 316             blocks[i].d[15] = BSWAP4(len);
 317 #  else
 318             PUTU32(blocks[i].c + 60, len);
 319 #  endif
 320             edges[i].blocks = 1;
 321         } else {
 322 #  ifdef BSWAP4
 323             blocks[i].d[31] = BSWAP4(len);
 324 #  else
 325             PUTU32(blocks[i].c + 124, len);
 326 #  endif
 327             edges[i].blocks = 2;
 328         }
 329         edges[i].ptr = blocks[i].c;
 330     }
 331
 332     /* hash input tails and finalize */
 333     sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
 334
 335     memset(blocks, 0, sizeof(blocks));
 336     for (i = 0; i < x4; i++) {
 337 #  ifdef BSWAP4
 338         blocks[i].d[0] = BSWAP4(ctx->A[i]);
 339         ctx->A[i] = key->tail.h[0];
 340         blocks[i].d[1] = BSWAP4(ctx->B[i]);
 341         ctx->B[i] = key->tail.h[1];
 342         blocks[i].d[2] = BSWAP4(ctx->C[i]);
 343         ctx->C[i] = key->tail.h[2];
 344         blocks[i].d[3] = BSWAP4(ctx->D[i]);
 345         ctx->D[i] = key->tail.h[3];
 346         blocks[i].d[4] = BSWAP4(ctx->E[i]);
 347         ctx->E[i] = key->tail.h[4];
 348         blocks[i].d[5] = BSWAP4(ctx->F[i]);
 349         ctx->F[i] = key->tail.h[5];
 350         blocks[i].d[6] = BSWAP4(ctx->G[i]);
 351         ctx->G[i] = key->tail.h[6];
 352         blocks[i].d[7] = BSWAP4(ctx->H[i]);
 353         ctx->H[i] = key->tail.h[7];
 354         blocks[i].c[32] = 0x80;
 355         blocks[i].d[15] = BSWAP4((64 + 32) * 8);
 356 #  else
 357         PUTU32(blocks[i].c + 0, ctx->A[i]);
 358         ctx->A[i] = key->tail.h[0];
 359         PUTU32(blocks[i].c + 4, ctx->B[i]);
 360         ctx->B[i] = key->tail.h[1];
 361         PUTU32(blocks[i].c + 8, ctx->C[i]);
 362         ctx->C[i] = key->tail.h[2];
 363         PUTU32(blocks[i].c + 12, ctx->D[i]);
 364         ctx->D[i] = key->tail.h[3];
 365         PUTU32(blocks[i].c + 16, ctx->E[i]);
 366         ctx->E[i] = key->tail.h[4];
 367         PUTU32(blocks[i].c + 20, ctx->F[i]);
 368         ctx->F[i] = key->tail.h[5];
 369         PUTU32(blocks[i].c + 24, ctx->G[i]);
 370         ctx->G[i] = key->tail.h[6];
 371         PUTU32(blocks[i].c + 28, ctx->H[i]);
 372         ctx->H[i] = key->tail.h[7];
 373         blocks[i].c[32] = 0x80;
 374         PUTU32(blocks[i].c + 60, (64 + 32) * 8);
 375 #  endif
 376         edges[i].ptr = blocks[i].c;
 377         edges[i].blocks = 1;
 378     }
 379
 380     /* finalize MACs */
 381     sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
 382
 383     for (i = 0; i < x4; i++) {
 384         unsigned int len = (i == (x4 - 1) ? last : frag), pad, j;
 385         unsigned char *out0 = out;
 386
 387         memcpy(ciph_d[i].out, ciph_d[i].inp, len - processed);
 388         ciph_d[i].inp = ciph_d[i].out;
 389
 390         out += 5 + 16 + len;
 391
 392         /* write MAC */
 393         PUTU32(out + 0, ctx->A[i]);
