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 typedef struct {
  26     AES_KEY ks;
  27     SHA256_CTX head, tail, md;
  28     size_t payload_length;      /* AAD length in decrypt case */
  29     union {
  30         unsigned int tls_ver;
  31         unsigned char tls_aad[16]; /* 13 used */
  32     } aux;
  33 } EVP_AES_HMAC_SHA256;
  34
  35 # define NO_PAYLOAD_LENGTH       ((size_t)-1)
  36
  37 #if     defined(AES_ASM) &&     ( \
  38         defined(__x86_64)       || defined(__x86_64__)  || \
  39         defined(_M_AMD64)       || defined(_M_X64)      )
  40
  41 extern unsigned int OPENSSL_ia32cap_P[];
  42 # define AESNI_CAPABLE   (1<<(57-32))
  43
  44 int aesni_set_encrypt_key(const unsigned char *userKey, int bits,
  45                           AES_KEY *key);
  46 int aesni_set_decrypt_key(const unsigned char *userKey, int bits,
  47                           AES_KEY *key);
  48
  49 void aesni_cbc_encrypt(const unsigned char *in,
  50                        unsigned char *out,
  51                        size_t length,
  52                        const AES_KEY *key, unsigned char *ivec, int enc);
  53
  54 int aesni_cbc_sha256_enc(const void *inp, void *out, size_t blocks,
  55                          const AES_KEY *key, unsigned char iv[16],
  56                          SHA256_CTX *ctx, const void *in0);
  57
  58 # define data(ctx) ((EVP_AES_HMAC_SHA256 *)EVP_CIPHER_CTX_get_cipher_data(ctx))
  59
  60 static int aesni_cbc_hmac_sha256_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx,
  61                                           const unsigned char *inkey,
  62                                           const unsigned char *iv, int enc)
  63 {
  64     EVP_AES_HMAC_SHA256 *key = data(ctx);
  65     int ret;
  66
  67     if (enc)
  68         ret = aesni_set_encrypt_key(inkey,
  69                                     EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx) * 8,
  70                                     &key->ks);
  71     else
  72         ret = aesni_set_decrypt_key(inkey,
  73                                     EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx) * 8,
  74                                     &key->ks);
  75
  76     SHA256_Init(&key->head);    /* handy when benchmarking */
  77     key->tail = key->head;
  78     key->md = key->head;
  79
  80     key->payload_length = NO_PAYLOAD_LENGTH;
  81
  82     return ret < 0 ? 0 : 1;
  83 }
  84
  85 # define STITCHED_CALL
  86
  87 # if !defined(STITCHED_CALL)
  88 #  define aes_off 0
  89 # endif
  90
  91 void sha256_block_data_order(void *c, const void *p, size_t len);
  92
  93 static void sha256_update(SHA256_CTX *c, const void *data, size_t len)
  94 {
  95     const unsigned char *ptr = data;
  96     size_t res;
  97
  98     if ((res = c->num)) {
  99         res = SHA256_CBLOCK - res;
 100         if (len < res)
 101             res = len;
 102         SHA256_Update(c, ptr, res);
 103         ptr += res;
 104         len -= res;
 105     }
 106
 107     res = len % SHA256_CBLOCK;
 108     len -= res;
 109
 110     if (len) {
 111         sha256_block_data_order(c, ptr, len / SHA256_CBLOCK);
 112
 113         ptr += len;
 114         c->Nh += len >> 29;
 115         c->Nl += len <<= 3;
 116         if (c->Nl < (unsigned int)len)
 117             c->Nh++;
 118     }
 119
 120     if (res)
 121         SHA256_Update(c, ptr, res);
 122 }
 123
 124 # ifdef SHA256_Update
 125 #  undef SHA256_Update
 126 # endif
 127 # define SHA256_Update sha256_update
 128
 129 # if !defined(OPENSSL_NO_MULTIBLOCK)
 130
 131 typedef struct {
 132     unsigned int A[8], B[8], C[8], D[8], E[8], F[8], G[8], H[8];
 133 } SHA256_MB_CTX;
 134 typedef struct {
 135     const unsigned char *ptr;
 136     int blocks;
 137 } HASH_DESC;
 138
 139 void sha256_multi_block(SHA256_MB_CTX *, const HASH_DESC *, int);
 140
 141 typedef struct {
 142     const unsigned char *inp;
 143     unsigned char *out;
