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 Apache License 2.0 (the "License").  You may not use
   5  * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
   6  * in the file LICENSE in the source distribution or at
   7  * https://www.openssl.org/source/license.html
   8  */
   9
  10 #include <stdio.h>
  11 #include <string.h>
  12 #include <openssl/opensslconf.h>
  13 #include <openssl/evp.h>
  14 #include <openssl/objects.h>
  15 #include <openssl/aes.h>
  16 #include <openssl/sha.h>
  17 #include <openssl/rand.h>
  18 #include "internal/cryptlib.h"
  19 #include "crypto/modes.h"
  20 #include "internal/constant_time_locl.h"
  21 #include "crypto/evp.h"
  22
  23 typedef struct {
  24     AES_KEY ks;
  25     SHA256_CTX head, tail, md;
  26     size_t payload_length;      /* AAD length in decrypt case */
  27     union {
  28         unsigned int tls_ver;
  29         unsigned char tls_aad[16]; /* 13 used */
  30     } aux;
  31 } EVP_AES_HMAC_SHA256;
  32
  33 # define NO_PAYLOAD_LENGTH       ((size_t)-1)
  34
  35 #if     defined(AES_ASM) &&     ( \
  36         defined(__x86_64)       || defined(__x86_64__)  || \
  37         defined(_M_AMD64)       || defined(_M_X64)      )
  38
  39 # define AESNI_CAPABLE   (1<<(57-32))
  40
  41 int aesni_set_encrypt_key(const unsigned char *userKey, int bits,
  42                           AES_KEY *key);
  43 int aesni_set_decrypt_key(const unsigned char *userKey, int bits,
  44                           AES_KEY *key);
  45
  46 void aesni_cbc_encrypt(const unsigned char *in,
  47                        unsigned char *out,
  48                        size_t length,
  49                        const AES_KEY *key, unsigned char *ivec, int enc);
  50
  51 int aesni_cbc_sha256_enc(const void *inp, void *out, size_t blocks,
  52                          const AES_KEY *key, unsigned char iv[16],
  53                          SHA256_CTX *ctx, const void *in0);
  54
  55 # define data(ctx) ((EVP_AES_HMAC_SHA256 *)EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx))
  56
  57 static int aesni_cbc_hmac_sha256_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx,
  58                                           const unsigned char *inkey,
  59                                           const unsigned char *iv, int enc)
  60 {
  61     EVP_AES_HMAC_SHA256 *key = data(ctx);
  62     int ret;
  63
  64     if (enc)
  65         ret = aesni_set_encrypt_key(inkey,
  66                                     EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx) * 8,
  67                                     &key->ks);
  68     else
  69         ret = aesni_set_decrypt_key(inkey,
  70                                     EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx) * 8,
  71                                     &key->ks);
  72
  73     SHA256_Init(&key->head);    /* handy when benchmarking */
  74     key->tail = key->head;
  75     key->md = key->head;
  76
  77     key->payload_length = NO_PAYLOAD_LENGTH;
  78
  79     return ret < 0 ? 0 : 1;
  80 }
  81
  82 # define STITCHED_CALL
  83
  84 # if !defined(STITCHED_CALL)
  85 #  define aes_off 0
  86 # endif
  87
  88 void sha256_block_data_order(void *c, const void *p, size_t len);
  89
  90 static void sha256_update(SHA256_CTX *c, const void *data, size_t len)
  91 {
  92     const unsigned char *ptr = data;
  93     size_t res;
  94
  95     if ((res = c->num)) {
  96         res = SHA256_CBLOCK - res;
  97         if (len < res)
  98             res = len;
  99         SHA256_Update(c, ptr, res);
 100         ptr += res;
 101         len -= res;
 102     }
 103
 104     res = len % SHA256_CBLOCK;
 105     len -= res;
 106
 107     if (len) {
 108         sha256_block_data_order(c, ptr, len / SHA256_CBLOCK);
 109
 110         ptr += len;
 111         c->Nh += len >> 29;
 112         c->Nl += len <<= 3;
 113         if (c->Nl < (unsigned int)len)
 114             c->Nh++;
 115     }
 116
 117     if (res)
 118         SHA256_Update(c, ptr, res);
 119 }
 120
 121 # ifdef SHA256_Update
 122 #  undef SHA256_Update
 123 # endif