 394         PUTU32(out + 4, ctx->B[i]);
 395         PUTU32(out + 8, ctx->C[i]);
 396         PUTU32(out + 12, ctx->D[i]);
 397         PUTU32(out + 16, ctx->E[i]);
 398         PUTU32(out + 20, ctx->F[i]);
 399         PUTU32(out + 24, ctx->G[i]);
 400         PUTU32(out + 28, ctx->H[i]);
 401         out += 32;
 402         len += 32;
 403
 404         /* pad */
 405         pad = 15 - len % 16;
 406         for (j = 0; j <= pad; j++)
 407             *(out++) = pad;
 408         len += pad + 1;
 409
 410         ciph_d[i].blocks = (len - processed) / 16;
 411         len += 16;              /* account for explicit iv */
 412
 413         /* arrange header */
 414         out0[0] = ((u8 *)key->md.data)[8];
 415         out0[1] = ((u8 *)key->md.data)[9];
 416         out0[2] = ((u8 *)key->md.data)[10];
 417         out0[3] = (u8)(len >> 8);
 418         out0[4] = (u8)(len);
 419
 420         ret += len + 5;
 421         inp += frag;
 422     }
 423
 424     aesni_multi_cbc_encrypt(ciph_d, &key->ks, n4x);
 425
 426     OPENSSL_cleanse(blocks, sizeof(blocks));
 427     OPENSSL_cleanse(ctx, sizeof(*ctx));
 428
 429     return ret;
 430 }
 431 # endif
 432
 433 static int aesni_cbc_hmac_sha256_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx,
 434                                         unsigned char *out,
 435                                         const unsigned char *in, size_t len)
 436 {
 437     EVP_AES_HMAC_SHA256 *key = data(ctx);
 438     unsigned int l;
 439     size_t plen = key->payload_length, iv = 0, /* explicit IV in TLS 1.1 and
 440                                                 * later */
 441         sha_off = 0;
 442 # if defined(STITCHED_CALL)
 443     size_t aes_off = 0, blocks;
 444
 445     sha_off = SHA256_CBLOCK - key->md.num;
 446 # endif
 447
 448     key->payload_length = NO_PAYLOAD_LENGTH;
 449
 450     if (len % AES_BLOCK_SIZE)
 451         return 0;
 452
 453     if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
 454         if (plen == NO_PAYLOAD_LENGTH)
 455             plen = len;
 456         else if (len !=
 457                  ((plen + SHA256_DIGEST_LENGTH +
 458                    AES_BLOCK_SIZE) & -AES_BLOCK_SIZE))
 459             return 0;
 460         else if (key->aux.tls_ver >= TLS1_1_VERSION)
 461             iv = AES_BLOCK_SIZE;
 462
 463 # if defined(STITCHED_CALL)
 464         /*
 465          * Assembly stitch handles AVX-capable processors, but its
 466          * performance is not optimal on AMD Jaguar, ~40% worse, for
 467          * unknown reasons. Incidentally processor in question supports
 468          * AVX, but not AMD-specific XOP extension, which can be used
 469          * to identify it and avoid stitch invocation. So that after we
 470          * establish that current CPU supports AVX, we even see if it's
 471          * either even XOP-capable Bulldozer-based or GenuineIntel one.