 144     int blocks;
 145     u64 iv[2];
 146 } CIPH_DESC;
 147
 148 void aesni_multi_cbc_encrypt(CIPH_DESC *, void *, int);
 149
 150 static size_t tls1_1_multi_block_encrypt(EVP_AES_HMAC_SHA256 *key,
 151                                          unsigned char *out,
 152                                          const unsigned char *inp,
 153                                          size_t inp_len, int n4x)
 154 {                               /* n4x is 1 or 2 */
 155     HASH_DESC hash_d[8], edges[8];
 156     CIPH_DESC ciph_d[8];
 157     unsigned char storage[sizeof(SHA256_MB_CTX) + 32];
 158     union {
 159         u64 q[16];
 160         u32 d[32];
 161         u8 c[128];
 162     } blocks[8];
 163     SHA256_MB_CTX *ctx;
 164     unsigned int frag, last, packlen, i, x4 = 4 * n4x, minblocks, processed =
 165         0;
 166     size_t ret = 0;
 167     u8 *IVs;
 168 #  if defined(BSWAP8)
 169     u64 seqnum;
 170 #  endif
 171
 172     /* ask for IVs in bulk */
 173     if (RAND_bytes((IVs = blocks[0].c), 16 * x4) <= 0)
 174         return 0;
 175
 176     /* align */
 177     ctx = (SHA256_MB_CTX *) (storage + 32 - ((size_t)storage % 32));
 178
 179     frag = (unsigned int)inp_len >> (1 + n4x);
 180     last = (unsigned int)inp_len + frag - (frag << (1 + n4x));
 181     if (last > frag && ((last + 13 + 9) % 64) < (x4 - 1)) {
 182         frag++;
 183         last -= x4 - 1;
 184     }
 185
 186     packlen = 5 + 16 + ((frag + 32 + 16) & -16);
 187
 188     /* populate descriptors with pointers and IVs */
 189     hash_d[0].ptr = inp;
 190     ciph_d[0].inp = inp;
 191     /* 5+16 is place for header and explicit IV */
 192     ciph_d[0].out = out + 5 + 16;
 193     memcpy(ciph_d[0].out - 16, IVs, 16);
 194     memcpy(ciph_d[0].iv, IVs, 16);
 195     IVs += 16;
 196
 197     for (i = 1; i < x4; i++) {
 198         ciph_d[i].inp = hash_d[i].ptr = hash_d[i - 1].ptr + frag;
 199         ciph_d[i].out = ciph_d[i - 1].out + packlen;
 200         memcpy(ciph_d[i].out - 16, IVs, 16);
 201         memcpy(ciph_d[i].iv, IVs, 16);
 202         IVs += 16;
 203     }
 204
 205 #  if defined(BSWAP8)
 206     memcpy(blocks[0].c, key->md.data, 8);
 207     seqnum = BSWAP8(blocks[0].q[0]);
 208 #  endif
 209     for (i = 0; i < x4; i++) {
 210         unsigned int len = (i == (x4 - 1) ? last : frag);
 211 #  if !defined(BSWAP8)
 212         unsigned int carry, j;
 213 #  endif
 214
 215         ctx->A[i] = key->md.h[0];
 216         ctx->B[i] = key->md.h[1];
 217         ctx->C[i] = key->md.h[2];
 218         ctx->D[i] = key->md.h[3];
 219         ctx->E[i] = key->md.h[4];
 220         ctx->F[i] = key->md.h[5];
 221         ctx->G[i] = key->md.h[6];
 222         ctx->H[i] = key->md.h[7];
 223
 224         /* fix seqnum */
 225 #  if defined(BSWAP8)
 226         blocks[i].q[0] = BSWAP8(seqnum + i);
 227 #  else
 228         for (carry = i, j = 8; j--;) {
 229             blocks[i].c[j] = ((u8 *)key->md.data)[j] + carry;
 230             carry = (blocks[i].c[j] - carry) >> (sizeof(carry) * 8 - 1);
 231         }
 232 #  endif
 233         blocks[i].c[8] = ((u8 *)key->md.data)[8];
 234         blocks[i].c[9] = ((u8 *)key->md.data)[9];
 235         blocks[i].c[10] = ((u8 *)key->md.data)[10];
 236         /* fix length */
 237         blocks[i].c[11] = (u8)(len >> 8);
 238         blocks[i].c[12] = (u8)(len);
 239
 240         memcpy(blocks[i].c + 13, hash_d[i].ptr, 64 - 13);
 241         hash_d[i].ptr += 64 - 13;
 242         hash_d[i].blocks = (len - (64 - 13)) / 64;
 243
 244         edges[i].ptr = blocks[i].c;
 245         edges[i].blocks = 1;
 246     }
 247
 248     /* hash 13-byte headers and first 64-13 bytes of inputs */
 249     sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
 250     /* hash bulk inputs */
 251 #  define MAXCHUNKSIZE    2048
 252 #  if     MAXCHUNKSIZE%64
 253 #   error  "MAXCHUNKSIZE is not divisible by 64"
 254 #  elif   MAXCHUNKSIZE
 255     /*
