crypto/evp/e_aes_cbc_hmac_sha256.c

   1 /* ====================================================================
   2  * Copyright (c) 2011-2013 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
   3  *
   4  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   5  * modification, are permitted provided that the following conditions
   6  * are met:
   7  *
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  *
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  13  *    the documentation and/or other materials provided with the
  14  *    distribution.
  15  *
  16  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
  17  *    software must display the following acknowledgment:
  18  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  19  *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.OpenSSL.org/)"
  20  *
  21  * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
  22  *    endorse or promote products derived from this software without
  23  *    prior written permission. For written permission, please contact
  24  *    licensing@OpenSSL.org.
  25  *
  26  * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
  27  *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
  28  *    permission of the OpenSSL Project.
  29  *
  30  * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
  31  *    acknowledgment:
  32  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  33  *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.OpenSSL.org/)"
  34  *
  35  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
  36  * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  37  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  38  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
  39  * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  40  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  41  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  42  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  43  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
  44  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
  45  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
  46  * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  47  * ====================================================================
  48  */
  49
  50 #include <openssl/opensslconf.h>
  51
  52 #include <stdio.h>
  53 #include <string.h>
  54
  55 #if !defined(OPENSSL_NO_AES)
  56
  57 # include <openssl/evp.h>
  58 # include <openssl/objects.h>
  59 # include <openssl/aes.h>
  60 # include <openssl/sha.h>
  61 # include <openssl/rand.h>
  62 # include "modes_lcl.h"
  63
  64 # ifndef EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER
  65 #  define EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER       0x200000
  66 #  define EVP_CTRL_AEAD_TLS1_AAD          0x16
  67 #  define EVP_CTRL_AEAD_SET_MAC_KEY       0x17
  68 # endif
  69
  70 # if !defined(EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1)
  71 #  define EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 0
  72 # endif
  73
  74 # if !defined(EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK)
  75 #  define EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK 0
  76 # endif
  77
  78 # define TLS1_1_VERSION 0x0302
  79
  80 typedef struct {
  81     AES_KEY ks;
  82     SHA256_CTX head, tail, md;
  83     size_t payload_length;      /* AAD length in decrypt case */
  84     union {
  85         unsigned int tls_ver;
  86         unsigned char tls_aad[16]; /* 13 used */
  87     } aux;
  88 } EVP_AES_HMAC_SHA256;
  89
  90 # define NO_PAYLOAD_LENGTH       ((size_t)-1)
  91
  92 # if     defined(AES_ASM) &&     ( \
  93         defined(__x86_64)       || defined(__x86_64__)  || \
  94         defined(_M_AMD64)       || defined(_M_X64)      || \
  95         defined(__INTEL__)      )
  96
  97 extern unsigned int OPENSSL_ia32cap_P[];
  98 #  define AESNI_CAPABLE   (1<<(57-32))
  99
 100 int aesni_set_encrypt_key(const unsigned char *userKey, int bits,
 101                           AES_KEY *key);
 102 int aesni_set_decrypt_key(const unsigned char *userKey, int bits,
 103                           AES_KEY *key);
 104
 105 void aesni_cbc_encrypt(const unsigned char *in,
 106                        unsigned char *out,
 107                        size_t length,
 108                        const AES_KEY *key, unsigned char *ivec, int enc);
 109
 110 int aesni_cbc_sha256_enc(const void *inp, void *out, size_t blocks,
 111                          const AES_KEY *key, unsigned char iv[16],
 112                          SHA256_CTX *ctx, const void *in0);
 113
 114 #  define data(ctx) ((EVP_AES_HMAC_SHA256 *)EVP_CIPHER_CTX_cipher_data(ctx))
 115
 116 static int aesni_cbc_hmac_sha256_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx,
