crypto/pem/pvkfmt.c

   1 /*
   2  * Copyright 2005-2021 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License 2.0 (the "License").  You may not use
   5  * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
   6  * in the file LICENSE in the source distribution or at
   7  * https://www.openssl.org/source/license.html
   8  */
   9
  10 /*
  11  * Support for PVK format keys and related structures (such a PUBLICKEYBLOB
  12  * and PRIVATEKEYBLOB).
  13  */
  14
  15 /*
  16  * RSA and DSA low level APIs are deprecated for public use, but still ok for
  17  * internal use.
  18  */
  19 #include "internal/deprecated.h"
  20
  21 #include <openssl/pem.h>
  22 #include <openssl/rand.h>
  23 #include <openssl/bn.h>
  24 #include <openssl/dsa.h>
  25 #include <openssl/rsa.h>
  26 #include "internal/cryptlib.h"
  27 #include "crypto/pem.h"
  28 #include "crypto/evp.h"
  29
  30 /*
  31  * Utility function: read a DWORD (4 byte unsigned integer) in little endian
  32  * format
  33  */
  34
  35 static unsigned int read_ledword(const unsigned char **in)
  36 {
  37     const unsigned char *p = *in;
  38     unsigned int ret;
  39
  40     ret = (unsigned int)*p++;
  41     ret |= (unsigned int)*p++ << 8;
  42     ret |= (unsigned int)*p++ << 16;
  43     ret |= (unsigned int)*p++ << 24;
  44     *in = p;
  45     return ret;
  46 }
  47
  48 /*
  49  * Read a BIGNUM in little endian format. The docs say that this should take
  50  * up bitlen/8 bytes.
  51  */
  52
  53 static int read_lebn(const unsigned char **in, unsigned int nbyte, BIGNUM **r)
  54 {
  55     *r = BN_lebin2bn(*in, nbyte, NULL);
  56     if (*r == NULL)
  57         return 0;
  58     *in += nbyte;
  59     return 1;
  60 }
  61
  62 /*
  63  * Create an EVP_PKEY from a type specific key.
  64  * This takes ownership of |key|, as long as the |evp_type| is acceptable
  65  * (EVP_PKEY_RSA or EVP_PKEY_DSA), even if the resulting EVP_PKEY wasn't
  66  * created.
  67  */
  68 #define isdss_to_evp_type(isdss)                                \
  69     (isdss == 0 ? EVP_PKEY_RSA : isdss == 1 ? EVP_PKEY_DSA : EVP_PKEY_NONE)
  70 static EVP_PKEY *evp_pkey_new0_key(void *key, int evp_type)
  71 {
  72     EVP_PKEY *pkey = NULL;
  73
  74     /*
  75      * It's assumed that if |key| is NULL, something went wrong elsewhere
  76      * and suitable errors are already reported.
  77      */
  78     if (key == NULL)
  79         return NULL;
  80
  81     if (!ossl_assert(evp_type == EVP_PKEY_RSA || evp_type == EVP_PKEY_DSA)) {
  82         ERR_raise(ERR_LIB_PEM, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
  83         return NULL;
  84     }
  85
  86     if ((pkey = EVP_PKEY_new()) != NULL) {
  87         switch (evp_type) {
  88         case EVP_PKEY_RSA:
  89             if (EVP_PKEY_set1_RSA(pkey, key))
  90                 break;
  91             EVP_PKEY_free(pkey);
  92             pkey = NULL;
  93             break;
  94 #ifndef OPENSSL_NO_DSA
  95         case EVP_PKEY_DSA:
  96             if (EVP_PKEY_set1_DSA(pkey, key))
  97                 break;
  98             EVP_PKEY_free(pkey);
  99             pkey = NULL;
 100             break;
 101 #endif
 102         }
 103     }
 104
 105     switch (evp_type) {
 106     case EVP_PKEY_RSA:
 107         RSA_free(key);
 108         break;
 109 #ifndef OPENSSL_NO_DSA
 110     case EVP_PKEY_DSA:
 111         DSA_free(key);
 112         break;
 113 #endif
 114     }
 115
 116     if (pkey == NULL)
 117         ERR_raise(ERR_LIB_PEM, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 118     return pkey;
 119 }
 120
 121 /* Convert private key blob to EVP_PKEY: RSA and DSA keys supported */
 122
 123 # define MS_PUBLICKEYBLOB        0x6
 124 # define MS_PRIVATEKEYBLOB       0x7
 125 # define MS_RSA1MAGIC            0x31415352L
 126 # define MS_RSA2MAGIC            0x32415352L
 127 # define MS_DSS1MAGIC            0x31535344L
 128 # define MS_DSS2MAGIC            0x32535344L
 129
 130 # define MS_KEYALG_RSA_KEYX      0xa400
 131 # define MS_KEYALG_DSS_SIGN      0x2200
 132
 133 # define MS_KEYTYPE_KEYX         0x1
 134 # define MS_KEYTYPE_SIGN         0x2
 135
 136 /* The PVK file magic number: seems to spell out "bobsfile", who is Bob? */
 137 # define MS_PVKMAGIC             0xb0b5f11eL
 138 /* Salt length for PVK files */
 139 # define PVK_SALTLEN             0x10
 140 /* Maximum length in PVK header */
 141 # define PVK_MAX_KEYLEN          102400
 142 /* Maximum salt length */
 143 # define PVK_MAX_SALTLEN         10240
 144
 145 /*
 146  * Read the MSBLOB header and get relevant data from it.