 256      * goal is to minimize pressure on L1 cache by moving in shorter steps,
 257      * so that hashed data is still in the cache by the time we encrypt it
 258      */
 259     minblocks = ((frag <= last ? frag : last) - (64 - 13)) / 64;
 260     if (minblocks > MAXCHUNKSIZE / 64) {
 261         for (i = 0; i < x4; i++) {
 262             edges[i].ptr = hash_d[i].ptr;
 263             edges[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 64;
 264             ciph_d[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 16;
 265         }
 266         do {
 267             sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
 268             aesni_multi_cbc_encrypt(ciph_d, &key->ks, n4x);
 269
 270             for (i = 0; i < x4; i++) {
 271                 edges[i].ptr = hash_d[i].ptr += MAXCHUNKSIZE;
 272                 hash_d[i].blocks -= MAXCHUNKSIZE / 64;
 273                 edges[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 64;
 274                 ciph_d[i].inp += MAXCHUNKSIZE;
 275                 ciph_d[i].out += MAXCHUNKSIZE;
 276                 ciph_d[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 16;
 277                 memcpy(ciph_d[i].iv, ciph_d[i].out - 16, 16);
 278             }
 279             processed += MAXCHUNKSIZE;
 280             minblocks -= MAXCHUNKSIZE / 64;
 281         } while (minblocks > MAXCHUNKSIZE / 64);
 282     }
 283 #  endif
 284 #  undef  MAXCHUNKSIZE
 285     sha256_multi_block(ctx, hash_d, n4x);
 286
 287     memset(blocks, 0, sizeof(blocks));
 288     for (i = 0; i < x4; i++) {
 289         unsigned int len = (i == (x4 - 1) ? last : frag),
 290             off = hash_d[i].blocks * 64;
 291         const unsigned char *ptr = hash_d[i].ptr + off;
 292
 293         off = (len - processed) - (64 - 13) - off; /* remainder actually */
 294         memcpy(blocks[i].c, ptr, off);
 295         blocks[i].c[off] = 0x80;
 296         len += 64 + 13;         /* 64 is HMAC header */
 297         len *= 8;               /* convert to bits */
 298         if (off < (64 - 8)) {
 299 #  ifdef BSWAP4
 300             blocks[i].d[15] = BSWAP4(len);
 301 #  else
 302             PUTU32(blocks[i].c + 60, len);
 303 #  endif
 304             edges[i].blocks = 1;
 305         } else {
 306 #  ifdef BSWAP4
 307             blocks[i].d[31] = BSWAP4(len);
 308 #  else
 309             PUTU32(blocks[i].c + 124, len);
 310 #  endif
 311             edges[i].blocks = 2;
 312         }
 313         edges[i].ptr = blocks[i].c;
 314     }
 315
 316     /* hash input tails and finalize */
 317     sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
 318
 319     memset(blocks, 0, sizeof(blocks));
 320     for (i = 0; i < x4; i++) {
 321 #  ifdef BSWAP4
 322         blocks[i].d[0] = BSWAP4(ctx->A[i]);
 323         ctx->A[i] = key->tail.h[0];
 324         blocks[i].d[1] = BSWAP4(ctx->B[i]);
 325         ctx->B[i] = key->tail.h[1];
 326         blocks[i].d[2] = BSWAP4(ctx->C[i]);
 327         ctx->C[i] = key->tail.h[2];
 328         blocks[i].d[3] = BSWAP4(ctx->D[i]);
 329         ctx->D[i] = key->tail.h[3];
 330         blocks[i].d[4] = BSWAP4(ctx->E[i]);
 331         ctx->E[i] = key->tail.h[4];
 332         blocks[i].d[5] = BSWAP4(ctx->F[i]);
 333         ctx->F[i] = key->tail.h[5];
 334         blocks[i].d[6] = BSWAP4(ctx->G[i]);
 335         ctx->G[i] = key->tail.h[6];
 336         blocks[i].d[7] = BSWAP4(ctx->H[i]);
 337         ctx->H[i] = key->tail.h[7];
 338         blocks[i].c[32] = 0x80;
 339         blocks[i].d[15] = BSWAP4((64 + 32) * 8);
 340 #  else
 341         PUTU32(blocks[i].c + 0, ctx->A[i]);
 342         ctx->A[i] = key->tail.h[0];
 343         PUTU32(blocks[i].c + 4, ctx->B[i]);
 344         ctx->B[i] = key->tail.h[1];
 345         PUTU32(blocks[i].c + 8, ctx->C[i]);
 346         ctx->C[i] = key->tail.h[2];
 347         PUTU32(blocks[i].c + 12, ctx->D[i]);
 348         ctx->D[i] = key->tail.h[3];
 349         PUTU32(blocks[i].c + 16, ctx->E[i]);