 117                                           const unsigned char *inkey,
 118                                           const unsigned char *iv, int enc)
 119 {
 120     EVP_AES_HMAC_SHA256 *key = data(ctx);
 121     int ret;
 122
 123     if (enc)
 124         memset(&key->ks, 0, sizeof(key->ks.rd_key)),
 125             ret = aesni_set_encrypt_key(inkey,
 126                                         EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx) * 8,
 127                                         &key->ks);
 128     else
 129         ret = aesni_set_decrypt_key(inkey,
 130                                     EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx) * 8,
 131                                     &key->ks);
 132
 133     SHA256_Init(&key->head);    /* handy when benchmarking */
 134     key->tail = key->head;
 135     key->md = key->head;
 136
 137     key->payload_length = NO_PAYLOAD_LENGTH;
 138
 139     return ret < 0 ? 0 : 1;
 140 }
 141
 142 #  define STITCHED_CALL
 143
 144 #  if !defined(STITCHED_CALL)
 145 #   define aes_off 0
 146 #  endif
 147
 148 void sha256_block_data_order(void *c, const void *p, size_t len);
 149
 150 static void sha256_update(SHA256_CTX *c, const void *data, size_t len)
 151 {
 152     const unsigned char *ptr = data;
 153     size_t res;
 154
 155     if ((res = c->num)) {
 156         res = SHA256_CBLOCK - res;
 157         if (len < res)
 158             res = len;
 159         SHA256_Update(c, ptr, res);
 160         ptr += res;
 161         len -= res;
 162     }
 163
 164     res = len % SHA256_CBLOCK;
 165     len -= res;
 166
 167     if (len) {
 168         sha256_block_data_order(c, ptr, len / SHA256_CBLOCK);
 169
 170         ptr += len;
 171         c->Nh += len >> 29;
 172         c->Nl += len <<= 3;
 173         if (c->Nl < (unsigned int)len)
 174             c->Nh++;
 175     }
 176
 177     if (res)
 178         SHA256_Update(c, ptr, res);
 179 }
 180
 181 #  ifdef SHA256_Update
 182 #   undef SHA256_Update
 183 #  endif
 184 #  define SHA256_Update sha256_update
 185
 186 #  if !defined(OPENSSL_NO_MULTIBLOCK) && EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK
 187
 188 typedef struct {
 189     unsigned int A[8], B[8], C[8], D[8], E[8], F[8], G[8], H[8];
 190 } SHA256_MB_CTX;
 191 typedef struct {
 192     const unsigned char *ptr;
 193     int blocks;
 194 } HASH_DESC;
 195
 196 void sha256_multi_block(SHA256_MB_CTX *, const HASH_DESC *, int);
 197
 198 typedef struct {
 199     const unsigned char *inp;
 200     unsigned char *out;
 201     int blocks;
 202     u64 iv[2];
 203 } CIPH_DESC;
 204
 205 void aesni_multi_cbc_encrypt(CIPH_DESC *, void *, int);
 206
 207 static size_t tls1_1_multi_block_encrypt(EVP_AES_HMAC_SHA256 *key,
 208                                          unsigned char *out,
 209                                          const unsigned char *inp,
 210                                          size_t inp_len, int n4x)
 211 {                               /* n4x is 1 or 2 */
 212     HASH_DESC hash_d[8], edges[8];
 213     CIPH_DESC ciph_d[8];
 214     unsigned char storage[sizeof(SHA256_MB_CTX) + 32];
 215     union {
 216         u64 q[16];
 217         u32 d[32];
 218         u8 c[128];
 219     } blocks[8];
 220     SHA256_MB_CTX *ctx;
 221     unsigned int frag, last, packlen, i, x4 = 4 * n4x, minblocks, processed =
 222         0;
 223     size_t ret = 0;
 224     u8 *IVs;
 225 #   if defined(BSWAP8)
 226     u64 seqnum;
 227 #   endif
 228
 229     /* ask for IVs in bulk */
 230     if (RAND_bytes((IVs = blocks[0].c), 16 * x4) <= 0)
 231         return 0;
 232
 233     /* align */
 234     ctx = (SHA256_MB_CTX *) (storage + 32 - ((size_t)storage % 32));
 235
 236     frag = (unsigned int)inp_len >> (1 + n4x);
 237     last = (unsigned int)inp_len + frag - (frag << (1 + n4x));
 238     if (last > frag && ((last + 13 + 9) % 64) < (x4 - 1)) {
 239         frag++;
 240         last -= x4 - 1;
 241     }
 242
 243     packlen = 5 + 16 + ((frag + 32 + 16) & -16);
 244
 245     /* populate descriptors with pointers and IVs */
 246     hash_d[0].ptr = inp;
 247     ciph_d[0].inp = inp;
 248     /* 5+16 is place for header and explicit IV */
 249     ciph_d[0].out = out + 5 + 16;
 250     memcpy(ciph_d[0].out - 16, IVs, 16);
 251     memcpy(ciph_d[0].iv, IVs, 16);
 252     IVs += 16;
 253
 254     for (i = 1; i < x4; i++) {
 255         ciph_d[i].inp = hash_d[i].ptr = hash_d[i - 1].ptr + frag;
 256         ciph_d[i].out = ciph_d[i - 1].out + packlen;
 257         memcpy(ciph_d[i].out - 16, IVs, 16);
 258         memcpy(ciph_d[i].iv, IVs, 16);
 259         IVs += 16;
 260     }
 261
 262 #   if defined(BSWAP8)
 263     memcpy(blocks[0].c, key->md.data, 8);
 264     seqnum = BSWAP8(blocks[0].q[0]);