 147  *
 148  * |pisdss| and |pispub| have a double role, as they can be used for
 149  * discovery as well as to check the the blob meets expectations.
 150  * |*pisdss| is the indicator for whether the key is a DSA key or not.
 151  * |*pispub| is the indicator for whether the key is public or not.
 152  * In both cases, the following input values apply:
 153  *
 154  * 0    Expected to not be what the variable indicates.
 155  * 1    Expected to be what the variable indicates.
 156  * -1   No expectations, this function will assign 0 or 1 depending on
 157  *      header data.
 158  */
 159 int ossl_do_blob_header(const unsigned char **in, unsigned int length,
 160                         unsigned int *pmagic, unsigned int *pbitlen,
 161                         int *pisdss, int *pispub)
 162 {
 163     const unsigned char *p = *in;
 164
 165     if (length < 16)
 166         return 0;
 167     /* bType */
 168     switch (*p) {
 169     case MS_PUBLICKEYBLOB:
 170         if (*pispub == 0) {
 171             ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_EXPECTING_PRIVATE_KEY_BLOB);
 172             return 0;
 173         }
 174         *pispub = 1;
 175         break;
 176
 177     case MS_PRIVATEKEYBLOB:
 178         if (*pispub == 1) {
 179             ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_EXPECTING_PUBLIC_KEY_BLOB);
 180             return 0;
 181         }
 182         *pispub = 0;
 183         break;
 184
 185     default:
 186         return 0;
 187     }
 188     p++;
 189     /* Version */
 190     if (*p++ != 0x2) {
 191         ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_BAD_VERSION_NUMBER);
 192         return 0;
 193     }
 194     /* Ignore reserved, aiKeyAlg */
 195     p += 6;
 196     *pmagic = read_ledword(&p);
 197     *pbitlen = read_ledword(&p);
 198
 199     /* Consistency check for private vs public */
 200     switch (*pmagic) {
 201     case MS_DSS1MAGIC:
 202     case MS_RSA1MAGIC:
 203         if (*pispub == 0) {
 204             ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_EXPECTING_PRIVATE_KEY_BLOB);
 205             return 0;
 206         }
 207         break;
 208
 209     case MS_DSS2MAGIC:
 210     case MS_RSA2MAGIC:
 211         if (*pispub == 1) {
 212             ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_EXPECTING_PUBLIC_KEY_BLOB);
 213             return 0;
 214         }
 215         break;
 216
 217     default:
 218         ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_BAD_MAGIC_NUMBER);
 219         return -1;
 220     }
 221
 222     /* Check that we got the expected type */
 223     switch (*pmagic) {
 224     case MS_DSS1MAGIC:
 225     case MS_DSS2MAGIC:
 226         if (*pisdss == 0) {
 227             ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_EXPECTING_DSS_KEY_BLOB);
 228             return 0;
 229         }
 230         *pisdss = 1;
 231         break;
 232     case MS_RSA1MAGIC:
 233     case MS_RSA2MAGIC:
 234         if (*pisdss == 1) {
 235             ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_EXPECTING_RSA_KEY_BLOB);
 236             return 0;
 237         }
 238         *pisdss = 0;
 239         break;
 240
 241     default:
 242         ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_BAD_MAGIC_NUMBER);
 243         return -1;
 244     }
 245     *in = p;
 246     return 1;
 247 }
 248
 249 unsigned int ossl_blob_length(unsigned bitlen, int isdss, int ispub)
 250 {
 251     unsigned int nbyte = (bitlen + 7) >> 3;
 252     unsigned int hnbyte = (bitlen + 15) >> 4;
 253
 254     if (isdss) {
 255
 256         /*
 257          * Expected length: 20 for q + 3 components bitlen each + 24 for seed
 258          * structure.
 259          */
 260         if (ispub)
 261             return 44 + 3 * nbyte;
 262         /*
 263          * Expected length: 20 for q, priv, 2 bitlen components + 24 for seed
 264          * structure.