 124 # define SHA256_Update sha256_update
 125
 126 # if !defined(OPENSSL_NO_MULTIBLOCK)
 127
 128 typedef struct {
 129     unsigned int A[8], B[8], C[8], D[8], E[8], F[8], G[8], H[8];
 130 } SHA256_MB_CTX;
 131 typedef struct {
 132     const unsigned char *ptr;
 133     int blocks;
 134 } HASH_DESC;
 135
 136 void sha256_multi_block(SHA256_MB_CTX *, const HASH_DESC *, int);
 137
 138 typedef struct {
 139     const unsigned char *inp;
 140     unsigned char *out;
 141     int blocks;
 142     u64 iv[2];
 143 } CIPH_DESC;
 144
 145 void aesni_multi_cbc_encrypt(CIPH_DESC *, void *, int);
 146
 147 static size_t tls1_1_multi_block_encrypt(EVP_AES_HMAC_SHA256 *key,
 148                                          unsigned char *out,
 149                                          const unsigned char *inp,
 150                                          size_t inp_len, int n4x)
 151 {                               /* n4x is 1 or 2 */
 152     HASH_DESC hash_d[8], edges[8];
 153     CIPH_DESC ciph_d[8];
 154     unsigned char storage[sizeof(SHA256_MB_CTX) + 32];
 155     union {
 156         u64 q[16];
 157         u32 d[32];
 158         u8 c[128];
 159     } blocks[8];
 160     SHA256_MB_CTX *ctx;
 161     unsigned int frag, last, packlen, i, x4 = 4 * n4x, minblocks, processed =
 162         0;
 163     size_t ret = 0;
 164     u8 *IVs;
 165 #  if defined(BSWAP8)
 166     u64 seqnum;
 167 #  endif
 168
 169     /* ask for IVs in bulk */
 170     if (RAND_bytes((IVs = blocks[0].c), 16 * x4) <= 0)
 171         return 0;
 172
 173     /* align */
 174     ctx = (SHA256_MB_CTX *) (storage + 32 - ((size_t)storage % 32));
 175
 176     frag = (unsigned int)inp_len >> (1 + n4x);
 177     last = (unsigned int)inp_len + frag - (frag << (1 + n4x));
 178     if (last > frag && ((last + 13 + 9) % 64) < (x4 - 1)) {
 179         frag++;
 180         last -= x4 - 1;
 181     }
 182
 183     packlen = 5 + 16 + ((frag + 32 + 16) & -16);
 184
 185     /* populate descriptors with pointers and IVs */
 186     hash_d[0].ptr = inp;
 187     ciph_d[0].inp = inp;
 188     /* 5+16 is place for header and explicit IV */
 189     ciph_d[0].out = out + 5 + 16;
 190     memcpy(ciph_d[0].out - 16, IVs, 16);
 191     memcpy(ciph_d[0].iv, IVs, 16);
 192     IVs += 16;
 193
 194     for (i = 1; i < x4; i++) {
 195         ciph_d[i].inp = hash_d[i].ptr = hash_d[i - 1].ptr + frag;
 196         ciph_d[i].out = ciph_d[i - 1].out + packlen;
 197         memcpy(ciph_d[i].out - 16, IVs, 16);
 198         memcpy(ciph_d[i].iv, IVs, 16);
 199         IVs += 16;
 200     }
 201
 202 #  if defined(BSWAP8)
 203     memcpy(blocks[0].c, key->md.data, 8);
 204     seqnum = BSWAP8(blocks[0].q[0]);
 205 #  endif
 206     for (i = 0; i < x4; i++) {
 207         unsigned int len = (i == (x4 - 1) ? last : frag);
 208 #  if !defined(BSWAP8)
 209         unsigned int carry, j;
 210 #  endif
 211
 212         ctx->A[i] = key->md.h[0];
 213         ctx->B[i] = key->md.h[1];
 214         ctx->C[i] = key->md.h[2];
 215         ctx->D[i] = key->md.h[3];
 216         ctx->E[i] = key->md.h[4];
 217         ctx->F[i] = key->md.h[5];
 218         ctx->G[i] = key->md.h[6];
 219         ctx->H[i] = key->md.h[7];
 220
 221         /* fix seqnum */
 222 #  if defined(BSWAP8)
 223         blocks[i].q[0] = BSWAP8(seqnum + i);
 224 #  else
 225         for (carry = i, j = 8; j--;) {
 226             blocks[i].c[j] = ((u8 *)key->md.data)[j] + carry;
 227             carry = (blocks[i].c[j] - carry) >> (sizeof(carry) * 8 - 1);
 228         }
 229 #  endif
 230         blocks[i].c[8] = ((u8 *)key->md.data)[8];
 231         blocks[i].c[9] = ((u8 *)key->md.data)[9];
 232         blocks[i].c[10] = ((u8 *)key->md.data)[10];
 233         /* fix length */
 234         blocks[i].c[11] = (u8)(len >> 8);
 235         blocks[i].c[12] = (u8)(len);
 236
 237         memcpy(blocks[i].c + 13, hash_d[i].ptr, 64 - 13);
 238         hash_d[i].ptr += 64 - 13;
 239         hash_d[i].blocks = (len - (64 - 13)) / 64;
 240
 241         edges[i].ptr = blocks[i].c;
 242         edges[i].blocks = 1;
 243     }
 244