 350         ctx->E[i] = key->tail.h[4];
 351         PUTU32(blocks[i].c + 20, ctx->F[i]);
 352         ctx->F[i] = key->tail.h[5];
 353         PUTU32(blocks[i].c + 24, ctx->G[i]);
 354         ctx->G[i] = key->tail.h[6];
 355         PUTU32(blocks[i].c + 28, ctx->H[i]);
 356         ctx->H[i] = key->tail.h[7];
 357         blocks[i].c[32] = 0x80;
 358         PUTU32(blocks[i].c + 60, (64 + 32) * 8);
 359 #  endif
 360         edges[i].ptr = blocks[i].c;
 361         edges[i].blocks = 1;
 362     }
 363
 364     /* finalize MACs */
 365     sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
 366
 367     for (i = 0; i < x4; i++) {
 368         unsigned int len = (i == (x4 - 1) ? last : frag), pad, j;
 369         unsigned char *out0 = out;
 370
 371         memcpy(ciph_d[i].out, ciph_d[i].inp, len - processed);
 372         ciph_d[i].inp = ciph_d[i].out;
 373
 374         out += 5 + 16 + len;
 375
 376         /* write MAC */
 377         PUTU32(out + 0, ctx->A[i]);
 378         PUTU32(out + 4, ctx->B[i]);
 379         PUTU32(out + 8, ctx->C[i]);
 380         PUTU32(out + 12, ctx->D[i]);
 381         PUTU32(out + 16, ctx->E[i]);
 382         PUTU32(out + 20, ctx->F[i]);
 383         PUTU32(out + 24, ctx->G[i]);
 384         PUTU32(out + 28, ctx->H[i]);
 385         out += 32;
 386         len += 32;
 387
 388         /* pad */
 389         pad = 15 - len % 16;
 390         for (j = 0; j <= pad; j++)
 391             *(out++) = pad;
 392         len += pad + 1;
 393
 394         ciph_d[i].blocks = (len - processed) / 16;
 395         len += 16;              /* account for explicit iv */
 396
 397         /* arrange header */
 398         out0[0] = ((u8 *)key->md.data)[8];
 399         out0[1] = ((u8 *)key->md.data)[9];
 400         out0[2] = ((u8 *)key->md.data)[10];
 401         out0[3] = (u8)(len >> 8);
 402         out0[4] = (u8)(len);
 403
 404         ret += len + 5;
 405         inp += frag;
 406     }
 407
 408     aesni_multi_cbc_encrypt(ciph_d, &key->ks, n4x);
 409
 410     OPENSSL_cleanse(blocks, sizeof(blocks));
 411     OPENSSL_cleanse(ctx, sizeof(*ctx));
 412
 413     return ret;
 414 }
 415 # endif
 416
 417 static int aesni_cbc_hmac_sha256_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx,
 418                                         unsigned char *out,
 419                                         const unsigned char *in, size_t len)
 420 {
 421     EVP_AES_HMAC_SHA256 *key = data(ctx);
 422     unsigned int l;
 423     size_t plen = key->payload_length, iv = 0, /* explicit IV in TLS 1.1 and
 424                                                 * later */
 425         sha_off = 0;
 426 # if defined(STITCHED_CALL)
 427     size_t aes_off = 0, blocks;
 428
 429     sha_off = SHA256_CBLOCK - key->md.num;
 430 # endif
 431
 432     key->payload_length = NO_PAYLOAD_LENGTH;
 433
 434     if (len % AES_BLOCK_SIZE)
 435         return 0;
 436
 437     if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
 438         if (plen == NO_PAYLOAD_LENGTH)
 439             plen = len;
 440         else if (len !=
 441                  ((plen + SHA256_DIGEST_LENGTH +
 442                    AES_BLOCK_SIZE) & -AES_BLOCK_SIZE))
 443             return 0;
 444         else if (key->aux.tls_ver >= TLS1_1_VERSION)
 445             iv = AES_BLOCK_SIZE;
 446
 447 # if defined(STITCHED_CALL)
 448         /*
 449          * Assembly stitch handles AVX-capable processors, but its
 450          * performance is not optimal on AMD Jaguar, ~40% worse, for
 451          * unknown reasons. Incidentally processor in question supports
 452          * AVX, but not AMD-specific XOP extension, which can be used
 453          * to identify it and avoid stitch invocation. So that after we
 454          * establish that current CPU supports AVX, we even see if it's
 455          * either even XOP-capable Bulldozer-based or GenuineIntel one.
 456          * But SHAEXT-capable go ahead...