 265          */
 266         else
 267             return 64 + 2 * nbyte;
 268     } else {
 269         /* Expected length: 4 for 'e' + 'n' */
 270         if (ispub)
 271             return 4 + nbyte;
 272         else
 273             /*
 274              * Expected length: 4 for 'e' and 7 other components. 2
 275              * components are bitlen size, 5 are bitlen/2
 276              */
 277             return 4 + 2 * nbyte + 5 * hnbyte;
 278     }
 279
 280 }
 281
 282 static void *do_b2i_key(const unsigned char **in, unsigned int length,
 283                         int *isdss, int *ispub)
 284 {
 285     const unsigned char *p = *in;
 286     unsigned int bitlen, magic;
 287     void *key = NULL;
 288
 289     if (ossl_do_blob_header(&p, length, &magic, &bitlen, isdss, ispub) <= 0) {
 290         ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_KEYBLOB_HEADER_PARSE_ERROR);
 291         return NULL;
 292     }
 293     length -= 16;
 294     if (length < ossl_blob_length(bitlen, *isdss, *ispub)) {
 295         ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_KEYBLOB_TOO_SHORT);
 296         return NULL;
 297     }
 298     if (!*isdss)
 299         key = ossl_b2i_RSA_after_header(&p, bitlen, *ispub);
 300 #ifndef OPENSSL_NO_DSA
 301     else
 302         key = ossl_b2i_DSA_after_header(&p, bitlen, *ispub);
 303 #endif
 304
 305     if (key == NULL) {
 306         ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_UNSUPPORTED_PUBLIC_KEY_TYPE);
 307         return NULL;
 308     }
 309
 310     return key;
 311 }
 312
 313 EVP_PKEY *ossl_b2i(const unsigned char **in, unsigned int length, int *ispub)
 314 {
 315     int isdss = -1;
 316     void *key = do_b2i_key(in, length, &isdss, ispub);
 317
 318     return evp_pkey_new0_key(key, isdss_to_evp_type(isdss));
 319 }
 320
 321 EVP_PKEY *ossl_b2i_bio(BIO *in, int *ispub)
 322 {
 323     const unsigned char *p;
 324     unsigned char hdr_buf[16], *buf = NULL;
 325     unsigned int bitlen, magic, length;
 326     int isdss = -1;
 327     void *key = NULL;
 328     EVP_PKEY *pkey = NULL;
 329
 330     if (BIO_read(in, hdr_buf, 16) != 16) {
 331         ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_KEYBLOB_TOO_SHORT);
 332         return NULL;
 333     }
 334     p = hdr_buf;
 335     if (ossl_do_blob_header(&p, 16, &magic, &bitlen, &isdss, ispub) <= 0)
 336         return NULL;
 337
 338     length = ossl_blob_length(bitlen, isdss, *ispub);
 339     if (length > BLOB_MAX_LENGTH) {
 340         ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_HEADER_TOO_LONG);
 341         return NULL;
 342     }
 343     buf = OPENSSL_malloc(length);
 344     if (buf == NULL) {
 345         ERR_raise(ERR_LIB_PEM, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 346         goto err;
 347     }
 348     p = buf;
 349     if (BIO_read(in, buf, length) != (int)length) {
 350         ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_KEYBLOB_TOO_SHORT);
 351         goto err;
 352     }
 353
 354     if (!isdss)
 355         key = ossl_b2i_RSA_after_header(&p, bitlen, *ispub);
 356 #ifndef OPENSSL_NO_DSA
 357     else
 358         key = ossl_b2i_DSA_after_header(&p, bitlen, *ispub);
 359 #endif
 360
 361     if (key == NULL) {
 362         ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_UNSUPPORTED_PUBLIC_KEY_TYPE);
 363         goto err;
 364     }
 365
 366     pkey = evp_pkey_new0_key(key, isdss_to_evp_type(isdss));
 367  err:
 368     OPENSSL_free(buf);
 369     return pkey;
 370 }
 371
 372 #ifndef OPENSSL_NO_DSA
 373 DSA *ossl_b2i_DSA_after_header(const unsigned char **in, unsigned int bitlen,
 374                                int ispub)
 375 {
 376     const unsigned char *p = *in;
 377     DSA *dsa = NULL;
 378     BN_CTX *ctx = NULL;
 379     BIGNUM *pbn = NULL, *qbn = NULL, *gbn = NULL, *priv_key = NULL;
 380     BIGNUM *pub_key = NULL;
 381     unsigned int nbyte = (bitlen + 7) >> 3;
 382
 383     dsa = DSA_new();
 384     if (dsa == NULL)
 385         goto memerr;
 386     if (!read_lebn(&p, nbyte, &pbn))
 387         goto memerr;
 388
 389     if (!read_lebn(&p, 20, &qbn))
 390         goto memerr;
 391
 392     if (!read_lebn(&p, nbyte, &gbn))
 393         goto memerr;
 394
 395     if (ispub) {
 396         if (!read_lebn(&p, nbyte, &pub_key))
 397             goto memerr;
 398     } else {
 399         if (!read_lebn(&p, 20, &priv_key))
 400             goto memerr;
 401
 402         /* Set constant time flag before public key calculation */
 403         BN_set_flags(priv_key, BN_FLG_CONSTTIME);
 404
 405         /* Calculate public key */
 406         pub_key = BN_new();