 265 #   endif
 266     for (i = 0; i < x4; i++) {
 267         unsigned int len = (i == (x4 - 1) ? last : frag);
 268 #   if !defined(BSWAP8)
 269         unsigned int carry, j;
 270 #   endif
 271
 272         ctx->A[i] = key->md.h[0];
 273         ctx->B[i] = key->md.h[1];
 274         ctx->C[i] = key->md.h[2];
 275         ctx->D[i] = key->md.h[3];
 276         ctx->E[i] = key->md.h[4];
 277         ctx->F[i] = key->md.h[5];
 278         ctx->G[i] = key->md.h[6];
 279         ctx->H[i] = key->md.h[7];
 280
 281         /* fix seqnum */
 282 #   if defined(BSWAP8)
 283         blocks[i].q[0] = BSWAP8(seqnum + i);
 284 #   else
 285         for (carry = i, j = 8; j--;) {
 286             blocks[i].c[j] = ((u8 *)key->md.data)[j] + carry;
 287             carry = (blocks[i].c[j] - carry) >> (sizeof(carry) * 8 - 1);
 288         }
 289 #   endif
 290         blocks[i].c[8] = ((u8 *)key->md.data)[8];
 291         blocks[i].c[9] = ((u8 *)key->md.data)[9];
 292         blocks[i].c[10] = ((u8 *)key->md.data)[10];
 293         /* fix length */
 294         blocks[i].c[11] = (u8)(len >> 8);
 295         blocks[i].c[12] = (u8)(len);
 296
 297         memcpy(blocks[i].c + 13, hash_d[i].ptr, 64 - 13);
 298         hash_d[i].ptr += 64 - 13;
 299         hash_d[i].blocks = (len - (64 - 13)) / 64;
 300
 301         edges[i].ptr = blocks[i].c;
 302         edges[i].blocks = 1;
 303     }
 304
 305     /* hash 13-byte headers and first 64-13 bytes of inputs */
 306     sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
 307     /* hash bulk inputs */
 308 #   define MAXCHUNKSIZE    2048
 309 #   if     MAXCHUNKSIZE%64
 310 #    error  "MAXCHUNKSIZE is not divisible by 64"
 311 #   elif   MAXCHUNKSIZE
 312     /*
 313      * goal is to minimize pressure on L1 cache by moving in shorter steps,
 314      * so that hashed data is still in the cache by the time we encrypt it
 315      */
 316     minblocks = ((frag <= last ? frag : last) - (64 - 13)) / 64;
 317     if (minblocks > MAXCHUNKSIZE / 64) {
 318         for (i = 0; i < x4; i++) {
 319             edges[i].ptr = hash_d[i].ptr;
 320             edges[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 64;
 321             ciph_d[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 16;
 322         }
 323         do {
 324             sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
 325             aesni_multi_cbc_encrypt(ciph_d, &key->ks, n4x);
 326
 327             for (i = 0; i < x4; i++) {
 328                 edges[i].ptr = hash_d[i].ptr += MAXCHUNKSIZE;
 329                 hash_d[i].blocks -= MAXCHUNKSIZE / 64;
 330                 edges[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 64;
 331                 ciph_d[i].inp += MAXCHUNKSIZE;
 332                 ciph_d[i].out += MAXCHUNKSIZE;
 333                 ciph_d[i].blocks = MAXCHUNKSIZE / 16;
 334                 memcpy(ciph_d[i].iv, ciph_d[i].out - 16, 16);
 335             }
 336             processed += MAXCHUNKSIZE;
 337             minblocks -= MAXCHUNKSIZE / 64;
 338         } while (minblocks > MAXCHUNKSIZE / 64);
 339     }
 340 #   endif
 341 #   undef  MAXCHUNKSIZE
 342     sha256_multi_block(ctx, hash_d, n4x);
 343
 344     memset(blocks, 0, sizeof(blocks));
 345     for (i = 0; i < x4; i++) {
 346         unsigned int len = (i == (x4 - 1) ? last : frag),
 347             off = hash_d[i].blocks * 64;
 348         const unsigned char *ptr = hash_d[i].ptr + off;
 349
 350         off = (len - processed) - (64 - 13) - off; /* remainder actually */
 351         memcpy(blocks[i].c, ptr, off);
 352         blocks[i].c[off] = 0x80;
 353         len += 64 + 13;         /* 64 is HMAC header */
 354         len *= 8;               /* convert to bits */
 355         if (off < (64 - 8)) {
 356 #   ifdef BSWAP4
 357             blocks[i].d[15] = BSWAP4(len);
 358 #   else
 359             PUTU32(blocks[i].c + 60, len);
 360 #   endif
 361             edges[i].blocks = 1;
 362         } else {
 363 #   ifdef BSWAP4
 364             blocks[i].d[31] = BSWAP4(len);
 365 #   else
 366             PUTU32(blocks[i].c + 124, len);
 367 #   endif
 368             edges[i].blocks = 2;
 369         }
 370         edges[i].ptr = blocks[i].c;
 371     }
 372
 373     /* hash input tails and finalize */
 374     sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
 375
 376     memset(blocks, 0, sizeof(blocks));
 377     for (i = 0; i < x4; i++) {
 378 #   ifdef BSWAP4
 379         blocks[i].d[0] = BSWAP4(ctx->A[i]);
 380         ctx->A[i] = key->tail.h[0];
 381         blocks[i].d[1] = BSWAP4(ctx->B[i]);
 382         ctx->B[i] = key->tail.h[1];
 383         blocks[i].d[2] = BSWAP4(ctx->C[i]);
 384         ctx->C[i] = key->tail.h[2];
 385         blocks[i].d[3] = BSWAP4(ctx->D[i]);