 472          */
 473         if (OPENSSL_ia32cap_P[1] & (1 << (60 - 32)) && /* AVX? */
 474             ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & (1 << (43 - 32))) /* XOP? */
 475              | (OPENSSL_ia32cap_P[0] & (1<<30))) &&    /* "Intel CPU"? */
 476             plen > (sha_off + iv) &&
 477             (blocks = (plen - (sha_off + iv)) / SHA256_CBLOCK)) {
 478             SHA256_Update(&key->md, in + iv, sha_off);
 479
 480             (void)aesni_cbc_sha256_enc(in, out, blocks, &key->ks,
 481                                        EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx),
 482                                        &key->md, in + iv + sha_off);
 483             blocks *= SHA256_CBLOCK;
 484             aes_off += blocks;
 485             sha_off += blocks;
 486             key->md.Nh += blocks >> 29;
 487             key->md.Nl += blocks <<= 3;
 488             if (key->md.Nl < (unsigned int)blocks)
 489                 key->md.Nh++;
 490         } else {
 491             sha_off = 0;
 492         }
 493 # endif
 494         sha_off += iv;
 495         SHA256_Update(&key->md, in + sha_off, plen - sha_off);
 496
 497         if (plen != len) {      /* "TLS" mode of operation */
 498             if (in != out)
 499                 memcpy(out + aes_off, in + aes_off, plen - aes_off);
 500
 501             /* calculate HMAC and append it to payload */
 502             SHA256_Final(out + plen, &key->md);
 503             key->md = key->tail;
 504             SHA256_Update(&key->md, out + plen, SHA256_DIGEST_LENGTH);
 505             SHA256_Final(out + plen, &key->md);
 506
 507             /* pad the payload|hmac */
 508             plen += SHA256_DIGEST_LENGTH;
 509             for (l = len - plen - 1; plen < len; plen++)
 510                 out[plen] = l;
 511             /* encrypt HMAC|padding at once */
 512             aesni_cbc_encrypt(out + aes_off, out + aes_off, len - aes_off,
 513                               &key->ks, EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), 1);
 514         } else {
 515             aesni_cbc_encrypt(in + aes_off, out + aes_off, len - aes_off,
 516                               &key->ks, EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), 1);
 517         }
 518     } else {
 519         union {
 520             unsigned int u[SHA256_DIGEST_LENGTH / sizeof(unsigned int)];
 521             unsigned char c[64 + SHA256_DIGEST_LENGTH];
 522         } mac, *pmac;
 523
 524         /* arrange cache line alignment */
 525         pmac = (void *)(((size_t)mac.c + 63) & ((size_t)0 - 64));
 526
 527         /* decrypt HMAC|padding at once */
 528         aesni_cbc_encrypt(in, out, len, &key->ks,
 529                           EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), 0);
 530
 531         if (plen != NO_PAYLOAD_LENGTH) { /* "TLS" mode of operation */
 532             size_t inp_len, mask, j, i;
 533             unsigned int res, maxpad, pad, bitlen;
 534             int ret = 1;
 535             union {
 536                 unsigned int u[SHA_LBLOCK];
 537                 unsigned char c[SHA256_CBLOCK];
 538             } *data = (void *)key->md.data;
 539
 540             if ((key->aux.tls_aad[plen - 4] << 8 | key->aux.tls_aad[plen - 3])
 541                 >= TLS1_1_VERSION)
 542                 iv = AES_BLOCK_SIZE;
 543
 544             if (len < (iv + SHA256_DIGEST_LENGTH + 1))
 545                 return 0;
 546
 547             /* omit explicit iv */
 548             out += iv;
 549             len -= iv;
 550
 551             /* figure out payload length */
 552             pad = out[len - 1];
 553             maxpad = len - (SHA256_DIGEST_LENGTH + 1);
 554             maxpad |= (255 - maxpad) >> (sizeof(maxpad) * 8 - 8);
 555             maxpad &= 255;
 556
 557             ret &= constant_time_ge(maxpad, pad);
 558
 559             inp_len = len - (SHA256_DIGEST_LENGTH + pad + 1);
 560             mask = (0 - ((inp_len - len) >> (sizeof(inp_len) * 8 - 1)));
 561             inp_len &= mask;