 407         if (pub_key == NULL)
 408             goto memerr;
 409         if ((ctx = BN_CTX_new()) == NULL)
 410             goto memerr;
 411
 412         if (!BN_mod_exp(pub_key, gbn, priv_key, pbn, ctx))
 413             goto memerr;
 414
 415         BN_CTX_free(ctx);
 416         ctx = NULL;
 417     }
 418     if (!DSA_set0_pqg(dsa, pbn, qbn, gbn))
 419         goto memerr;
 420     pbn = qbn = gbn = NULL;
 421     if (!DSA_set0_key(dsa, pub_key, priv_key))
 422         goto memerr;
 423     pub_key = priv_key = NULL;
 424
 425     *in = p;
 426     return dsa;
 427
 428  memerr:
 429     ERR_raise(ERR_LIB_PEM, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 430     DSA_free(dsa);
 431     BN_free(pbn);
 432     BN_free(qbn);
 433     BN_free(gbn);
 434     BN_free(pub_key);
 435     BN_free(priv_key);
 436     BN_CTX_free(ctx);
 437     return NULL;
 438 }
 439 #endif
 440
 441 RSA *ossl_b2i_RSA_after_header(const unsigned char **in, unsigned int bitlen,
 442                                int ispub)
 443 {
 444     const unsigned char *pin = *in;
 445     BIGNUM *e = NULL, *n = NULL, *d = NULL;
 446     BIGNUM *p = NULL, *q = NULL, *dmp1 = NULL, *dmq1 = NULL, *iqmp = NULL;
 447     RSA *rsa = NULL;
 448     unsigned int nbyte = (bitlen + 7) >> 3;
 449     unsigned int hnbyte = (bitlen + 15) >> 4;
 450
 451     rsa = RSA_new();
 452     if (rsa == NULL)
 453         goto memerr;
 454     e = BN_new();
 455     if (e == NULL)
 456         goto memerr;
 457     if (!BN_set_word(e, read_ledword(&pin)))
 458         goto memerr;
 459     if (!read_lebn(&pin, nbyte, &n))
 460         goto memerr;
 461     if (!ispub) {
 462         if (!read_lebn(&pin, hnbyte, &p))
 463             goto memerr;
 464         if (!read_lebn(&pin, hnbyte, &q))
 465             goto memerr;
 466         if (!read_lebn(&pin, hnbyte, &dmp1))
 467             goto memerr;
 468         if (!read_lebn(&pin, hnbyte, &dmq1))
 469             goto memerr;
 470         if (!read_lebn(&pin, hnbyte, &iqmp))
 471             goto memerr;
 472         if (!read_lebn(&pin, nbyte, &d))
 473             goto memerr;
 474         if (!RSA_set0_factors(rsa, p, q))
 475             goto memerr;
 476         p = q = NULL;
 477         if (!RSA_set0_crt_params(rsa, dmp1, dmq1, iqmp))
 478             goto memerr;
 479         dmp1 = dmq1 = iqmp = NULL;
 480     }
 481     if (!RSA_set0_key(rsa, n, e, d))
 482         goto memerr;
 483     n = e = d = NULL;
 484
 485     *in = pin;
 486     return rsa;
 487  memerr:
 488     ERR_raise(ERR_LIB_PEM, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 489     BN_free(e);
 490     BN_free(n);
 491     BN_free(p);
 492     BN_free(q);
 493     BN_free(dmp1);
 494     BN_free(dmq1);
 495     BN_free(iqmp);
 496     BN_free(d);
 497     RSA_free(rsa);
 498     return NULL;
 499 }
 500
 501 EVP_PKEY *b2i_PrivateKey(const unsigned char **in, long length)
 502 {
 503     int ispub = 0;
 504
 505     return ossl_b2i(in, length, &ispub);
 506 }
 507
 508 EVP_PKEY *b2i_PublicKey(const unsigned char **in, long length)
 509 {
 510     int ispub = 1;
 511
 512     return ossl_b2i(in, length, &ispub);
 513 }
 514
 515 EVP_PKEY *b2i_PrivateKey_bio(BIO *in)
 516 {
 517     int ispub = 0;
 518
 519     return ossl_b2i_bio(in, &ispub);
 520 }
 521
 522 EVP_PKEY *b2i_PublicKey_bio(BIO *in)
 523 {
 524     int ispub = 1;
 525
 526     return ossl_b2i_bio(in, &ispub);
 527 }
 528
 529 static void write_ledword(unsigned char **out, unsigned int dw)
 530 {
 531     unsigned char *p = *out;
 532
 533     *p++ = dw & 0xff;
 534     *p++ = (dw >> 8) & 0xff;
 535     *p++ = (dw >> 16) & 0xff;
 536     *p++ = (dw >> 24) & 0xff;
 537     *out = p;
 538 }
 539
 540 static void write_lebn(unsigned char **out, const BIGNUM *bn, int len)
 541 {
 542     BN_bn2lebinpad(bn, *out, len);
 543     *out += len;
 544 }
 545
 546 static int check_bitlen_rsa(const RSA *rsa, int ispub, unsigned int *magic);
 547 static void write_rsa(unsigned char **out, const RSA *rsa, int ispub);
 548
 549 #ifndef OPENSSL_NO_DSA
 550 static int check_bitlen_dsa(const DSA *dsa, int ispub, unsigned int *magic);
 551 static void write_dsa(unsigned char **out, const DSA *dsa, int ispub);
 552 #endif
 553
 554 static int do_i2b(unsigned char **out, const EVP_PKEY *pk, int ispub)
 555 {
 556     unsigned char *p;
 557     unsigned int bitlen = 0, magic = 0, keyalg = 0;
 558     int outlen = -1, noinc = 0;
 559
 560     if (EVP_PKEY_is_a(pk, "RSA")) {
 561         bitlen = check_bitlen_rsa(EVP_PKEY_get0_RSA(pk), ispub, &magic);
 562         keyalg = MS_KEYALG_RSA_KEYX;
 563 #ifndef OPENSSL_NO_DSA
 564     } else if (EVP_PKEY_is_a(pk, "DSA")) {