 386         ctx->D[i] = key->tail.h[3];
 387         blocks[i].d[4] = BSWAP4(ctx->E[i]);
 388         ctx->E[i] = key->tail.h[4];
 389         blocks[i].d[5] = BSWAP4(ctx->F[i]);
 390         ctx->F[i] = key->tail.h[5];
 391         blocks[i].d[6] = BSWAP4(ctx->G[i]);
 392         ctx->G[i] = key->tail.h[6];
 393         blocks[i].d[7] = BSWAP4(ctx->H[i]);
 394         ctx->H[i] = key->tail.h[7];
 395         blocks[i].c[32] = 0x80;
 396         blocks[i].d[15] = BSWAP4((64 + 32) * 8);
 397 #   else
 398         PUTU32(blocks[i].c + 0, ctx->A[i]);
 399         ctx->A[i] = key->tail.h[0];
 400         PUTU32(blocks[i].c + 4, ctx->B[i]);
 401         ctx->B[i] = key->tail.h[1];
 402         PUTU32(blocks[i].c + 8, ctx->C[i]);
 403         ctx->C[i] = key->tail.h[2];
 404         PUTU32(blocks[i].c + 12, ctx->D[i]);
 405         ctx->D[i] = key->tail.h[3];
 406         PUTU32(blocks[i].c + 16, ctx->E[i]);
 407         ctx->E[i] = key->tail.h[4];
 408         PUTU32(blocks[i].c + 20, ctx->F[i]);
 409         ctx->F[i] = key->tail.h[5];
 410         PUTU32(blocks[i].c + 24, ctx->G[i]);
 411         ctx->G[i] = key->tail.h[6];
 412         PUTU32(blocks[i].c + 28, ctx->H[i]);
 413         ctx->H[i] = key->tail.h[7];
 414         blocks[i].c[32] = 0x80;
 415         PUTU32(blocks[i].c + 60, (64 + 32) * 8);
 416 #   endif
 417         edges[i].ptr = blocks[i].c;
 418         edges[i].blocks = 1;
 419     }
 420
 421     /* finalize MACs */
 422     sha256_multi_block(ctx, edges, n4x);
 423
 424     for (i = 0; i < x4; i++) {
 425         unsigned int len = (i == (x4 - 1) ? last : frag), pad, j;
 426         unsigned char *out0 = out;
 427
 428         memcpy(ciph_d[i].out, ciph_d[i].inp, len - processed);
 429         ciph_d[i].inp = ciph_d[i].out;
 430
 431         out += 5 + 16 + len;
 432
 433         /* write MAC */
 434         PUTU32(out + 0, ctx->A[i]);
 435         PUTU32(out + 4, ctx->B[i]);
 436         PUTU32(out + 8, ctx->C[i]);
 437         PUTU32(out + 12, ctx->D[i]);
 438         PUTU32(out + 16, ctx->E[i]);
 439         PUTU32(out + 20, ctx->F[i]);
 440         PUTU32(out + 24, ctx->G[i]);
 441         PUTU32(out + 28, ctx->H[i]);
 442         out += 32;
 443         len += 32;
 444
 445         /* pad */
 446         pad = 15 - len % 16;
 447         for (j = 0; j <= pad; j++)
 448             *(out++) = pad;
 449         len += pad + 1;
 450
 451         ciph_d[i].blocks = (len - processed) / 16;
 452         len += 16;              /* account for explicit iv */
 453
 454         /* arrange header */
 455         out0[0] = ((u8 *)key->md.data)[8];
 456         out0[1] = ((u8 *)key->md.data)[9];
 457         out0[2] = ((u8 *)key->md.data)[10];
 458         out0[3] = (u8)(len >> 8);
 459         out0[4] = (u8)(len);
 460
 461         ret += len + 5;
 462         inp += frag;
 463     }
 464
 465     aesni_multi_cbc_encrypt(ciph_d, &key->ks, n4x);
 466
 467     OPENSSL_cleanse(blocks, sizeof(blocks));
 468     OPENSSL_cleanse(ctx, sizeof(*ctx));
 469
 470     return ret;
 471 }
 472 #  endif
 473
 474 static int aesni_cbc_hmac_sha256_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx,
 475                                         unsigned char *out,
 476                                         const unsigned char *in, size_t len)
 477 {
 478     EVP_AES_HMAC_SHA256 *key = data(ctx);
 479     unsigned int l;
 480     size_t plen = key->payload_length, iv = 0, /* explicit IV in TLS 1.1 and
 481                                                 * later */
 482         sha_off = 0;
 483 #  if defined(STITCHED_CALL)
 484     size_t aes_off = 0, blocks;
 485
 486     sha_off = SHA256_CBLOCK - key->md.num;
 487 #  endif
 488
 489     key->payload_length = NO_PAYLOAD_LENGTH;
 490
 491     if (len % AES_BLOCK_SIZE)
 492         return 0;
 493
 494     if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
 495         if (plen == NO_PAYLOAD_LENGTH)
 496             plen = len;
 497         else if (len !=
 498                  ((plen + SHA256_DIGEST_LENGTH +
 499                    AES_BLOCK_SIZE) & -AES_BLOCK_SIZE))
 500             return 0;
 501         else if (key->aux.tls_ver >= TLS1_1_VERSION)
 502             iv = AES_BLOCK_SIZE;
 503
 504 #  if defined(STITCHED_CALL)
 505         /*
 506          * Assembly stitch handles AVX-capable processors, but its
 507          * performance is not optimal on AMD Jaguar, ~40% worse, for
 508          * unknown reasons. Incidentally processor in question supports
 509          * AVX, but not AMD-specific XOP extension, which can be used
 510          * to identify it and avoid stitch invocation. So that after we
 511          * establish that current CPU supports AVX, we even see if it's
 512          * either even XOP-capable Bulldozer-based or GenuineIntel one.