 562             ret &= (int)mask;
 563
 564             key->aux.tls_aad[plen - 2] = inp_len >> 8;
 565             key->aux.tls_aad[plen - 1] = inp_len;
 566
 567             /* calculate HMAC */
 568             key->md = key->head;
 569             SHA256_Update(&key->md, key->aux.tls_aad, plen);
 570
 571 # if 1
 572             len -= SHA256_DIGEST_LENGTH; /* amend mac */
 573             if (len >= (256 + SHA256_CBLOCK)) {
 574                 j = (len - (256 + SHA256_CBLOCK)) & (0 - SHA256_CBLOCK);
 575                 j += SHA256_CBLOCK - key->md.num;
 576                 SHA256_Update(&key->md, out, j);
 577                 out += j;
 578                 len -= j;
 579                 inp_len -= j;
 580             }
 581
 582             /* but pretend as if we hashed padded payload */
 583             bitlen = key->md.Nl + (inp_len << 3); /* at most 18 bits */
 584 #  ifdef BSWAP4
 585             bitlen = BSWAP4(bitlen);
 586 #  else
 587             mac.c[0] = 0;
 588             mac.c[1] = (unsigned char)(bitlen >> 16);
 589             mac.c[2] = (unsigned char)(bitlen >> 8);
 590             mac.c[3] = (unsigned char)bitlen;
 591             bitlen = mac.u[0];
 592 #  endif
 593
 594             pmac->u[0] = 0;
 595             pmac->u[1] = 0;
 596             pmac->u[2] = 0;
 597             pmac->u[3] = 0;
 598             pmac->u[4] = 0;
 599             pmac->u[5] = 0;
 600             pmac->u[6] = 0;
 601             pmac->u[7] = 0;
 602
 603             for (res = key->md.num, j = 0; j < len; j++) {
 604                 size_t c = out[j];
 605                 mask = (j - inp_len) >> (sizeof(j) * 8 - 8);
 606                 c &= mask;
 607                 c |= 0x80 & ~mask & ~((inp_len - j) >> (sizeof(j) * 8 - 8));
 608                 data->c[res++] = (unsigned char)c;
 609
 610                 if (res != SHA256_CBLOCK)
 611                     continue;
 612
 613                 /* j is not incremented yet */
 614                 mask = 0 - ((inp_len + 7 - j) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 615                 data->u[SHA_LBLOCK - 1] |= bitlen & mask;
 616                 sha256_block_data_order(&key->md, data, 1);
 617                 mask &= 0 - ((j - inp_len - 72) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 618                 pmac->u[0] |= key->md.h[0] & mask;
 619                 pmac->u[1] |= key->md.h[1] & mask;
 620                 pmac->u[2] |= key->md.h[2] & mask;
 621                 pmac->u[3] |= key->md.h[3] & mask;
 622                 pmac->u[4] |= key->md.h[4] & mask;
 623                 pmac->u[5] |= key->md.h[5] & mask;
 624                 pmac->u[6] |= key->md.h[6] & mask;
 625                 pmac->u[7] |= key->md.h[7] & mask;
 626                 res = 0;
 627             }
 628
 629             for (i = res; i < SHA256_CBLOCK; i++, j++)
 630                 data->c[i] = 0;
 631
 632             if (res > SHA256_CBLOCK - 8) {
 633                 mask = 0 - ((inp_len + 8 - j) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 634                 data->u[SHA_LBLOCK - 1] |= bitlen & mask;
 635                 sha256_block_data_order(&key->md, data, 1);
 636                 mask &= 0 - ((j - inp_len - 73) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 637                 pmac->u[0] |= key->md.h[0] & mask;
 638                 pmac->u[1] |= key->md.h[1] & mask;
 639                 pmac->u[2] |= key->md.h[2] & mask;
 640                 pmac->u[3] |= key->md.h[3] & mask;
 641                 pmac->u[4] |= key->md.h[4] & mask;
 642                 pmac->u[5] |= key->md.h[5] & mask;
 643                 pmac->u[6] |= key->md.h[6] & mask;
 644                 pmac->u[7] |= key->md.h[7] & mask;
 645
 646                 memset(data, 0, SHA256_CBLOCK);
 647                 j += 64;
 648             }
 649             data->u[SHA_LBLOCK - 1] = bitlen;
 650             sha256_block_data_order(&key->md, data, 1);
 651             mask = 0 - ((j - inp_len - 73) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 652             pmac->u[0] |= key->md.h[0] & mask;