 565         bitlen = check_bitlen_dsa(EVP_PKEY_get0_DSA(pk), ispub, &magic);
 566         keyalg = MS_KEYALG_DSS_SIGN;
 567 #endif
 568     }
 569     if (bitlen == 0) {
 570         goto end;
 571     }
 572     outlen = 16
 573         + ossl_blob_length(bitlen, keyalg == MS_KEYALG_DSS_SIGN ? 1 : 0, ispub);
 574     if (out == NULL)
 575         goto end;
 576     if (*out)
 577         p = *out;
 578     else {
 579         if ((p = OPENSSL_malloc(outlen)) == NULL) {
 580             ERR_raise(ERR_LIB_PEM, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 581             outlen = -1;
 582             goto end;
 583         }
 584         *out = p;
 585         noinc = 1;
 586     }
 587     if (ispub)
 588         *p++ = MS_PUBLICKEYBLOB;
 589     else
 590         *p++ = MS_PRIVATEKEYBLOB;
 591     *p++ = 0x2;
 592     *p++ = 0;
 593     *p++ = 0;
 594     write_ledword(&p, keyalg);
 595     write_ledword(&p, magic);
 596     write_ledword(&p, bitlen);
 597     if (keyalg == MS_KEYALG_RSA_KEYX)
 598         write_rsa(&p, EVP_PKEY_get0_RSA(pk), ispub);
 599 #ifndef OPENSSL_NO_DSA
 600     else
 601         write_dsa(&p, EVP_PKEY_get0_DSA(pk), ispub);
 602 #endif
 603     if (!noinc)
 604         *out += outlen;
 605  end:
 606     return outlen;
 607 }
 608
 609 static int do_i2b_bio(BIO *out, const EVP_PKEY *pk, int ispub)
 610 {
 611     unsigned char *tmp = NULL;
 612     int outlen, wrlen;
 613
 614     outlen = do_i2b(&tmp, pk, ispub);
 615     if (outlen < 0)
 616         return -1;
 617     wrlen = BIO_write(out, tmp, outlen);
 618     OPENSSL_free(tmp);
 619     if (wrlen == outlen)
 620         return outlen;
 621     return -1;
 622 }
 623
 624 static int check_bitlen_rsa(const RSA *rsa, int ispub, unsigned int *pmagic)
 625 {
 626     int nbyte, hnbyte, bitlen;
 627     const BIGNUM *e;
 628
 629     RSA_get0_key(rsa, NULL, &e, NULL);
 630     if (BN_num_bits(e) > 32)
 631         goto badkey;
 632     bitlen = RSA_bits(rsa);
 633     nbyte = RSA_size(rsa);
 634     hnbyte = (bitlen + 15) >> 4;
 635     if (ispub) {
 636         *pmagic = MS_RSA1MAGIC;
 637         return bitlen;
 638     } else {
 639         const BIGNUM *d, *p, *q, *iqmp, *dmp1, *dmq1;
 640
 641         *pmagic = MS_RSA2MAGIC;
 642
 643         /*
 644          * For private key each component must fit within nbyte or hnbyte.
 645          */
 646         RSA_get0_key(rsa, NULL, NULL, &d);
 647         if (BN_num_bytes(d) > nbyte)
 648             goto badkey;
 649         RSA_get0_factors(rsa, &p, &q);
 650         RSA_get0_crt_params(rsa, &dmp1, &dmq1, &iqmp);
 651         if ((BN_num_bytes(iqmp) > hnbyte)
 652             || (BN_num_bytes(p) > hnbyte)
 653             || (BN_num_bytes(q) > hnbyte)
 654             || (BN_num_bytes(dmp1) > hnbyte)
 655             || (BN_num_bytes(dmq1) > hnbyte))
 656             goto badkey;
 657     }
 658     return bitlen;
 659  badkey:
 660     ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_UNSUPPORTED_KEY_COMPONENTS);
 661     return 0;
 662 }
 663
 664 static void write_rsa(unsigned char **out, const RSA *rsa, int ispub)
 665 {
 666     int nbyte, hnbyte;
 667     const BIGNUM *n, *d, *e, *p, *q, *iqmp, *dmp1, *dmq1;
 668
 669     nbyte = RSA_size(rsa);
 670     hnbyte = (RSA_bits(rsa) + 15) >> 4;
 671     RSA_get0_key(rsa, &n, &e, &d);
 672     write_lebn(out, e, 4);
 673     write_lebn(out, n, nbyte);
 674     if (ispub)
 675         return;
 676     RSA_get0_factors(rsa, &p, &q);
 677     RSA_get0_crt_params(rsa, &dmp1, &dmq1, &iqmp);
 678     write_lebn(out, p, hnbyte);
 679     write_lebn(out, q, hnbyte);
 680     write_lebn(out, dmp1, hnbyte);
 681     write_lebn(out, dmq1, hnbyte);
 682     write_lebn(out, iqmp, hnbyte);
 683     write_lebn(out, d, nbyte);
 684 }
 685
 686 #ifndef OPENSSL_NO_DSA
 687 static int check_bitlen_dsa(const DSA *dsa, int ispub, unsigned int *pmagic)
 688 {
 689     int bitlen;
 690     const BIGNUM *p = NULL, *q = NULL, *g = NULL;
 691     const BIGNUM *pub_key = NULL, *priv_key = NULL;
 692
 693     DSA_get0_pqg(dsa, &p, &q, &g);
 694     DSA_get0_key(dsa, &pub_key, &priv_key);
 695     bitlen = BN_num_bits(p);
 696     if ((bitlen & 7) || (BN_num_bits(q) != 160)
 697         || (BN_num_bits(g) > bitlen))
 698         goto badkey;
 699     if (ispub) {
 700         if (BN_num_bits(pub_key) > bitlen)
 701             goto badkey;
 702         *pmagic = MS_DSS1MAGIC;
 703     } else {
 704         if (BN_num_bits(priv_key) > 160)
 705             goto badkey;
 706         *pmagic = MS_DSS2MAGIC;
 707     }
 708
 709     return bitlen;
 710  badkey:
 711     ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_UNSUPPORTED_KEY_COMPONENTS);
 712     return 0;
 713 }
 714
 715 static void write_dsa(unsigned char **out, const DSA *dsa, int ispub)
 716 {
 717     int nbyte;
 718     const BIGNUM *p = NULL, *q = NULL, *g = NULL;
 719     const BIGNUM *pub_key = NULL, *priv_key = NULL;
 720
 721     DSA_get0_pqg(dsa, &p, &q, &g);
 722     DSA_get0_key(dsa, &pub_key, &priv_key);
 723     nbyte = BN_num_bytes(p);
 724     write_lebn(out, p, nbyte);
 725     write_lebn(out, q, 20);
 726     write_lebn(out, g, nbyte);
 727     if (ispub)
 728         write_lebn(out, pub_key, nbyte);
 729     else
 730         write_lebn(out, priv_key, 20);
 731     /* Set "invalid" for seed structure values */
 732     memset(*out, 0xff, 24);
 733     *out += 24;
 734     return;
 735 }
 736 #endif
 737
 738 int i2b_PrivateKey_bio(BIO *out, const EVP_PKEY *pk)
 739 {
 740     return do_i2b_bio(out, pk, 0);
 741 }
 742
 743 int i2b_PublicKey_bio(BIO *out, const EVP_PKEY *pk)
 744 {
 745     return do_i2b_bio(out, pk, 1);
 746 }
 747
 748 int ossl_do_PVK_header(const unsigned char **in, unsigned int length,
 749                        int skip_magic,
 750                        unsigned int *psaltlen, unsigned int *pkeylen)
 751 {
 752     const unsigned char *p = *in;
 753     unsigned int pvk_magic, is_encrypted;
 754
 755     if (skip_magic) {
 756         if (length < 20) {
 757             ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_PVK_TOO_SHORT);
 758             return 0;
 759         }
 760     } else {
 761         if (length < 24) {
 762             ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_PVK_TOO_SHORT);
 763             return 0;
 764         }
 765         pvk_magic = read_ledword(&p);
 766         if (pvk_magic != MS_PVKMAGIC) {
 767             ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_BAD_MAGIC_NUMBER);
 768             return 0;
 769         }
 770     }
 771     /* Skip reserved */
 772     p += 4;
 773     /*
 774      * keytype =
 775      */ read_ledword(&p);
 776     is_encrypted = read_ledword(&p);
 777     *psaltlen = read_ledword(&p);
 778     *pkeylen = read_ledword(&p);
 779
 780     if (*pkeylen > PVK_MAX_KEYLEN || *psaltlen > PVK_MAX_SALTLEN)
 781         return 0;
 782
 783     if (is_encrypted && *psaltlen == 0) {
 784         ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_INCONSISTENT_HEADER);
 785         return 0;
 786     }
 787
 788     *in = p;
 789     return 1;
 790 }
 791
 792 #ifndef OPENSSL_NO_RC4
 793 static int derive_pvk_key(unsigned char *key,
 794                           const unsigned char *salt, unsigned int saltlen,
 795                           const unsigned char *pass, int passlen,
 796                           OSSL_LIB_CTX *libctx, const char *propq)
 797 {
 798     EVP_MD_CTX *mctx = EVP_MD_CTX_new();
 799     int rv = 0;
 800     EVP_MD *sha1 = NULL;
 801
 802     if ((sha1 = EVP_MD_fetch(libctx, SN_sha1, propq)) == NULL)
 803         goto err;
 804
 805     if (mctx == NULL
 806         || !EVP_DigestInit_ex(mctx, sha1, NULL)
 807         || !EVP_DigestUpdate(mctx, salt, saltlen)
 808         || !EVP_DigestUpdate(mctx, pass, passlen)
 809         || !EVP_DigestFinal_ex(mctx, key, NULL))
 810         goto err;
 811
 812     rv = 1;
 813 err:
 814     EVP_MD_CTX_free(mctx);
 815     EVP_MD_free(sha1);
 816     return rv;
 817 }
 818 #endif
 819
 820 static void *do_PVK_body_key(const unsigned char **in,
 821                              unsigned int saltlen, unsigned int keylen,
 822                              pem_password_cb *cb, void *u,
 823                              int *isdss, int *ispub,
 824                              OSSL_LIB_CTX *libctx, const char *propq)
 825 {
 826     const unsigned char *p = *in;
 827     unsigned char *enctmp = NULL;
 828     unsigned char keybuf[20];
 829     void *key = NULL;
 830 #ifndef OPENSSL_NO_RC4
 831     EVP_CIPHER *rc4 = NULL;
 832 #endif
 833     EVP_CIPHER_CTX *cctx = EVP_CIPHER_CTX_new();
 834
 835     if (saltlen) {
 836 #ifndef OPENSSL_NO_RC4
 837         unsigned int magic;
 838         char psbuf[PEM_BUFSIZE];
 839         int enctmplen, inlen;
 840         unsigned char *q;
 841
 842         if (cb)
 843             inlen = cb(psbuf, PEM_BUFSIZE, 0, u);
 844         else
 845             inlen = PEM_def_callback(psbuf, PEM_BUFSIZE, 0, u);
 846         if (inlen < 0) {
 847             ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_BAD_PASSWORD_READ);
 848             goto err;
 849         }
 850         enctmp = OPENSSL_malloc(keylen + 8);
 851         if (enctmp == NULL) {