 513          */
 514         if (OPENSSL_ia32cap_P[1] & (1 << (60 - 32)) && /* AVX? */
 515             ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & (1 << (43 - 32))) /* XOP? */
 516              | (OPENSSL_ia32cap_P[0] & (1<<30))) &&    /* "Intel CPU"? */
 517             plen > (sha_off + iv) &&
 518             (blocks = (plen - (sha_off + iv)) / SHA256_CBLOCK)) {
 519             SHA256_Update(&key->md, in + iv, sha_off);
 520
 521             (void)aesni_cbc_sha256_enc(in, out, blocks, &key->ks,
 522                                        EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx),
 523                                        &key->md, in + iv + sha_off);
 524             blocks *= SHA256_CBLOCK;
 525             aes_off += blocks;
 526             sha_off += blocks;
 527             key->md.Nh += blocks >> 29;
 528             key->md.Nl += blocks <<= 3;
 529             if (key->md.Nl < (unsigned int)blocks)
 530                 key->md.Nh++;
 531         } else {
 532             sha_off = 0;
 533         }
 534 #  endif
 535         sha_off += iv;
 536         SHA256_Update(&key->md, in + sha_off, plen - sha_off);
 537
 538         if (plen != len) {      /* "TLS" mode of operation */
 539             if (in != out)
 540                 memcpy(out + aes_off, in + aes_off, plen - aes_off);
 541
 542             /* calculate HMAC and append it to payload */
 543             SHA256_Final(out + plen, &key->md);
 544             key->md = key->tail;
 545             SHA256_Update(&key->md, out + plen, SHA256_DIGEST_LENGTH);
 546             SHA256_Final(out + plen, &key->md);
 547
 548             /* pad the payload|hmac */
 549             plen += SHA256_DIGEST_LENGTH;
 550             for (l = len - plen - 1; plen < len; plen++)
 551                 out[plen] = l;
 552             /* encrypt HMAC|padding at once */
 553             aesni_cbc_encrypt(out + aes_off, out + aes_off, len - aes_off,
 554                               &key->ks, EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), 1);
 555         } else {
 556             aesni_cbc_encrypt(in + aes_off, out + aes_off, len - aes_off,
 557                               &key->ks, EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), 1);
 558         }
 559     } else {
 560         union {
 561             unsigned int u[SHA256_DIGEST_LENGTH / sizeof(unsigned int)];
 562             unsigned char c[64 + SHA256_DIGEST_LENGTH];
 563         } mac, *pmac;
 564
 565         /* arrange cache line alignment */
 566         pmac = (void *)(((size_t)mac.c + 63) & ((size_t)0 - 64));
 567
 568         /* decrypt HMAC|padding at once */
 569         aesni_cbc_encrypt(in, out, len, &key->ks,
 570                           EVP_CIPHER_CTX_iv_noconst(ctx), 0);
 571
 572         if (plen != NO_PAYLOAD_LENGTH) { /* "TLS" mode of operation */
 573             size_t inp_len, mask, j, i;
 574             unsigned int res, maxpad, pad, bitlen;
 575             int ret = 1;
 576             union {
 577                 unsigned int u[SHA_LBLOCK];
 578                 unsigned char c[SHA256_CBLOCK];
 579             } *data = (void *)key->md.data;
 580
 581             if ((key->aux.tls_aad[plen - 4] << 8 | key->aux.tls_aad[plen - 3])
 582                 >= TLS1_1_VERSION)
 583                 iv = AES_BLOCK_SIZE;
 584
 585             if (len < (iv + SHA256_DIGEST_LENGTH + 1))
 586                 return 0;
 587
 588             /* omit explicit iv */
 589             out += iv;
 590             len -= iv;
 591
 592             /* figure out payload length */
 593             pad = out[len - 1];
 594             maxpad = len - (SHA256_DIGEST_LENGTH + 1);
 595             maxpad |= (255 - maxpad) >> (sizeof(maxpad) * 8 - 8);
 596             maxpad &= 255;
 597
 598             inp_len = len - (SHA256_DIGEST_LENGTH + pad + 1);
 599             mask = (0 - ((inp_len - len) >> (sizeof(inp_len) * 8 - 1)));
 600             inp_len &= mask;
 601             ret &= (int)mask;
 602
 603             key->aux.tls_aad[plen - 2] = inp_len >> 8;
 604             key->aux.tls_aad[plen - 1] = inp_len;
 605
 606             /* calculate HMAC */
 607             key->md = key->head;
 608             SHA256_Update(&key->md, key->aux.tls_aad, plen);
 609
 610 #  if 1
 611             len -= SHA256_DIGEST_LENGTH; /* amend mac */
 612             if (len >= (256 + SHA256_CBLOCK)) {
 613                 j = (len - (256 + SHA256_CBLOCK)) & (0 - SHA256_CBLOCK);
 614                 j += SHA256_CBLOCK - key->md.num;
 615                 SHA256_Update(&key->md, out, j);
 616                 out += j;
 617                 len -= j;
 618                 inp_len -= j;
 619             }
 620
 621             /* but pretend as if we hashed padded payload */
 622             bitlen = key->md.Nl + (inp_len << 3); /* at most 18 bits */
 623 #   ifdef BSWAP4
 624             bitlen = BSWAP4(bitlen);
 625 #   else
 626             mac.c[0] = 0;
 627             mac.c[1] = (unsigned char)(bitlen >> 16);