 653             pmac->u[1] |= key->md.h[1] & mask;
 654             pmac->u[2] |= key->md.h[2] & mask;
 655             pmac->u[3] |= key->md.h[3] & mask;
 656             pmac->u[4] |= key->md.h[4] & mask;
 657             pmac->u[5] |= key->md.h[5] & mask;
 658             pmac->u[6] |= key->md.h[6] & mask;
 659             pmac->u[7] |= key->md.h[7] & mask;
 660
 661 #  ifdef BSWAP4
 662             pmac->u[0] = BSWAP4(pmac->u[0]);
 663             pmac->u[1] = BSWAP4(pmac->u[1]);
 664             pmac->u[2] = BSWAP4(pmac->u[2]);
 665             pmac->u[3] = BSWAP4(pmac->u[3]);
 666             pmac->u[4] = BSWAP4(pmac->u[4]);
 667             pmac->u[5] = BSWAP4(pmac->u[5]);
 668             pmac->u[6] = BSWAP4(pmac->u[6]);
 669             pmac->u[7] = BSWAP4(pmac->u[7]);
 670 #  else
 671             for (i = 0; i < 8; i++) {
 672                 res = pmac->u[i];
 673                 pmac->c[4 * i + 0] = (unsigned char)(res >> 24);
 674                 pmac->c[4 * i + 1] = (unsigned char)(res >> 16);
 675                 pmac->c[4 * i + 2] = (unsigned char)(res >> 8);
 676                 pmac->c[4 * i + 3] = (unsigned char)res;
 677             }
 678 #  endif
 679             len += SHA256_DIGEST_LENGTH;
 680 # else
 681             SHA256_Update(&key->md, out, inp_len);
 682             res = key->md.num;
 683             SHA256_Final(pmac->c, &key->md);
 684
 685             {
 686                 unsigned int inp_blocks, pad_blocks;
 687
 688                 /* but pretend as if we hashed padded payload */
 689                 inp_blocks =
 690                     1 + ((SHA256_CBLOCK - 9 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
 691                 res += (unsigned int)(len - inp_len);
 692                 pad_blocks = res / SHA256_CBLOCK;
 693                 res %= SHA256_CBLOCK;
 694                 pad_blocks +=
 695                     1 + ((SHA256_CBLOCK - 9 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
 696                 for (; inp_blocks < pad_blocks; inp_blocks++)
 697                     sha1_block_data_order(&key->md, data, 1);
 698             }
 699 # endif
 700             key->md = key->tail;
 701             SHA256_Update(&key->md, pmac->c, SHA256_DIGEST_LENGTH);
 702             SHA256_Final(pmac->c, &key->md);
 703
 704             /* verify HMAC */
 705             out += inp_len;
 706             len -= inp_len;
 707 # if 1
 708             {
 709                 unsigned char *p =
 710                     out + len - 1 - maxpad - SHA256_DIGEST_LENGTH;
 711                 size_t off = out - p;
 712                 unsigned int c, cmask;
 713
 714                 maxpad += SHA256_DIGEST_LENGTH;
 715                 for (res = 0, i = 0, j = 0; j < maxpad; j++) {
 716                     c = p[j];
 717                     cmask =
 718                         ((int)(j - off - SHA256_DIGEST_LENGTH)) >>
 719                         (sizeof(int) * 8 - 1);
 720                     res |= (c ^ pad) & ~cmask; /* ... and padding */
 721                     cmask &= ((int)(off - 1 - j)) >> (sizeof(int) * 8 - 1);
 722                     res |= (c ^ pmac->c[i]) & cmask;
 723                     i += 1 & cmask;
 724                 }
 725                 maxpad -= SHA256_DIGEST_LENGTH;
 726
 727                 res = 0 - ((0 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
 728                 ret &= (int)~res;
 729             }
 730 # else
 731             for (res = 0, i = 0; i < SHA256_DIGEST_LENGTH; i++)
 732                 res |= out[i] ^ pmac->c[i];
 733             res = 0 - ((0 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
 734             ret &= (int)~res;
 735
 736             /* verify padding */
 737             pad = (pad & ~res) | (maxpad & res);
 738             out = out + len - 1 - pad;
 739             for (res = 0, i = 0; i < pad; i++)
 740                 res |= out[i] ^ pad;
 741
 742             res = (0 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1);
 743             ret &= (int)~res;
 744 # endif