 245     /* hash 13-byte headers and first 64-13 bytes of inputs */
 246     sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
 247     /* hash bulk inputs */
 248 #  define MAXCHUNKSIZE    2048
 249 #  if     MAXCHUNKSIZE%64
 250 #   error  "MAXCHUNKSIZE is not divisible by 64"
 251 #  elif   MAXCHUNKSIZE
 252     /*
 253      * goal is to minimize pressure on L1 cache by moving in shorter steps,
 254      * so that hashed data is still in the cache by the time we encrypt it
 255      */
 256     minblocks = ((frag <= last ? frag : last) - (64 - 13)) / 64;
 257     if (minblocks > MAXCHUNKSIZE / 64) {
 258         for (i = 0; i < x4; i++) {
 259             edges[i].ptr = hash_d[i].ptr;
 260             edges[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 64;
 261             ciph_d[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 16;
 262         }
 263         do {
 264             sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
 265             aesni_multi_cbc_encrypt(ciph_d, &key->ks, n4x);
 266
 267             for (i = 0; i < x4; i++) {
 268                 edges[i].ptr = hash_d[i].ptr += MAXCHUNKSIZE;
 269                 hash_d[i].blocks -= MAXCHUNKSIZE / 64;
 270                 edges[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 64;
 271                 ciph_d[i].inp += MAXCHUNKSIZE;
 272                 ciph_d[i].out += MAXCHUNKSIZE;
 273                 ciph_d[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 16;
 274                 memcpy(ciph_d[i].iv, ciph_d[i].out - 16, 16);
 275             }
 276             processed += MAXCHUNKSIZE;
 277             minblocks -= MAXCHUNKSIZE / 64;
 278         } while (minblocks > MAXCHUNKSIZE / 64);
 279     }
 280 #  endif
 281 #  undef  MAXCHUNKSIZE
 282     sha256_multi_block(ctx, hash_d, n4x);
 283
 284     memset(blocks, 0, sizeof(blocks));
 285     for (i = 0; i < x4; i++) {
 286         unsigned int len = (i == (x4 - 1) ? last : frag),
 287             off = hash_d[i].blocks * 64;
 288         const unsigned char *ptr = hash_d[i].ptr + off;
 289
 290         off = (len - processed) - (64 - 13) - off; /* remainder actually */
 291         memcpy(blocks[i].c, ptr, off);
 292         blocks[i].c[off] = 0x80;
 293         len += 64 + 13;         /* 64 is HMAC header */
 294         len *= 8;               /* convert to bits */
 295         if (off < (64 - 8)) {
 296 #  ifdef BSWAP4
 297             blocks[i].d[15] = BSWAP4(len);
 298 #  else
 299             PUTU32(blocks[i].c + 60, len);
 300 #  endif
 301             edges[i].blocks = 1;
 302         } else {
 303 #  ifdef BSWAP4
 304             blocks[i].d[31] = BSWAP4(len);
 305 #  else
 306             PUTU32(blocks[i].c + 124, len);
 307 #  endif
 308             edges[i].blocks = 2;
 309         }
 310         edges[i].ptr = blocks[i].c;
 311     }
 312
 313     /* hash input tails and finalize */
 314     sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
 315
 316     memset(blocks, 0, sizeof(blocks));
 317     for (i = 0; i < x4; i++) {
 318 #  ifdef BSWAP4
 319         blocks[i].d[0] = BSWAP4(ctx->A[i]);
 320         ctx->A[i] = key->tail.h[0];
 321         blocks[i].d[1] = BSWAP4(ctx->B[i]);
 322         ctx->B[i] = key->tail.h[1];
 323         blocks[i].d[2] = BSWAP4(ctx->C[i]);
 324         ctx->C[i] = key->tail.h[2];
 325         blocks[i].d[3] = BSWAP4(ctx->D[i]);
 326         ctx->D[i] = key->tail.h[3];
 327         blocks[i].d[4] = BSWAP4(ctx->E[i]);
 328         ctx->E[i] = key->tail.h[4];
 329         blocks[i].d[5] = BSWAP4(ctx->F[i]);
 330         ctx->F[i] = key->tail.h[5];
 331         blocks[i].d[6] = BSWAP4(ctx->G[i]);
 332         ctx->G[i] = key->tail.h[6];
 333         blocks[i].d[7] = BSWAP4(ctx->H[i]);
 334         ctx->H[i] = key->tail.h[7];
 335         blocks[i].c[32] = 0x80;
 336         blocks[i].d[15] = BSWAP4((64 + 32) * 8);
 337 #  else
 338         PUTU32(blocks[i].c + 0, ctx->A[i]);
 339         ctx->A[i] = key->tail.h[0];
 340         PUTU32(blocks[i].c + 4, ctx->B[i]);
 341         ctx->B[i] = key->tail.h[1];
 342         PUTU32(blocks[i].c + 8, ctx->C[i]);