 628             mac.c[2] = (unsigned char)(bitlen >> 8);
 629             mac.c[3] = (unsigned char)bitlen;
 630             bitlen = mac.u[0];
 631 #   endif
 632
 633             pmac->u[0] = 0;
 634             pmac->u[1] = 0;
 635             pmac->u[2] = 0;
 636             pmac->u[3] = 0;
 637             pmac->u[4] = 0;
 638             pmac->u[5] = 0;
 639             pmac->u[6] = 0;
 640             pmac->u[7] = 0;
 641
 642             for (res = key->md.num, j = 0; j < len; j++) {
 643                 size_t c = out[j];
 644                 mask = (j - inp_len) >> (sizeof(j) * 8 - 8);
 645                 c &= mask;
 646                 c |= 0x80 & ~mask & ~((inp_len - j) >> (sizeof(j) * 8 - 8));
 647                 data->c[res++] = (unsigned char)c;
 648
 649                 if (res != SHA256_CBLOCK)
 650                     continue;
 651
 652                 /* j is not incremented yet */
 653                 mask = 0 - ((inp_len + 7 - j) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 654                 data->u[SHA_LBLOCK - 1] |= bitlen & mask;
 655                 sha256_block_data_order(&key->md, data, 1);
 656                 mask &= 0 - ((j - inp_len - 72) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 657                 pmac->u[0] |= key->md.h[0] & mask;
 658                 pmac->u[1] |= key->md.h[1] & mask;
 659                 pmac->u[2] |= key->md.h[2] & mask;
 660                 pmac->u[3] |= key->md.h[3] & mask;
 661                 pmac->u[4] |= key->md.h[4] & mask;
 662                 pmac->u[5] |= key->md.h[5] & mask;
 663                 pmac->u[6] |= key->md.h[6] & mask;
 664                 pmac->u[7] |= key->md.h[7] & mask;
 665                 res = 0;
 666             }
 667
 668             for (i = res; i < SHA256_CBLOCK; i++, j++)
 669                 data->c[i] = 0;
 670
 671             if (res > SHA256_CBLOCK - 8) {
 672                 mask = 0 - ((inp_len + 8 - j) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 673                 data->u[SHA_LBLOCK - 1] |= bitlen & mask;
 674                 sha256_block_data_order(&key->md, data, 1);
 675                 mask &= 0 - ((j - inp_len - 73) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 676                 pmac->u[0] |= key->md.h[0] & mask;
 677                 pmac->u[1] |= key->md.h[1] & mask;
 678                 pmac->u[2] |= key->md.h[2] & mask;
 679                 pmac->u[3] |= key->md.h[3] & mask;
 680                 pmac->u[4] |= key->md.h[4] & mask;
 681                 pmac->u[5] |= key->md.h[5] & mask;
 682                 pmac->u[6] |= key->md.h[6] & mask;
 683                 pmac->u[7] |= key->md.h[7] & mask;
 684
 685                 memset(data, 0, SHA256_CBLOCK);
 686                 j += 64;
 687             }
 688             data->u[SHA_LBLOCK - 1] = bitlen;
 689             sha256_block_data_order(&key->md, data, 1);
 690             mask = 0 - ((j - inp_len - 73) >> (sizeof(j) * 8 - 1));
 691             pmac->u[0] |= key->md.h[0] & mask;
 692             pmac->u[1] |= key->md.h[1] & mask;
 693             pmac->u[2] |= key->md.h[2] & mask;
 694             pmac->u[3] |= key->md.h[3] & mask;
 695             pmac->u[4] |= key->md.h[4] & mask;
 696             pmac->u[5] |= key->md.h[5] & mask;
 697             pmac->u[6] |= key->md.h[6] & mask;
 698             pmac->u[7] |= key->md.h[7] & mask;
 699
 700 #   ifdef BSWAP4
 701             pmac->u[0] = BSWAP4(pmac->u[0]);
 702             pmac->u[1] = BSWAP4(pmac->u[1]);
 703             pmac->u[2] = BSWAP4(pmac->u[2]);
 704             pmac->u[3] = BSWAP4(pmac->u[3]);
 705             pmac->u[4] = BSWAP4(pmac->u[4]);
 706             pmac->u[5] = BSWAP4(pmac->u[5]);
 707             pmac->u[6] = BSWAP4(pmac->u[6]);
 708             pmac->u[7] = BSWAP4(pmac->u[7]);
 709 #   else
 710             for (i = 0; i < 8; i++) {
 711                 res = pmac->u[i];
 712                 pmac->c[4 * i + 0] = (unsigned char)(res >> 24);
 713                 pmac->c[4 * i + 1] = (unsigned char)(res >> 16);
 714                 pmac->c[4 * i + 2] = (unsigned char)(res >> 8);
 715                 pmac->c[4 * i + 3] = (unsigned char)res;
 716             }
 717 #   endif
 718             len += SHA256_DIGEST_LENGTH;
 719 #  else
 720             SHA256_Update(&key->md, out, inp_len);
 721             res = key->md.num;
 722             SHA256_Final(pmac->c, &key->md);
 723
 724             {
 725                 unsigned int inp_blocks, pad_blocks;
 726
 727                 /* but pretend as if we hashed padded payload */
 728                 inp_blocks =
 729                     1 + ((SHA256_CBLOCK - 9 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
 730                 res += (unsigned int)(len - inp_len);
 731                 pad_blocks = res / SHA256_CBLOCK;
 732                 res %= SHA256_CBLOCK;
 733                 pad_blocks +=
 734                     1 + ((SHA256_CBLOCK - 9 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
 735                 for (; inp_blocks < pad_blocks; inp_blocks++)
