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