 745             return ret;
 746         } else {
 747             SHA256_Update(&key->md, out, len);
 748         }
 749     }
 750
 751     return 1;
 752 }
 753
 754 static int aesni_cbc_hmac_sha256_ctrl(EVP_CIPHER_CTX *ctx, int type, int arg,
 755                                       void *ptr)
 756 {
 757     EVP_AES_HMAC_SHA256 *key = data(ctx);
 758     unsigned int u_arg = (unsigned int)arg;
 759
 760     switch (type) {
 761     case EVP_CTRL_AEAD_SET_MAC_KEY:
 762         {
 763             unsigned int i;
 764             unsigned char hmac_key[64];
 765
 766             memset(hmac_key, 0, sizeof(hmac_key));
 767
 768             if (arg < 0)
 769                 return -1;
 770
 771             if (u_arg > sizeof(hmac_key)) {
 772                 SHA256_Init(&key->head);
 773                 SHA256_Update(&key->head, ptr, arg);
 774                 SHA256_Final(hmac_key, &key->head);
 775             } else {
 776                 memcpy(hmac_key, ptr, arg);
 777             }
 778
 779             for (i = 0; i < sizeof(hmac_key); i++)
 780                 hmac_key[i] ^= 0x36; /* ipad */
 781             SHA256_Init(&key->head);
 782             SHA256_Update(&key->head, hmac_key, sizeof(hmac_key));
 783
 784             for (i = 0; i < sizeof(hmac_key); i++)
 785                 hmac_key[i] ^= 0x36 ^ 0x5c; /* opad */
 786             SHA256_Init(&key->tail);
 787             SHA256_Update(&key->tail, hmac_key, sizeof(hmac_key));
 788
 789             OPENSSL_cleanse(hmac_key, sizeof(hmac_key));
 790
 791             return 1;
 792         }
 793     case EVP_CTRL_AEAD_TLS1_AAD:
 794         {
 795             unsigned char *p = ptr;
 796             unsigned int len = p[arg - 2] << 8 | p[arg - 1];
 797
 798             if (arg != EVP_AEAD_TLS1_AAD_LEN)
 799                 return -1;
 800
 801             if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
 802                 key->payload_length = len;
 803                 if ((key->aux.tls_ver =
 804                      p[arg - 4] << 8 | p[arg - 3]) >= TLS1_1_VERSION) {
 805                     len -= AES_BLOCK_SIZE;
 806                     p[arg - 2] = len >> 8;
 807                     p[arg - 1] = len;
 808                 }
 809                 key->md = key->head;
 810                 SHA256_Update(&key->md, p, arg);
 811
 812                 return (int)(((len + SHA256_DIGEST_LENGTH +
 813                                AES_BLOCK_SIZE) & -AES_BLOCK_SIZE)
 814                              - len);
 815             } else {
 816                 memcpy(key->aux.tls_aad, ptr, arg);
 817                 key->payload_length = arg;
 818
 819                 return SHA256_DIGEST_LENGTH;
 820             }
 821         }
 822 # if !defined(OPENSSL_NO_MULTIBLOCK) && EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK
 823     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_MAX_BUFSIZE:
 824         return (int)(5 + 16 + ((arg + 32 + 16) & -16));
 825     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_AAD:
 826         {
 827             EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *param =
 828                 (EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *) ptr;
 829             unsigned int n4x = 1, x4;
 830             unsigned int frag, last, packlen, inp_len;
 831
 832             if (arg < 0)
 833                 return -1;
 834
 835             if (u_arg < sizeof(EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM))
 836                 return -1;
 837
 838             inp_len = param->inp[11] << 8 | param->inp[12];
 839
 840             if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
 841                 if ((param->inp[9] << 8 | param->inp[10]) < TLS1_1_VERSION)
 842                     return -1;
 843
 844                 if (inp_len) {
 845                     if (inp_len < 4096)
 846                         return 0; /* too short */
 847
 848                     if (inp_len >= 8192 && OPENSSL_ia32cap_P[2] & (1 << 5))
 849                         n4x = 2; /* AVX2 */