 343         ctx->C[i] = key->tail.h[2];
 344         PUTU32(blocks[i].c + 12, ctx->D[i]);
 345         ctx->D[i] = key->tail.h[3];
 346         PUTU32(blocks[i].c + 16, ctx->E[i]);
 347         ctx->E[i] = key->tail.h[4];
 348         PUTU32(blocks[i].c + 20, ctx->F[i]);
 349         ctx->F[i] = key->tail.h[5];
 350         PUTU32(blocks[i].c + 24, ctx->G[i]);
 351         ctx->G[i] = key->tail.h[6];
 352         PUTU32(blocks[i].c + 28, ctx->H[i]);
 353         ctx->H[i] = key->tail.h[7];
 354         blocks[i].c[32] = 0x80;
 355         PUTU32(blocks[i].c + 60, (64 + 32) * 8);
 356 #  endif
 357         edges[i].ptr = blocks[i].c;
 358         edges[i].blocks = 1;
 359     }
 360
 361     /* finalize MACs */
 362     sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
 363
 364     for (i = 0; i < x4; i++) {
 365         unsigned int len = (i == (x4 - 1) ? last : frag), pad, j;
 366         unsigned char *out0 = out;
 367
 368         memcpy(ciph_d[i].out, ciph_d[i].inp, len - processed);
 369         ciph_d[i].inp = ciph_d[i].out;
 370
 371         out += 5 + 16 + len;
 372
 373         /* write MAC */
 374         PUTU32(out + 0, ctx->A[i]);
 375         PUTU32(out + 4, ctx->B[i]);
 376         PUTU32(out + 8, ctx->C[i]);
 377         PUTU32(out + 12, ctx->D[i]);
 378         PUTU32(out + 16, ctx->E[i]);
 379         PUTU32(out + 20, ctx->F[i]);
 380         PUTU32(out + 24, ctx->G[i]);
 381         PUTU32(out + 28, ctx->H[i]);
 382         out += 32;
 383         len += 32;
 384
 385         /* pad */
 386         pad = 15 - len % 16;
 387         for (j = 0; j <= pad; j++)
 388             *(out++) = pad;
 389         len += pad + 1;
 390
 391         ciph_d[i].blocks = (len - processed) / 16;
 392         len += 16;              /* account for explicit iv */
 393
 394         /* arrange header */
 395         out0[0] = ((u8 *)key->md.data)[8];
 396         out0[1] = ((u8 *)key->md.data)[9];
 397         out0[2] = ((u8 *)key->md.data)[10];
 398         out0[3] = (u8)(len >> 8);
 399         out0[4] = (u8)(len);
 400
 401         ret += len + 5;
 402         inp += frag;
 403     }
 404
 405     aesni_multi_cbc_encrypt(ciph_d, &key->ks, n4x);
 406
 407     OPENSSL_cleanse(blocks, sizeof(blocks));
 408     OPENSSL_cleanse(ctx, sizeof(*ctx));
 409
 410     return ret;
 411 }
 412 # endif
 413
 414 static int aesni_cbc_hmac_sha256_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx,
 415                                         unsigned char *out,
 416                                         const unsigned char *in, size_t len)
 417 {
 418     EVP_AES_HMAC_SHA256 *key = data(ctx);
 419     unsigned int l;
 420     size_t plen = key->payload_length, iv = 0, /* explicit IV in TLS 1.1 and
 421                                                 * later */
 422         sha_off = 0;
 423 # if defined(STITCHED_CALL)
 424     size_t aes_off = 0, blocks;
 425
 426     sha_off = SHA256_CBLOCK - key->md.num;
 427 # endif
 428
 429     key->payload_length = NO_PAYLOAD_LENGTH;
 430
 431     if (len % AES_BLOCK_SIZE)
 432         return 0;
 433
 434     if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
 435         if (plen == NO_PAYLOAD_LENGTH)
 436             plen = len;
 437         else if (len !=
 438                  ((plen + SHA256_DIGEST_LENGTH +
 439                    AES_BLOCK_SIZE) & -AES_BLOCK_SIZE))
 440             return 0;
 441         else if (key->aux.tls_ver >= TLS1_1_VERSION)
 442             iv = AES_BLOCK_SIZE;
 443
 444 # if defined(STITCHED_CALL)
 445         /*
 446          * Assembly stitch handles AVX-capable processors, but its
 447          * performance is not optimal on AMD Jaguar, ~40% worse, for
 448          * unknown reasons. Incidentally processor in question supports
 449          * AVX, but not AMD-specific XOP extension, which can be used
 450          * to identify it and avoid stitch invocation. So that after we
 451          * establish that current CPU supports AVX, we even see if it's
 452          * either even XOP-capable Bulldozer-based or GenuineIntel one.
 453          * But SHAEXT-capable go ahead...