 852             ERR_raise(ERR_LIB_PEM, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 853             goto err;
 854         }
 855         if (!derive_pvk_key(keybuf, p, saltlen,
 856                             (unsigned char *)psbuf, inlen, libctx, propq))
 857             goto err;
 858         p += saltlen;
 859         /* Copy BLOBHEADER across, decrypt rest */
 860         memcpy(enctmp, p, 8);
 861         p += 8;
 862         if (keylen < 8) {
 863             ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_PVK_TOO_SHORT);
 864             goto err;
 865         }
 866         inlen = keylen - 8;
 867         q = enctmp + 8;
 868         if ((rc4 = EVP_CIPHER_fetch(libctx, "RC4", propq)) == NULL)
 869             goto err;
 870         if (!EVP_DecryptInit_ex(cctx, rc4, NULL, keybuf, NULL))
 871             goto err;
 872         if (!EVP_DecryptUpdate(cctx, q, &enctmplen, p, inlen))
 873             goto err;
 874         if (!EVP_DecryptFinal_ex(cctx, q + enctmplen, &enctmplen))
 875             goto err;
 876         magic = read_ledword((const unsigned char **)&q);
 877         if (magic != MS_RSA2MAGIC && magic != MS_DSS2MAGIC) {
 878             q = enctmp + 8;
 879             memset(keybuf + 5, 0, 11);
 880             if (!EVP_DecryptInit_ex(cctx, rc4, NULL, keybuf, NULL))
 881                 goto err;
 882             if (!EVP_DecryptUpdate(cctx, q, &enctmplen, p, inlen))
 883                 goto err;
 884             if (!EVP_DecryptFinal_ex(cctx, q + enctmplen, &enctmplen))
 885                 goto err;
 886             magic = read_ledword((const unsigned char **)&q);
 887             if (magic != MS_RSA2MAGIC && magic != MS_DSS2MAGIC) {
 888                 ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_BAD_DECRYPT);
 889                 goto err;
 890             }
 891         }
 892         p = enctmp;
 893 #else
 894         ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_UNSUPPORTED_CIPHER);
 895         goto err;
 896 #endif
 897     }
 898
 899     key = do_b2i_key(&p, keylen, isdss, ispub);
 900  err:
 901     EVP_CIPHER_CTX_free(cctx);
 902 #ifndef OPENSSL_NO_RC4
 903     EVP_CIPHER_free(rc4);
 904 #endif
 905     if (enctmp != NULL) {
 906         OPENSSL_cleanse(keybuf, sizeof(keybuf));
 907         OPENSSL_free(enctmp);
 908     }
 909     return key;
 910 }
 911
 912 static void *do_PVK_key_bio(BIO *in, pem_password_cb *cb, void *u,
 913                             int *isdss, int *ispub,
 914                             OSSL_LIB_CTX *libctx, const char *propq)
 915 {
 916     unsigned char pvk_hdr[24], *buf = NULL;
 917     const unsigned char *p;
 918     int buflen;
 919     void *key = NULL;
 920     unsigned int saltlen, keylen;
 921
 922     if (BIO_read(in, pvk_hdr, 24) != 24) {
 923         ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_PVK_DATA_TOO_SHORT);
 924         return NULL;
 925     }
 926     p = pvk_hdr;
 927
 928     if (!ossl_do_PVK_header(&p, 24, 0, &saltlen, &keylen))
 929         return 0;
 930     buflen = (int)keylen + saltlen;
 931     buf = OPENSSL_malloc(buflen);
 932     if (buf == NULL) {
 933         ERR_raise(ERR_LIB_PEM, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 934         return 0;
 935     }
 936     p = buf;
 937     if (BIO_read(in, buf, buflen) != buflen) {
 938         ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_PVK_DATA_TOO_SHORT);
 939         goto err;
 940     }
 941     key = do_PVK_body_key(&p, saltlen, keylen, cb, u, isdss, ispub, libctx, propq);
 942
 943  err:
 944     OPENSSL_clear_free(buf, buflen);
 945     return key;
 946 }
 947
 948 #ifndef OPENSSL_NO_DSA
 949 DSA *b2i_DSA_PVK_bio_ex(BIO *in, pem_password_cb *cb, void *u,
 950                         OSSL_LIB_CTX *libctx, const char *propq)
 951 {
 952     int isdss = 1;
 953     int ispub = 0;               /* PVK keys are always private */
 954
 955     return do_PVK_key_bio(in, cb, u, &isdss, &ispub, libctx, propq);
 956 }
 957
 958 DSA *b2i_DSA_PVK_bio(BIO *in, pem_password_cb *cb, void *u)
 959 {
 960     return b2i_DSA_PVK_bio_ex(in, cb, u, NULL, NULL);
 961 }
 962 #endif
 963
 964 RSA *b2i_RSA_PVK_bio_ex(BIO *in, pem_password_cb *cb, void *u,
 965                         OSSL_LIB_CTX *libctx, const char *propq)
 966 {
 967     int isdss = 0;
 968     int ispub = 0;               /* PVK keys are always private */
 969
 970     return do_PVK_key_bio(in, cb, u, &isdss, &ispub, libctx, propq);
 971 }
 972
 973 RSA *b2i_RSA_PVK_bio(BIO *in, pem_password_cb *cb, void *u)
 974 {
 975     return b2i_RSA_PVK_bio_ex(in, cb, u, NULL, NULL);
 976 }
 977
 978 EVP_PKEY *b2i_PVK_bio_ex(BIO *in, pem_password_cb *cb, void *u,