 457          */
 458         if (((OPENSSL_ia32cap_P[2] & (1 << 29)) ||         /* SHAEXT? */
 459              ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & (1 << (60 - 32))) && /* AVX? */
 460               ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & (1 << (43 - 32)))   /* XOP? */
 461                | (OPENSSL_ia32cap_P[0] & (1 << 30))))) &&  /* "Intel CPU"? */
 462             plen > (sha_off + iv) &&
 463             (blocks = (plen - (sha_off + iv)) / SHA256_CBLOCK)) {
 464             SHA256_Update(&key->md, in + iv, sha_off);
 465
 466             (void)aesni_cbc_sha256_enc(in, out, blocks, &key->ks,
 467                                        EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx),
 468                                        &key->md, in + iv + sha_off);
 469             blocks *= SHA256_CBLOCK;
 470             aes_off += blocks;
 471             sha_off += blocks;
 472             key->md.Nh += blocks >> 29;
 473             key->md.Nl += blocks <<= 3;
 474             if (key->md.Nl < (unsigned int)blocks)
 475                 key->md.Nh++;
 476         } else {
 477             sha_off = 0;
 478         }
 479 # endif
 480         sha_off += iv;
 481         SHA256_Update(&key->md, in + sha_off, plen - sha_off);
 482
 483         if (plen != len) {      /* "TLS" mode of operation */
 484             if (in != out)
 485                 memcpy(out + aes_off, in + aes_off, plen - aes_off);
 486
 487             /* calculate HMAC and append it to payload */
 488             SHA256_Final(out + plen, &key->md);
 489             key->md = key->tail;
 490             SHA256_Update(&key->md, out + plen, SHA256_DIGEST_LENGTH);
 491             SHA256_Final(out + plen, &key->md);
 492
 493             /* pad the payload|hmac */
 494             plen += SHA256_DIGEST_LENGTH;
 495             for (l = len - plen - 1; plen < len; plen++)
 496                 out[plen] = l;
 497             /* encrypt HMAC|padding at once */
 498             aesni_cbc_encrypt(out + aes_off, out + aes_off, len - aes_off,
 499                               &key->ks, EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), 1);
 500         } else {
 501             aesni_cbc_encrypt(in + aes_off, out + aes_off, len - aes_off,
 502                               &key->ks, EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), 1);
 503         }
 504     } else {
 505         union {
 506             unsigned int u[SHA256_DIGEST_LENGTH / sizeof(unsigned int)];
 507             unsigned char c[64 + SHA256_DIGEST_LENGTH];
 508         } mac, *pmac;
 509
 510         /* arrange cache line alignment */
 511         pmac = (void *)(((size_t)mac.c + 63) & ((size_t)0 - 64));
 512
 513         /* decrypt HMAC|padding at once */
 514         aesni_cbc_encrypt(in, out, len, &key->ks,
 515                           EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), 0);
 516
 517         if (plen != NO_PAYLOAD_LENGTH) { /* "TLS" mode of operation */
 518             size_t inp_len, mask, j, i;
 519             unsigned int res, maxpad, pad, bitlen;
 520             int ret = 1;
 521             union {
 522                 unsigned int u[SHA_LBLOCK];
 523                 unsigned char c[SHA256_CBLOCK];
 524             } *data = (void *)key->md.data;
 525
 526             if ((key->aux.tls_aad[plen - 4] << 8 | key->aux.tls_aad[plen - 3])
 527                 >= TLS1_1_VERSION)
 528                 iv = AES_BLOCK_SIZE;
 529
 530             if (len < (iv + SHA256_DIGEST_LENGTH + 1))
 531                 return 0;
 532
 533             /* omit explicit iv */
 534             out += iv;
 535             len -= iv;
 536
 537             /* figure out payload length */
 538             pad = out[len - 1];
 539             maxpad = len - (SHA256_DIGEST_LENGTH + 1);
 540             maxpad |= (255 - maxpad) >> (sizeof(maxpad) * 8 - 8);
 541             maxpad &= 255;
 542
 543             mask = constant_time_ge(maxpad, pad);
 544             ret &= mask;
 545             /*
 546              * If pad is invalid then we will fail the above test but we must
 547              * continue anyway because we are in constant time code. However,
 548              * we'll use the maxpad value instead of the supplied pad to make
 549              * sure we perform well defined pointer arithmetic.
 550              */
 551             pad = constant_time_select(mask, pad, maxpad);
 552
 553             inp_len = len - (SHA256_DIGEST_LENGTH + pad + 1);
 554
 555             key->aux.tls_aad[plen - 2] = inp_len >> 8;
 556             key->aux.tls_aad[plen - 1] = inp_len;
 557
 558             /* calculate HMAC */
 559             key->md = key->head;
 560             SHA256_Update(&key->md, key->aux.tls_aad, plen);
 561
 562 # if 1      /* see original reference version in #else */
 563             len -= SHA256_DIGEST_LENGTH; /* amend mac */
 564             if (len >= (256 + SHA256_CBLOCK)) {