 454          */
 455         if (((OPENSSL_ia32cap_P[2] & (1 << 29)) ||         /* SHAEXT? */
 456              ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & (1 << (60 - 32))) && /* AVX? */
 457               ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & (1 << (43 - 32)))   /* XOP? */
 458                | (OPENSSL_ia32cap_P[0] & (1 << 30))))) &&  /* "Intel CPU"? */
 459             plen > (sha_off + iv) &&
 460             (blocks = (plen - (sha_off + iv)) / SHA256_CBLOCK)) {
 461             SHA256_Update(&key->md, in + iv, sha_off);
 462
 463             (void)aesni_cbc_sha256_enc(in, out, blocks, &key->ks,
 464                                        EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx),
 465                                        &key->md, in + iv + sha_off);
 466             blocks *= SHA256_CBLOCK;
 467             aes_off += blocks;
 468             sha_off += blocks;
 469             key->md.Nh += blocks >> 29;
 470             key->md.Nl += blocks <<= 3;
 471             if (key->md.Nl < (unsigned int)blocks)
 472                 key->md.Nh++;
 473         } else {
 474             sha_off = 0;
 475         }
 476 # endif
 477         sha_off += iv;
 478         SHA256_Update(&key->md, in + sha_off, plen - sha_off);
 479
 480         if (plen != len) {      /* "TLS" mode of operation */
 481             if (in != out)
 482                 memcpy(out + aes_off, in + aes_off, plen - aes_off);
 483
 484             /* calculate HMAC and append it to payload */
 485             SHA256_Final(out + plen, &key->md);
 486             key->md = key->tail;
 487             SHA256_Update(&key->md, out + plen, SHA256_DIGEST_LENGTH);
 488             SHA256_Final(out + plen, &key->md);
 489
 490             /* pad the payload|hmac */
 491             plen += SHA256_DIGEST_LENGTH;
 492             for (l = len - plen - 1; plen < len; plen++)
 493                 out[plen] = l;
 494             /* encrypt HMAC|padding at once */
 495             aesni_cbc_encrypt(out + aes_off, out + aes_off, len - aes_off,
 496                               &key->ks, EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), 1);
 497         } else {
 498             aesni_cbc_encrypt(in + aes_off, out + aes_off, len - aes_off,
 499                               &key->ks, EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), 1);
 500         }
 501     } else {
 502         union {
 503             unsigned int u[SHA256_DIGEST_LENGTH / sizeof(unsigned int)];
 504             unsigned char c[64 + SHA256_DIGEST_LENGTH];
 505         } mac, *pmac;
 506
 507         /* arrange cache line alignment */
 508         pmac = (void *)(((size_t)mac.c + 63) & ((size_t)0 - 64));
 509
 510         /* decrypt HMAC|padding at once */
 511         aesni_cbc_encrypt(in, out, len, &key->ks,
 512                           EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), 0);
 513
 514         if (plen != NO_PAYLOAD_LENGTH) { /* "TLS" mode of operation */
 515             size_t inp_len, mask, j, i;
 516             unsigned int res, maxpad, pad, bitlen;
 517             int ret = 1;
 518             union {
 519                 unsigned int u[SHA_LBLOCK];
 520                 unsigned char c[SHA256_CBLOCK];
 521             } *data = (void *)key->md.data;
 522
 523             if ((key->aux.tls_aad[plen - 4] << 8 | key->aux.tls_aad[plen - 3])
 524                 >= TLS1_1_VERSION)
 525                 iv = AES_BLOCK_SIZE;
 526
 527             if (len < (iv + SHA256_DIGEST_LENGTH + 1))
 528                 return 0;
 529
 530             /* omit explicit iv */
 531             out += iv;
 532             len -= iv;
 533
 534             /* figure out payload length */
 535             pad = out[len - 1];
 536             maxpad = len - (SHA256_DIGEST_LENGTH + 1);
 537             maxpad |= (255 - maxpad) >> (sizeof(maxpad) * 8 - 8);
 538             maxpad &= 255;
 539
 540             mask = constant_time_ge(maxpad, pad);
 541             ret &= mask;
 542             /*
 543              * If pad is invalid then we will fail the above test but we must
 544              * continue anyway because we are in constant time code. However,
 545              * we'll use the maxpad value instead of the supplied pad to make
 546              * sure we perform well defined pointer arithmetic.
 547              */
 548             pad = constant_time_select(mask, pad, maxpad);
 549
 550             inp_len = len - (SHA256_DIGEST_LENGTH + pad + 1);
 551
 552             key->aux.tls_aad[plen - 2] = inp_len >> 8;
 553             key->aux.tls_aad[plen - 1] = inp_len;
 554
 555             /* calculate HMAC */
 556             key->md = key->head;
 557             SHA256_Update(&key->md, key->aux.tls_aad, plen);
 558
 559 # if 1      /* see original reference version in #else */
 560             len -= SHA256_DIGEST_LENGTH; /* amend mac */
 561             if (len >= (256 + SHA256_CBLOCK)) {
 562                 j = (len - (256 + SHA256_CBLOCK)) & (0 - SHA256_CBLOCK);
 563                 j += SHA256_CBLOCK - key->md.num;
 564                 SHA256_Update(&key->md, out, j);
 565                 out += j;
 566                 len -= j;
 567                 inp_len -= j;