 850                 } else if ((n4x = param->interleave / 4) && n4x <= 2)
 851                     inp_len = param->len;
 852                 else
 853                     return -1;
 854
 855                 key->md = key->head;
 856                 SHA256_Update(&key->md, param->inp, 13);
 857
 858                 x4 = 4 * n4x;
 859                 n4x += 1;
 860
 861                 frag = inp_len >> n4x;
 862                 last = inp_len + frag - (frag << n4x);
 863                 if (last > frag && ((last + 13 + 9) % 64 < (x4 - 1))) {
 864                     frag++;
 865                     last -= x4 - 1;
 866                 }
 867
 868                 packlen = 5 + 16 + ((frag + 32 + 16) & -16);
 869                 packlen = (packlen << n4x) - packlen;
 870                 packlen += 5 + 16 + ((last + 32 + 16) & -16);
 871
 872                 param->interleave = x4;
 873
 874                 return (int)packlen;
 875             } else
 876                 return -1;      /* not yet */
 877         }
 878     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_ENCRYPT:
 879         {
 880             EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *param =
 881                 (EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *) ptr;
 882
 883             return (int)tls1_1_multi_block_encrypt(key, param->out,
 884                                                    param->inp, param->len,
 885                                                    param->interleave / 4);
 886         }
 887     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_DECRYPT:
 888 # endif
 889     default:
 890         return -1;
 891     }
 892 }
 893
 894 static EVP_CIPHER aesni_128_cbc_hmac_sha256_cipher = {
 895 # ifdef NID_aes_128_cbc_hmac_sha256
 896     NID_aes_128_cbc_hmac_sha256,
 897 # else
 898     NID_undef,
 899 # endif
 900     AES_BLOCK_SIZE, 16, AES_BLOCK_SIZE,
 901     EVP_CIPH_CBC_MODE | EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 |
 902         EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER | EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK,
 903     aesni_cbc_hmac_sha256_init_key,
 904     aesni_cbc_hmac_sha256_cipher,
 905     NULL,
 906     sizeof(EVP_AES_HMAC_SHA256),
 907     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_set_asn1_iv,
 908     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_get_asn1_iv,
 909     aesni_cbc_hmac_sha256_ctrl,
 910     NULL
 911 };
 912
 913 static EVP_CIPHER aesni_256_cbc_hmac_sha256_cipher = {
 914 # ifdef NID_aes_256_cbc_hmac_sha256
 915     NID_aes_256_cbc_hmac_sha256,
 916 # else
 917     NID_undef,
 918 # endif
 919     AES_BLOCK_SIZE, 32, AES_BLOCK_SIZE,
 920     EVP_CIPH_CBC_MODE | EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 |
 921         EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER | EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK,
 922     aesni_cbc_hmac_sha256_init_key,
 923     aesni_cbc_hmac_sha256_cipher,
 924     NULL,
 925     sizeof(EVP_AES_HMAC_SHA256),
 926     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_set_asn1_iv,
 927     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_get_asn1_iv,
 928     aesni_cbc_hmac_sha256_ctrl,
 929     NULL
 930 };
 931
 932 const EVP_CIPHER *EVP_aes_128_cbc_hmac_sha256(void)
 933 {
 934     return ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & AESNI_CAPABLE) &&
 935             aesni_cbc_sha256_enc(NULL, NULL, 0, NULL, NULL, NULL, NULL) ?
 936             &aesni_128_cbc_hmac_sha256_cipher : NULL);
 937 }
 938
 939 const EVP_CIPHER *EVP_aes_256_cbc_hmac_sha256(void)
 940 {
 941     return ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & AESNI_CAPABLE) &&
 942             aesni_cbc_sha256_enc(NULL, NULL, 0, NULL, NULL, NULL, NULL) ?
 943             &aesni_256_cbc_hmac_sha256_cipher : NULL);
 944 }
 945 #else
 946 const EVP_CIPHER *EVP_aes_128_cbc_hmac_sha256(void)
 947 {
 948     return NULL;
 949 }
 950
 951 const EVP_CIPHER *EVP_aes_256_cbc_hmac_sha256(void)
 952 {
 953     return NULL;
 954 }
 955 #endif