 565                 j = (len - (256 + SHA256_CBLOCK)) & (0 - SHA256_CBLOCK);
 566                 j += SHA256_CBLOCK - key->md.num;
 567                 SHA256_Update(&key->md, out, j);
 568                 out += j;
 569                 len -= j;
 570                 inp_len -= j;
 571             }
 572
 573             /* but pretend as if we hashed padded payload */
 574             bitlen = key->md.Nl + (inp_len << 3); /* at most 18 bits */
 575 #  ifdef BSWAP4
 576             bitlen = BSWAP4(bitlen);
 577 #  else
 578             mac.c[0] = 0;
 579             mac.c[1] = (unsigned char)(bitlen >> 16);
 580             mac.c[2] = (unsigned char)(bitlen >> 8);
 581             mac.c[3] = (unsigned char)bitlen;
 582             bitlen = mac.u[0];
 583 #  endif
 584
 585             pmac->u[0] = 0;
 586             pmac->u[1] = 0;
 587             pmac->u[2] = 0;
 588             pmac->u[3] = 0;
 589             pmac->u[4] = 0;
 590             pmac->u[5] = 0;
 591             pmac->u[6] = 0;
 592             pmac->u[7] = 0;
 593
 594             for (res = key->md.num, j = 0; j < len; j++) {
 595                 size_t c = out[j];
 596                 mask = (j - inp_len) >> (sizeof(j) * 8 - 8);
 597                 c &= mask;
 598                 c |= 0x80 & ~mask & ~((inp_len - j) >> (sizeof(j) * 8 - 8));
 599                 data->c[res++] = (unsigned char)c;
 600
 601                 if (res != SHA256_CBLOCK)
 602                     continue;
 603
 604                 /* j is not incremented yet */
 605                 mask = 0 - ((inp_len + 7 - j) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 606                 data->u[SHA_LBLOCK - 1] |= bitlen & mask;
 607                 sha256_block_data_order(&key->md, data, 1);
 608                 mask &= 0 - ((j - inp_len - 72) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 609                 pmac->u[0] |= key->md.h[0] & mask;
 610                 pmac->u[1] |= key->md.h[1] & mask;
 611                 pmac->u[2] |= key->md.h[2] & mask;
 612                 pmac->u[3] |= key->md.h[3] & mask;
 613                 pmac->u[4] |= key->md.h[4] & mask;
 614                 pmac->u[5] |= key->md.h[5] & mask;
 615                 pmac->u[6] |= key->md.h[6] & mask;
 616                 pmac->u[7] |= key->md.h[7] & mask;
 617                 res = 0;
 618             }
 619
 620             for (i = res; i < SHA256_CBLOCK; i++, j++)
 621                 data->c[i] = 0;
 622
 623             if (res > SHA256_CBLOCK - 8) {
 624                 mask = 0 - ((inp_len + 8 - j) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 625                 data->u[SHA_LBLOCK - 1] |= bitlen & mask;
 626                 sha256_block_data_order(&key->md, data, 1);
 627                 mask &= 0 - ((j - inp_len - 73) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 628                 pmac->u[0] |= key->md.h[0] & mask;
 629                 pmac->u[1] |= key->md.h[1] & mask;
 630                 pmac->u[2] |= key->md.h[2] & mask;
 631                 pmac->u[3] |= key->md.h[3] & mask;
 632                 pmac->u[4] |= key->md.h[4] & mask;
 633                 pmac->u[5] |= key->md.h[5] & mask;
 634                 pmac->u[6] |= key->md.h[6] & mask;
 635                 pmac->u[7] |= key->md.h[7] & mask;
 636
 637                 memset(data, 0, SHA256_CBLOCK);
 638                 j += 64;
 639             }
 640             data->u[SHA_LBLOCK - 1] = bitlen;
 641             sha256_block_data_order(&key->md, data, 1);
 642             mask = 0 - ((j - inp_len - 73) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 643             pmac->u[0] |= key->md.h[0] & mask;
 644             pmac->u[1] |= key->md.h[1] & mask;
 645             pmac->u[2] |= key->md.h[2] & mask;
 646             pmac->u[3] |= key->md.h[3] & mask;
 647             pmac->u[4] |= key->md.h[4] & mask;
 648             pmac->u[5] |= key->md.h[5] & mask;
 649             pmac->u[6] |= key->md.h[6] & mask;
 650             pmac->u[7] |= key->md.h[7] & mask;
 651
 652 #  ifdef BSWAP4
 653             pmac->u[0] = BSWAP4(pmac->u[0]);
 654             pmac->u[1] = BSWAP4(pmac->u[1]);
 655             pmac->u[2] = BSWAP4(pmac->u[2]);
 656             pmac->u[3] = BSWAP4(pmac->u[3]);
 657             pmac->u[4] = BSWAP4(pmac->u[4]);
 658             pmac->u[5] = BSWAP4(pmac->u[5]);
 659             pmac->u[6] = BSWAP4(pmac->u[6]);
 660             pmac->u[7] = BSWAP4(pmac->u[7]);
 661 #  else
 662             for (i = 0; i < 8; i++) {
 663                 res = pmac->u[i];
 664                 pmac->c[4 * i + 0] = (unsigned char)(res >> 24);
 665                 pmac->c[4 * i + 1] = (unsigned char)(res >> 16);
 666                 pmac->c[4 * i + 2] = (unsigned char)(res >> 8);
 667                 pmac->c[4 * i + 3] = (unsigned char)res;
 668             }
 669 #  endif
 670             len += SHA256_DIGEST_LENGTH;
 671 # else
 672             SHA256_Update(&key->md, out, inp_len);
 673             res = key->md.num;
 674             SHA256_Final(pmac->c, &key->md);