 568             }
 569
 570             /* but pretend as if we hashed padded payload */
 571             bitlen = key->md.Nl + (inp_len << 3); /* at most 18 bits */
 572 #  ifdef BSWAP4
 573             bitlen = BSWAP4(bitlen);
 574 #  else
 575             mac.c[0] = 0;
 576             mac.c[1] = (unsigned char)(bitlen >> 16);
 577             mac.c[2] = (unsigned char)(bitlen >> 8);
 578             mac.c[3] = (unsigned char)bitlen;
 579             bitlen = mac.u[0];
 580 #  endif
 581
 582             pmac->u[0] = 0;
 583             pmac->u[1] = 0;
 584             pmac->u[2] = 0;
 585             pmac->u[3] = 0;
 586             pmac->u[4] = 0;
 587             pmac->u[5] = 0;
 588             pmac->u[6] = 0;
 589             pmac->u[7] = 0;
 590
 591             for (res = key->md.num, j = 0; j < len; j++) {
 592                 size_t c = out[j];
 593                 mask = (j - inp_len) >> (sizeof(j) * 8 - 8);
 594                 c &= mask;
 595                 c |= 0x80 & ~mask & ~((inp_len - j) >> (sizeof(j) * 8 - 8));
 596                 data->c[res++] = (unsigned char)c;
 597
 598                 if (res != SHA256_CBLOCK)
 599                     continue;
 600
 601                 /* j is not incremented yet */
 602                 mask = 0 - ((inp_len + 7 - j) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 603                 data->u[SHA_LBLOCK - 1] |= bitlen & mask;
 604                 sha256_block_data_order(&key->md, data, 1);
 605                 mask &= 0 - ((j - inp_len - 72) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 606                 pmac->u[0] |= key->md.h[0] & mask;
 607                 pmac->u[1] |= key->md.h[1] & mask;
 608                 pmac->u[2] |= key->md.h[2] & mask;
 609                 pmac->u[3] |= key->md.h[3] & mask;
 610                 pmac->u[4] |= key->md.h[4] & mask;
 611                 pmac->u[5] |= key->md.h[5] & mask;
 612                 pmac->u[6] |= key->md.h[6] & mask;
 613                 pmac->u[7] |= key->md.h[7] & mask;
 614                 res = 0;
 615             }
 616
 617             for (i = res; i < SHA256_CBLOCK; i++, j++)
 618                 data->c[i] = 0;
 619
 620             if (res > SHA256_CBLOCK - 8) {
 621                 mask = 0 - ((inp_len + 8 - j) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 622                 data->u[SHA_LBLOCK - 1] |= bitlen & mask;
 623                 sha256_block_data_order(&key->md, data, 1);
 624                 mask &= 0 - ((j - inp_len - 73) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 625                 pmac->u[0] |= key->md.h[0] & mask;
 626                 pmac->u[1] |= key->md.h[1] & mask;
 627                 pmac->u[2] |= key->md.h[2] & mask;
 628                 pmac->u[3] |= key->md.h[3] & mask;
 629                 pmac->u[4] |= key->md.h[4] & mask;
 630                 pmac->u[5] |= key->md.h[5] & mask;
 631                 pmac->u[6] |= key->md.h[6] & mask;
 632                 pmac->u[7] |= key->md.h[7] & mask;
 633
 634                 memset(data, 0, SHA256_CBLOCK);
 635                 j += 64;
 636             }
 637             data->u[SHA_LBLOCK - 1] = bitlen;
 638             sha256_block_data_order(&key->md, data, 1);
 639             mask = 0 - ((j - inp_len - 73) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 640             pmac->u[0] |= key->md.h[0] & mask;
 641             pmac->u[1] |= key->md.h[1] & mask;
 642             pmac->u[2] |= key->md.h[2] & mask;
 643             pmac->u[3] |= key->md.h[3] & mask;
 644             pmac->u[4] |= key->md.h[4] & mask;
 645             pmac->u[5] |= key->md.h[5] & mask;
 646             pmac->u[6] |= key->md.h[6] & mask;
 647             pmac->u[7] |= key->md.h[7] & mask;
 648
 649 #  ifdef BSWAP4
 650             pmac->u[0] = BSWAP4(pmac->u[0]);
 651             pmac->u[1] = BSWAP4(pmac->u[1]);
 652             pmac->u[2] = BSWAP4(pmac->u[2]);
 653             pmac->u[3] = BSWAP4(pmac->u[3]);
 654             pmac->u[4] = BSWAP4(pmac->u[4]);
 655             pmac->u[5] = BSWAP4(pmac->u[5]);
 656             pmac->u[6] = BSWAP4(pmac->u[6]);
 657             pmac->u[7] = BSWAP4(pmac->u[7]);
 658 #  else
 659             for (i = 0; i < 8; i++) {
 660                 res = pmac->u[i];
 661                 pmac->c[4 * i + 0] = (unsigned char)(res >> 24);
 662                 pmac->c[4 * i + 1] = (unsigned char)(res >> 16);
 663                 pmac->c[4 * i + 2] = (unsigned char)(res >> 8);
 664                 pmac->c[4 * i + 3] = (unsigned char)res;
 665             }
 666 #  endif
 667             len += SHA256_DIGEST_LENGTH;
 668 # else
 669             SHA256_Update(&key->md, out, inp_len);
 670             res = key->md.num;
 671             SHA256_Final(pmac->c, &key->md);
 672
 673             {
 674                 unsigned int inp_blocks, pad_blocks;
 675
 676                 /* but pretend as if we hashed padded payload */
 677                 inp_blocks =
 678                     1 + ((SHA256_CBLOCK - 9 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
 679                 res += (unsigned int)(len - inp_len);
 680                 pad_blocks = res / SHA256_CBLOCK;
 681                 res %= SHA256_CBLOCK;
 682                 pad_blocks +=