 736                     sha1_block_data_order(&key->md, data, 1);
 737             }
 738 #  endif
 739             key->md = key->tail;
 740             SHA256_Update(&key->md, pmac->c, SHA256_DIGEST_LENGTH);
 741             SHA256_Final(pmac->c, &key->md);
 742
 743             /* verify HMAC */
 744             out += inp_len;
 745             len -= inp_len;
 746 #  if 1
 747             {
 748                 unsigned char *p =
 749                     out + len - 1 - maxpad - SHA256_DIGEST_LENGTH;
 750                 size_t off = out - p;
 751                 unsigned int c, cmask;
 752
 753                 maxpad += SHA256_DIGEST_LENGTH;
 754                 for (res = 0, i = 0, j = 0; j < maxpad; j++) {
 755                     c = p[j];
 756                     cmask =
 757                         ((int)(j - off - SHA256_DIGEST_LENGTH)) >>
 758                         (sizeof(int) * 8 - 1);
 759                     res |= (c ^ pad) & ~cmask; /* ... and padding */
 760                     cmask &= ((int)(off - 1 - j)) >> (sizeof(int) * 8 - 1);
 761                     res |= (c ^ pmac->c[i]) & cmask;
 762                     i += 1 & cmask;
 763                 }
 764                 maxpad -= SHA256_DIGEST_LENGTH;
 765
 766                 res = 0 - ((0 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
 767                 ret &= (int)~res;
 768             }
 769 #  else
 770             for (res = 0, i = 0; i < SHA256_DIGEST_LENGTH; i++)
 771                 res |= out[i] ^ pmac->c[i];
 772             res = 0 - ((0 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1));
 773             ret &= (int)~res;
 774
 775             /* verify padding */
 776             pad = (pad & ~res) | (maxpad & res);
 777             out = out + len - 1 - pad;
 778             for (res = 0, i = 0; i < pad; i++)
 779                 res |= out[i] ^ pad;
 780
 781             res = (0 - res) >> (sizeof(res) * 8 - 1);
 782             ret &= (int)~res;
 783 #  endif
 784             return ret;
 785         } else {
 786             SHA256_Update(&key->md, out, len);
 787         }
 788     }
 789
 790     return 1;
 791 }
 792
 793 static int aesni_cbc_hmac_sha256_ctrl(EVP_CIPHER_CTX *ctx, int type, int arg,
 794                                       void *ptr)
 795 {
 796     EVP_AES_HMAC_SHA256 *key = data(ctx);
 797     unsigned int u_arg = (unsigned int)arg;
 798
 799     switch (type) {
 800     case EVP_CTRL_AEAD_SET_MAC_KEY:
 801         {
 802             unsigned int i;
 803             unsigned char hmac_key[64];
 804
 805             memset(hmac_key, 0, sizeof(hmac_key));
 806
 807             if (arg < 0)
 808                 return -1;
 809
 810             if (u_arg > sizeof(hmac_key)) {
 811                 SHA256_Init(&key->head);
 812                 SHA256_Update(&key->head, ptr, arg);
 813                 SHA256_Final(hmac_key, &key->head);
 814             } else {
 815                 memcpy(hmac_key, ptr, arg);
 816             }
 817
 818             for (i = 0; i < sizeof(hmac_key); i++)
 819                 hmac_key[i] ^= 0x36; /* ipad */
 820             SHA256_Init(&key->head);
 821             SHA256_Update(&key->head, hmac_key, sizeof(hmac_key));
 822
 823             for (i = 0; i < sizeof(hmac_key); i++)
 824                 hmac_key[i] ^= 0x36 ^ 0x5c; /* opad */
 825             SHA256_Init(&key->tail);
 826             SHA256_Update(&key->tail, hmac_key, sizeof(hmac_key));
 827
 828             OPENSSL_cleanse(hmac_key, sizeof(hmac_key));
 829
 830             return 1;
 831         }
 832     case EVP_CTRL_AEAD_TLS1_AAD:
 833         {
 834             unsigned char *p = ptr;
 835             unsigned int len = p[arg - 2] << 8 | p[arg - 1];
 836
 837             if (arg != EVP_AEAD_TLS1_AAD_LEN)
 838                 return -1;
 839
 840             if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
 841                 key->payload_length = len;
 842                 if ((key->aux.tls_ver =
 843                      p[arg - 4] << 8 | p[arg - 3]) >= TLS1_1_VERSION) {
 844                     len -= AES_BLOCK_SIZE;
 845                     p[arg - 2] = len >> 8;
 846                     p[arg - 1] = len;
 847                 }
 848                 key->md = key->head;
 849                 SHA256_Update(&key->md, p, arg);
 850
 851                 return (int)(((len + SHA256_DIGEST_LENGTH +
 852                                AES_BLOCK_SIZE) & -AES_BLOCK_SIZE)
 853                              - len);
 854             } else {
 855                 memcpy(key->aux.tls_aad, ptr, arg);
 856                 key->payload_length = arg;
 857
 858                 return SHA256_DIGEST_LENGTH;
 859             }
 860         }
 861 #  if !defined(OPENSSL_NO_MULTIBLOCK) && EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK
 862     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_MAX_BUFSIZE:
 863         return (int)(5 + 16 + ((arg + 32 + 16) & -16));
 864     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_AAD:
 865         {
 866             EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *param =
 867                 (EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *) ptr;
 868             unsigned int n4x = 1, x4;
 869             unsigned int frag, last, packlen, inp_len;
 870
 871             if (arg < 0)
 872                 return -1;
 873
 874             if (u_arg < sizeof(EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM))
 875                 return -1;
 876
 877             inp_len = param->inp[11] << 8 | param->inp[12];
 878
 879             if (EVP_CIPHER_CTX_encrypting(ctx)) {
 880                 if ((param->inp[9] << 8 | param->inp[10]) < TLS1_1_VERSION)
 881                     return -1;
 882
 883                 if (inp_len) {
 884                     if (inp_len < 4096)
 885                         return 0; /* too short */
 886
 887                     if (inp_len >= 8192 && OPENSSL_ia32cap_P[2] & (1 << 5))
 888                         n4x = 2; /* AVX2 */
 889                 } else if ((n4x = param->interleave / 4) && n4x <= 2)
 890                     inp_len = param->len;
 891                 else
 892                     return -1;
 893
 894                 key->md = key->head;
 895                 SHA256_Update(&key->md, param->inp, 13);
 896
 897                 x4 = 4 * n4x;
 898                 n4x += 1;
 899
 900                 frag = inp_len >> n4x;
 901                 last = inp_len + frag - (frag << n4x);
 902                 if (last > frag && ((last + 13 + 9) % 64 < (x4 - 1))) {
 903                     frag++;
 904                     last -= x4 - 1;
 905                 }
 906
 907                 packlen = 5 + 16 + ((frag + 32 + 16) & -16);
 908                 packlen = (packlen << n4x) - packlen;
 909                 packlen += 5 + 16 + ((last + 32 + 16) & -16);
 910
 911                 param->interleave = x4;
 912
 913                 return (int)packlen;
 914             } else
 915                 return -1;      /* not yet */
 916         }
 917     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_ENCRYPT:
 918         {
 919             EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *param =
 920                 (EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_PARAM *) ptr;
 921
 922             return (int)tls1_1_multi_block_encrypt(key, param->out,
 923                                                    param->inp, param->len,
 924                                                    param->interleave / 4);
 925         }
 926     case EVP_CTRL_TLS1_1_MULTIBLOCK_DECRYPT:
 927 #  endif
 928     default:
 929         return -1;
 930     }
 931 }
 932
 933 static EVP_CIPHER aesni_128_cbc_hmac_sha256_cipher = {
 934 #  ifdef NID_aes_128_cbc_hmac_sha256
 935     NID_aes_128_cbc_hmac_sha256,
 936 #  else
 937     NID_undef,
 938 #  endif
 939     AES_BLOCK_SIZE, 16, AES_BLOCK_SIZE,
 940     EVP_CIPH_CBC_MODE | EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 |
 941         EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER | EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK,
 942     aesni_cbc_hmac_sha256_init_key,
 943     aesni_cbc_hmac_sha256_cipher,
 944     NULL,
 945     sizeof(EVP_AES_HMAC_SHA256),
 946     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_set_asn1_iv,
 947     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_get_asn1_iv,
 948     aesni_cbc_hmac_sha256_ctrl,
 949     NULL
 950 };
 951
 952 static EVP_CIPHER aesni_256_cbc_hmac_sha256_cipher = {
 953 #  ifdef NID_aes_256_cbc_hmac_sha256
 954     NID_aes_256_cbc_hmac_sha256,
 955 #  else
 956     NID_undef,
 957 #  endif
 958     AES_BLOCK_SIZE, 32, AES_BLOCK_SIZE,
 959     EVP_CIPH_CBC_MODE | EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 |
 960         EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER | EVP_CIPH_FLAG_TLS1_1_MULTIBLOCK,
 961     aesni_cbc_hmac_sha256_init_key,
 962     aesni_cbc_hmac_sha256_cipher,
 963     NULL,
 964     sizeof(EVP_AES_HMAC_SHA256),
 965     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_set_asn1_iv,
 966     EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 ? NULL : EVP_CIPHER_get_asn1_iv,
 967     aesni_cbc_hmac_sha256_ctrl,
 968     NULL
 969 };
 970
 971 const EVP_CIPHER *EVP_aes_128_cbc_hmac_sha256(void)
 972 {
 973     return ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & AESNI_CAPABLE) &&
 974             aesni_cbc_sha256_enc(NULL, NULL, 0, NULL, NULL, NULL, NULL) ?
 975             &aesni_128_cbc_hmac_sha256_cipher : NULL);
 976 }
 977
 978 const EVP_CIPHER *EVP_aes_256_cbc_hmac_sha256(void)
 979 {
 980     return ((OPENSSL_ia32cap_P[1] & AESNI_CAPABLE) &&
 981             aesni_cbc_sha256_enc(NULL, NULL, 0, NULL, NULL, NULL, NULL) ?
 982             &aesni_256_cbc_hmac_sha256_cipher : NULL);
 983 }
 984 # else
 985 const EVP_CIPHER *EVP_aes_128_cbc_hmac_sha256(void)
 986 {
 987     return NULL;
 988 }
 989
 990 const EVP_CIPHER *EVP_aes_256_cbc_hmac_sha256(void)
 991 {
 992     return NULL;
 993 }
 994 # endif
 995 #endif