 675
 676             {
 677                 unsigned int inp_blocks, pad_blocks;
 678
 679                 /* but pretend as if we hashed padded payload */
 680                 inp_blocks =
 681                     1 + ((SHA256_CBLOCK - 9 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
 682                 res += (unsigned int)(len - inp_len);
 683                 pad_blocks = res / SHA256_CBLOCK;
 684                 res %= SHA256_CBLOCK;
 685                 pad_blocks +=
 686                     1 + ((SHA256_CBLOCK - 9 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
 687                 for (; inp_blocks < pad_blocks; inp_blocks++)
 688                     sha1_block_data_order(&key->md, data, 1);
 689             }
 690 # endif      /* pre-lucky-13 reference version of above */
 691             key->md = key->tail;
 692             SHA256_Update(&key->md, pmac->c, SHA256_DIGEST_LENGTH);
 693             SHA256_Final(pmac->c, &key->md);
 694
 695             /* verify HMAC */
 696             out += inp_len;
 697             len -= inp_len;
 698 # if 1      /* see original reference version in #else */
 699             {
 700                 unsigned char *p =
 701                     out + len - 1 - maxpad - SHA256_DIGEST_LENGTH;
 702                 size_t off = out - p;
 703                 unsigned int c, cmask;
 704
 705                 maxpad += SHA256_DIGEST_LENGTH;
 706                 for (res = 0, i = 0, j = 0; j < maxpad; j++) {
 707                     c = p[j];
 708                     cmask =
 709                         ((int)(j - off - SHA256_DIGEST_LENGTH)) >>
 710                         (sizeof(int) * 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 -= SHA256_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 < SHA256_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             SHA256_Update(&key->md, out, len);
 739         }
 740     }
 741
 742     return 1;
 743 }
 744
 745 static int aesni_cbc_hmac_sha256_ctrl(EVP_CIPHER_CTX *ctx, int type, int arg,
 746                                       void *ptr)
 747 {
 748     EVP_AES_HMAC_SHA256 *key = data(ctx);
 749     unsigned int u_arg = (unsigned int)arg;
 750
 751     switch (type) {
 752     case EVP_CTRL_AEAD_SET_MAC_KEY:
 753         {
 754             unsigned int i;
 755             unsigned char hmac_key[64];
 756
 757             memset(hmac_key, 0, sizeof(hmac_key));
 758
 759             if (arg < 0)
 760                 return -1;
 761
 762             if (u_arg > sizeof(hmac_key)) {
 763                 SHA256_Init(&key->head);
 764                 SHA256_Update(&key->head, ptr, arg);
 765                 SHA256_Final(hmac_key, &key->head);
 766             } else {
 767                 memcpy(hmac_key, ptr, arg);
 768             }
 769
 770             for (i = 0; i < sizeof(hmac_key); i++)
 771                 hmac_key[i] ^= 0x36; /* ipad */
 772             SHA256_Init(&key->head);
 773             SHA256_Update(&key->head, hmac_key, sizeof(hmac_key));
 774
 775             for (i = 0; i < sizeof(hmac_key); i++)
 776                 hmac_key[i] ^= 0x36 ^ 0x5c; /* opad */
 777             SHA256_Init(&key->tail);
 778             SHA256_Update(&key->tail, hmac_key, sizeof(hmac_key));
 779
 780             OPENSSL_cleanse(hmac_key, sizeof(hmac_key));
 781
 782             return 1;
 783         }
 784     case EVP_CTRL_AEAD_TLS1_AAD:
 785         {
 786             unsigned char *p = ptr;
 787             unsigned int len;
 788
 789             if (arg != EVP_AEAD_TLS1_AAD_LEN)
 790                 return -1;
 791
 792             len = p[arg - 2] << 8 | p[arg - 1];
 793
 794             if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
 795                 key->payload_length = len;
 796                 if ((key->aux.tls_ver =
 797                      p[arg - 4] << 8 | p[arg - 3]) >= TLS1_1_VERSION) {
 798                     if (len < AES_BLOCK_SIZE)
 799                         return 0;
 800                     len -= AES_BLOCK_SIZE;
 801                     p[arg - 2] = len >> 8;
 802                     p[arg - 1] = len;
 803                 }
 804                 key->md = key->head;
 805                 SHA256_Update(&key->md, p, arg);
 806
 807                 return (int)(((len + SHA256_DIGEST_LENGTH +
 808                                AES_BLOCK_SIZE) & -AES_BLOCK_SIZE)
 809                              - len);
 810             } else {
 811                 memcpy(key->aux.tls_aad, ptr, arg);
 812                 key->payload_length = arg;
 813
 814                 return SHA256_DIGEST_LENGTH;
 815             }
 816         }
 817 # if !defined(OPENSSL_NO_MULTIBLOCK)
 818     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_MAX_BUFSIZE:
 819         return (int)(5 + 16 + ((arg + 32 + 16) & -16));
 820     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_AAD:
 821         {
 822             EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *param =