 979                          OSSL_LIB_CTX *libctx, const char *propq)
 980 {
 981     int isdss = -1;
 982     int ispub = -1;
 983     void *key = do_PVK_key_bio(in, cb, u, &isdss, &ispub, NULL, NULL);
 984
 985     return evp_pkey_new0_key(key, isdss_to_evp_type(isdss));
 986 }
 987
 988 EVP_PKEY *b2i_PVK_bio(BIO *in, pem_password_cb *cb, void *u)
 989 {
 990     return b2i_PVK_bio_ex(in, cb, u, NULL, NULL);
 991 }
 992
 993 static int i2b_PVK(unsigned char **out, const EVP_PKEY *pk, int enclevel,
 994                    pem_password_cb *cb, void *u, OSSL_LIB_CTX *libctx,
 995                    const char *propq)
 996 {
 997     int ret = -1;
 998     int outlen = 24, pklen;
 999     unsigned char *p = NULL, *start = NULL;
1000     EVP_CIPHER_CTX *cctx = NULL;
1001 #ifndef OPENSSL_NO_RC4
1002     unsigned char *salt = NULL;
1003     EVP_CIPHER *rc4 = NULL;
1004 #endif
1005
1006     if (enclevel)
1007         outlen += PVK_SALTLEN;
1008     pklen = do_i2b(NULL, pk, 0);
1009     if (pklen < 0)
1010         return -1;
1011     outlen += pklen;
1012     if (out == NULL)
1013         return outlen;
1014     if (*out != NULL) {
1015         p = *out;
1016     } else {
1017         start = p = OPENSSL_malloc(outlen);
1018         if (p == NULL) {
1019             ERR_raise(ERR_LIB_PEM, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
1020             return -1;
1021         }
1022     }
1023
1024     cctx = EVP_CIPHER_CTX_new();
1025     if (cctx == NULL)
1026         goto error;
1027
1028     write_ledword(&p, MS_PVKMAGIC);
1029     write_ledword(&p, 0);
1030     if (EVP_PKEY_id(pk) == EVP_PKEY_RSA)
1031         write_ledword(&p, MS_KEYTYPE_KEYX);
1032 #ifndef OPENSSL_NO_DSA
1033     else
1034         write_ledword(&p, MS_KEYTYPE_SIGN);
1035 #endif
1036     write_ledword(&p, enclevel ? 1 : 0);
1037     write_ledword(&p, enclevel ? PVK_SALTLEN : 0);
1038     write_ledword(&p, pklen);
1039     if (enclevel) {
1040 #ifndef OPENSSL_NO_RC4
1041         if (RAND_bytes_ex(libctx, p, PVK_SALTLEN, 0) <= 0)
1042             goto error;
1043         salt = p;
1044         p += PVK_SALTLEN;
1045 #endif
1046     }
1047     do_i2b(&p, pk, 0);
1048     if (enclevel != 0) {
1049 #ifndef OPENSSL_NO_RC4
1050         char psbuf[PEM_BUFSIZE];
1051         unsigned char keybuf[20];
1052         int enctmplen, inlen;
1053         if (cb)
1054             inlen = cb(psbuf, PEM_BUFSIZE, 1, u);
1055         else
1056             inlen = PEM_def_callback(psbuf, PEM_BUFSIZE, 1, u);
1057         if (inlen <= 0) {
1058             ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_BAD_PASSWORD_READ);
1059             goto error;
1060         }
1061         if (!derive_pvk_key(keybuf, salt, PVK_SALTLEN,
1062                             (unsigned char *)psbuf, inlen, libctx, propq))
1063             goto error;
1064         if ((rc4 = EVP_CIPHER_fetch(libctx, "RC4", propq)) == NULL)
1065             goto error;
1066         if (enclevel == 1)
1067             memset(keybuf + 5, 0, 11);
1068         p = salt + PVK_SALTLEN + 8;
1069         if (!EVP_EncryptInit_ex(cctx, rc4, NULL, keybuf, NULL))
1070             goto error;
1071         OPENSSL_cleanse(keybuf, 20);
1072         if (!EVP_EncryptUpdate(cctx, p, &enctmplen, p, pklen - 8))
1073             goto error;
1074         if (!EVP_EncryptFinal_ex(cctx, p + enctmplen, &enctmplen))
1075             goto error;
1076 #else
1077         ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_UNSUPPORTED_CIPHER);
1078         goto error;
1079 #endif
1080     }
1081
1082     if (*out == NULL)
1083         *out = start;
1084     ret = outlen;
1085  error:
1086     EVP_CIPHER_CTX_free(cctx);
1087 #ifndef OPENSSL_NO_RC4
1088     EVP_CIPHER_free(rc4);
1089 #endif
1090     if (*out == NULL)
1091         OPENSSL_free(start);
1092
1093     return ret;
1094 }
1095
1096 int i2b_PVK_bio_ex(BIO *out, const EVP_PKEY *pk, int enclevel,
1097                    pem_password_cb *cb, void *u, OSSL_LIB_CTX *libctx,
1098                    const char *propq)
1099 {
1100     unsigned char *tmp = NULL;
1101     int outlen, wrlen;
1102
1103     outlen = i2b_PVK(&tmp, pk, enclevel, cb, u, libctx, propq);
1104     if (outlen < 0)
1105         return -1;
1106     wrlen = BIO_write(out, tmp, outlen);
1107     OPENSSL_free(tmp);
1108     if (wrlen == outlen) {
1109         return outlen;
1110     }
1111     ERR_raise(ERR_LIB_PEM, PEM_R_BIO_WRITE_FAILURE);
1112     return -1;
1113 }
1114
1115 int i2b_PVK_bio(BIO *out, const EVP_PKEY *pk, int enclevel,
1116                 pem_password_cb *cb, void *u)
1117 {
1118     return i2b_PVK_bio_ex(out, pk, enclevel, cb, u, NULL, NULL);
1119 }
1120