 683                     1 + ((SHA256_CBLOCK - 9 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
 684                 for (; inp_blocks < pad_blocks; inp_blocks++)
 685                     sha1_block_data_order(&key->md, data, 1);
 686             }
 687 # endif      /* pre-lucky-13 reference version of above */
 688             key->md = key->tail;
 689             SHA256_Update(&key->md, pmac->c, SHA256_DIGEST_LENGTH);
 690             SHA256_Final(pmac->c, &key->md);
 691
 692             /* verify HMAC */
 693             out += inp_len;
 694             len -= inp_len;
 695 # if 1      /* see original reference version in #else */
 696             {
 697                 unsigned char *p =
 698                     out + len - 1 - maxpad - SHA256_DIGEST_LENGTH;
 699                 size_t off = out - p;
 700                 unsigned int c, cmask;
 701
 702                 maxpad += SHA256_DIGEST_LENGTH;
 703                 for (res = 0, i = 0, j = 0; j < maxpad; j++) {
 704                     c = p[j];
 705                     cmask =
 706                         ((int)(j - off - SHA256_DIGEST_LENGTH)) >>
 707                         (sizeof(int) * 8 - 1);
 708                     res |= (c ^ pad) & ~cmask; /* ... and padding */
 709                     cmask &= ((int)(off - 1 - j)) >> (sizeof(int) * 8 - 1);
 710                     res |= (c ^ pmac->c[i]) & cmask;
 711                     i += 1 & cmask;
 712                 }
 713                 maxpad -= SHA256_DIGEST_LENGTH;
 714
 715                 res = 0 - ((0 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
 716                 ret &= (int)~res;
 717             }
 718 # else      /* pre-lucky-13 reference version of above */
 719             for (res = 0, i = 0; i < SHA256_DIGEST_LENGTH; i++)
 720                 res |= out[i] ^ pmac->c[i];
 721             res = 0 - ((0 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
 722             ret &= (int)~res;
 723
 724             /* verify padding */
 725             pad = (pad & ~res) | (maxpad & res);
 726             out = out + len - 1 - pad;
 727             for (res = 0, i = 0; i < pad; i++)
 728                 res |= out[i] ^ pad;
 729
 730             res = (0 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1);
 731             ret &= (int)~res;
 732 # endif
 733             return ret;
 734         } else {
 735             SHA256_Update(&key->md, out, len);
 736         }
 737     }
 738
 739     return 1;
 740 }
 741
 742 static int aesni_cbc_hmac_sha256_ctrl(EVP_CIPHER_CTX *ctx, int type, int arg,
 743                                       void *ptr)
 744 {
 745     EVP_AES_HMAC_SHA256 *key = data(ctx);
 746     unsigned int u_arg = (unsigned int)arg;
 747
 748     switch (type) {
 749     case EVP_CTRL_AEAD_SET_MAC_KEY:
 750         {
 751             unsigned int i;
 752             unsigned char hmac_key[64];
 753
 754             memset(hmac_key, 0, sizeof(hmac_key));
 755
 756             if (arg < 0)
 757                 return -1;
 758
 759             if (u_arg > sizeof(hmac_key)) {
 760                 SHA256_Init(&key->head);
 761                 SHA256_Update(&key->head, ptr, arg);
 762                 SHA256_Final(hmac_key, &key->head);
 763             } else {
 764                 memcpy(hmac_key, ptr, arg);
 765             }
 766
 767             for (i = 0; i < sizeof(hmac_key); i++)
 768                 hmac_key[i] ^= 0x36; /* ipad */
 769             SHA256_Init(&key->head);
 770             SHA256_Update(&key->head, hmac_key, sizeof(hmac_key));
 771
 772             for (i = 0; i < sizeof(hmac_key); i++)
 773                 hmac_key[i] ^= 0x36 ^ 0x5c; /* opad */
 774             SHA256_Init(&key->tail);
 775             SHA256_Update(&key->tail, hmac_key, sizeof(hmac_key));
 776
 777             OPENSSL_cleanse(hmac_key, sizeof(hmac_key));
 778
 779             return 1;
 780         }
 781     case EVP_CTRL_AEAD_TLS1_AAD:
 782         {
 783             unsigned char *p = ptr;
 784             unsigned int len;
 785
 786             if (arg != EVP_AEAD_TLS1_AAD_LEN)
 787                 return -1;
 788
 789             len = p[arg - 2] << 8 | p[arg - 1];
 790
 791             if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
 792                 key->payload_length = len;
 793                 if ((key->aux.tls_ver =
 794                      p[arg - 4] << 8 | p[arg - 3]) >= TLS1_1_VERSION) {
 795                     if (len < AES_BLOCK_SIZE)
 796                         return 0;
 797                     len -= AES_BLOCK_SIZE;
 798                     p[arg - 2] = len >> 8;
 799                     p[arg - 1] = len;
 800                 }
 801                 key->md = key->head;
 802                 SHA256_Update(&key->md, p, arg);
 803
 804                 return (int)(((len + SHA256_DIGEST_LENGTH +
 805                                AES_BLOCK_SIZE) & -AES_BLOCK_SIZE)
 806                              - len);
 807             } else {
 808                 memcpy(key->aux.tls_aad, ptr, arg);
 809                 key->payload_length = arg;
 810
 811                 return SHA256_DIGEST_LENGTH;
 812             }
 813         }
 814 # if !defined(OPENSSL_NO_MULTIBLOCK)
 815     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_MAX_BUFSIZE:
 816         return (int)(5 + 16 + ((arg + 32 + 16) & -16));
 817     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_AAD:
 818         {
 819             EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *param =
 820                 (EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *) ptr;
 821             unsigned int n4x = 1, x4;
 822             unsigned int frag, last, packlen, inp_len;
 823
 824             if (arg < 0)
 825                 return -1;
 826
 827             if (u_arg < sizeof(EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM))
 828                 return -1;
 829
 830             inp_len = param->inp[11] << 8 | param->inp[12];
 831
 832             if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
 833                 if ((param->inp[9] << 8 | param->inp[10]) < TLS1_1_VERSION)
 834                     return -1;
 835
 836                 if (inp_len) {
 837                     if (inp_len < 4096)
 838                         return 0; /* too short */
 839
 840                     if (inp_len >= 8192 && OPENSSL_ia32cap_P[2] & (1 << 5))
 841                         n4x = 2; /* AVX2 */
 842                 } else if ((n4x = param->interleave / 4) && n4x <= 2)
 843                     inp_len = param->len;
 844                 else
 845                     return -1;
 846
 847                 key->md = key->head;
 848                 SHA256_Update(&key->md, param->inp, 13);
 849
 850                 x4 = 4 * n4x;
 851                 n4x += 1;
 852
 853                 frag = inp_len >> n4x;
 854                 last = inp_len + frag - (frag << n4x);
 855                 if (last > frag && ((last + 13 + 9) % 64 < (x4 - 1))) {
 856                     frag++;
 857                     last -= x4 - 1;
 858                 }
 859
 860                 packlen = 5 + 16 + ((frag + 32 + 16) & -16);
 861                 packlen = (packlen << n4x) - packlen;
 862                 packlen += 5 + 16 + ((last + 32 + 16) & -16);
 863
 864                 param->interleave = x4;
 865
 866                 return (int)packlen;
 867             } else
 868                 return -1;      /* not yet */
 869         }
 870     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_ENCRYPT:
 871         {
 872             EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *param =
 873                 (EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *) ptr;
 874
 875             return (int)tls1_1_multi_block_encrypt(key, param->out,
 876                                                    param->inp, param->len,
 877                                                    param->interleave / 4);
 878         }
 879     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_DECRYPT:
 880 # endif
 881     default:
 882         return -1;
 883     }
 884 }
 885
 886 static EVP_CIPHER aesni_128_cbc_hmac_sha256_cipher = {
 887 # ifdef NID_aes_128_cbc_hmac_sha256
 888     NID_aes_128_cbc_hmac_sha256,
 889 # else
 890     NID_undef,
 891 # endif
 892     AES_BLOCK_SIZE, 16, AES_BLOCK_SIZE,
 893     EVP_CIPH_CBC_MODE | EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 |
 894         EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER | EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK,
 895     aesni_cbc_hmac_sha256_init_key,
 896     aesni_cbc_hmac_sha256_cipher,
 897     NULL,
 898     sizeof(EVP_AES_HMAC_SHA256),
 899     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_set_asn1_iv,
 900     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_get_asn1_iv,
 901     aesni_cbc_hmac_sha256_ctrl,
 902     NULL
 903 };
 904
 905 static EVP_CIPHER aesni_256_cbc_hmac_sha256_cipher = {
 906 # ifdef NID_aes_256_cbc_hmac_sha256
 907     NID_aes_256_cbc_hmac_sha256,
 908 # else
 909     NID_undef,
 910 # endif
 911     AES_BLOCK_SIZE, 32, AES_BLOCK_SIZE,
 912     EVP_CIPH_CBC_MODE | EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 |
 913         EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER | EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK,
 914     aesni_cbc_hmac_sha256_init_key,
 915     aesni_cbc_hmac_sha256_cipher,
 916     NULL,
 917     sizeof(EVP_AES_HMAC_SHA256),
 918     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_set_asn1_iv,
 919     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_get_asn1_iv,
 920     aesni_cbc_hmac_sha256_ctrl,
 921     NULL
 922 };
 923
 924 const EVP_CIPHER *EVP_aes_128_cbc_hmac_sha256(void)
 925 {
 926     return ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & AESNI_CAPABLE) &&
 927             aesni_cbc_sha256_enc(NULL, NULL, 0, NULL, NULL, NULL, NULL) ?
 928             &aesni_128_cbc_hmac_sha256_cipher : NULL);
 929 }
 930
 931 const EVP_CIPHER *EVP_aes_256_cbc_hmac_sha256(void)
 932 {
 933     return ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & AESNI_CAPABLE) &&
 934             aesni_cbc_sha256_enc(NULL, NULL, 0, NULL, NULL, NULL, NULL) ?
 935             &aesni_256_cbc_hmac_sha256_cipher : NULL);
 936 }
 937 #else
 938 const EVP_CIPHER *EVP_aes_128_cbc_hmac_sha256(void)
 939 {
 940     return NULL;
 941 }
 942
 943 const EVP_CIPHER *EVP_aes_256_cbc_hmac_sha256(void)
 944 {
 945     return NULL;
 946 }
 947 #endif