 823                 (EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *) ptr;
 824             unsigned int n4x = 1, x4;
 825             unsigned int frag, last, packlen, inp_len;
 826
 827             if (arg < 0)
 828                 return -1;
 829
 830             if (u_arg < sizeof(EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM))
 831                 return -1;
 832
 833             inp_len = param->inp[11] << 8 | param->inp[12];
 834
 835             if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
 836                 if ((param->inp[9] << 8 | param->inp[10]) < TLS1_1_VERSION)
 837                     return -1;
 838
 839                 if (inp_len) {
 840                     if (inp_len < 4096)
 841                         return 0; /* too short */
 842
 843                     if (inp_len >= 8192 && OPENSSL_ia32cap_P[2] & (1 << 5))
 844                         n4x = 2; /* AVX2 */
 845                 } else if ((n4x = param->interleave / 4) && n4x <= 2)
 846                     inp_len = param->len;
 847                 else
 848                     return -1;
 849
 850                 key->md = key->head;
 851                 SHA256_Update(&key->md, param->inp, 13);
 852
 853                 x4 = 4 * n4x;
 854                 n4x += 1;
 855
 856                 frag = inp_len >> n4x;
 857                 last = inp_len + frag - (frag << n4x);
 858                 if (last > frag && ((last + 13 + 9) % 64 < (x4 - 1))) {
 859                     frag++;
 860                     last -= x4 - 1;
 861                 }
 862
 863                 packlen = 5 + 16 + ((frag + 32 + 16) & -16);
 864                 packlen = (packlen << n4x) - packlen;
 865                 packlen += 5 + 16 + ((last + 32 + 16) & -16);
 866
 867                 param->interleave = x4;
 868
 869                 return (int)packlen;
 870             } else
 871                 return -1;      /* not yet */
 872         }
 873     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_ENCRYPT:
 874         {
 875             EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *param =
 876                 (EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *) ptr;
 877
 878             return (int)tls1_1_multi_block_encrypt(key, param->out,
 879                                                    param->inp, param->len,
 880                                                    param->interleave / 4);
 881         }
 882     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_DECRYPT:
 883 # endif
 884     default:
 885         return -1;
 886     }
 887 }
 888
 889 static EVP_CIPHER aesni_128_cbc_hmac_sha256_cipher = {
 890 # ifdef NID_aes_128_cbc_hmac_sha256
 891     NID_aes_128_cbc_hmac_sha256,
 892 # else
 893     NID_undef,
 894 # endif
 895     AES_BLOCK_SIZE, 16, AES_BLOCK_SIZE,
 896     EVP_CIPH_CBC_MODE | EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 |
 897         EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER | EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK,
 898     aesni_cbc_hmac_sha256_init_key,
 899     aesni_cbc_hmac_sha256_cipher,
 900     NULL,
 901     sizeof(EVP_AES_HMAC_SHA256),
 902     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_set_asn1_iv,
 903     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_get_asn1_iv,
 904     aesni_cbc_hmac_sha256_ctrl,
 905     NULL
 906 };
 907
 908 static EVP_CIPHER aesni_256_cbc_hmac_sha256_cipher = {
 909 # ifdef NID_aes_256_cbc_hmac_sha256
 910     NID_aes_256_cbc_hmac_sha256,
 911 # else
 912     NID_undef,
 913 # endif
 914     AES_BLOCK_SIZE, 32, AES_BLOCK_SIZE,
 915     EVP_CIPH_CBC_MODE | EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 |
 916         EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER | EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK,
 917     aesni_cbc_hmac_sha256_init_key,
 918     aesni_cbc_hmac_sha256_cipher,
 919     NULL,
 920     sizeof(EVP_AES_HMAC_SHA256),
 921     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_set_asn1_iv,
 922     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_get_asn1_iv,
 923     aesni_cbc_hmac_sha256_ctrl,
 924     NULL
 925 };
 926
 927 const EVP_CIPHER *EVP_aes_128_cbc_hmac_sha256(void)
 928 {
 929     return ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & AESNI_CAPABLE) &&
 930             aesni_cbc_sha256_enc(NULL, NULL, 0, NULL, NULL, NULL, NULL) ?
 931             &aesni_128_cbc_hmac_sha256_cipher : NULL);
 932 }
 933
 934 const EVP_CIPHER *EVP_aes_256_cbc_hmac_sha256(void)
 935 {
 936     return ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & AESNI_CAPABLE) &&
 937             aesni_cbc_sha256_enc(NULL, NULL, 0, NULL, NULL, NULL, NULL) ?
 938             &aesni_256_cbc_hmac_sha256_cipher : NULL);
 939 }
 940 #else
 941 const EVP_CIPHER *EVP_aes_128_cbc_hmac_sha256(void)
 942 {
 943     return NULL;
 944 }
 945
 946 const EVP_CIPHER *EVP_aes_256_cbc_hmac_sha256(void)
 947 {
 948     return NULL;
 949 }
 950 #endif