crypto/pkcs7/pk7_smime.c

   1 /*
   2  * Copyright 1999-2020 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 /* Simple PKCS#7 processing functions */
  11
  12 #include <stdio.h>
  13 #include "internal/cryptlib.h"
  14 #include <openssl/x509.h>
  15 #include <openssl/x509v3.h>
  16 #include "pk7_local.h"
  17
  18 #define BUFFERSIZE 4096
  19
  20 DEFINE_STACK_OF(X509)
  21 DEFINE_STACK_OF(X509_ATTRIBUTE)
  22 DEFINE_STACK_OF(X509_ALGOR)
  23 DEFINE_STACK_OF(PKCS7_SIGNER_INFO)
  24
  25 static int pkcs7_copy_existing_digest(PKCS7 *p7, PKCS7_SIGNER_INFO *si);
  26
  27 PKCS7 *PKCS7_sign_with_libctx(X509 *signcert, EVP_PKEY *pkey,
  28                               STACK_OF(X509) *certs, BIO *data, int flags,
  29                               OPENSSL_CTX *libctx, const char *propq)
  30 {
  31     PKCS7 *p7;
  32     int i;
  33
  34     if ((p7 = PKCS7_new_with_libctx(libctx, propq)) == NULL) {
  35         PKCS7err(0, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
  36         return NULL;
  37     }
  38
  39     if (!PKCS7_set_type(p7, NID_pkcs7_signed))
  40         goto err;
  41
  42     if (!PKCS7_content_new(p7, NID_pkcs7_data))
  43         goto err;
  44
  45     if (pkey && !PKCS7_sign_add_signer(p7, signcert, pkey, NULL, flags)) {
  46         PKCS7err(0, PKCS7_R_PKCS7_ADD_SIGNER_ERROR);
  47         goto err;
  48     }
  49
  50     if (!(flags & PKCS7_NOCERTS)) {
  51         for (i = 0; i < sk_X509_num(certs); i++) {
  52             if (!PKCS7_add_certificate(p7, sk_X509_value(certs, i)))
  53                 goto err;
  54         }
  55     }
  56
  57     if (flags & PKCS7_DETACHED)
  58         PKCS7_set_detached(p7, 1);
  59
  60     if (flags & (PKCS7_STREAM | PKCS7_PARTIAL))
  61         return p7;
  62
  63     if (PKCS7_final(p7, data, flags))
  64         return p7;
  65
  66  err:
  67     PKCS7_free(p7);
  68     return NULL;
  69 }
  70
  71 PKCS7 *PKCS7_sign(X509 *signcert, EVP_PKEY *pkey, STACK_OF(X509) *certs,
  72                   BIO *data, int flags)
  73 {
  74     return PKCS7_sign_with_libctx(signcert, pkey, certs, data, flags, NULL, NULL);
  75 }
  76
  77
  78 int PKCS7_final(PKCS7 *p7, BIO *data, int flags)
  79 {
  80     BIO *p7bio;
  81     int ret = 0;
  82
  83     if ((p7bio = PKCS7_dataInit(p7, NULL)) == NULL) {
  84         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_FINAL, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
  85         return 0;
  86     }
  87
  88     SMIME_crlf_copy(data, p7bio, flags);
  89
  90     (void)BIO_flush(p7bio);
  91
  92     if (!PKCS7_dataFinal(p7, p7bio)) {
  93         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_FINAL, PKCS7_R_PKCS7_DATASIGN);
  94         goto err;
  95     }
  96     ret = 1;
  97 err:
  98     BIO_free_all(p7bio);
  99
 100     return ret;
 101
 102 }
 103
 104 /* Check to see if a cipher exists and if so add S/MIME capabilities */
 105
 106 static int add_cipher_smcap(STACK_OF(X509_ALGOR) *sk, int nid, int arg)
 107 {
 108     if (EVP_get_cipherbynid(nid))
 109         return PKCS7_simple_smimecap(sk, nid, arg);
 110     return 1;
 111 }
 112
 113 static int add_digest_smcap(STACK_OF(X509_ALGOR) *sk, int nid, int arg)
 114 {
 115     if (EVP_get_digestbynid(nid))
 116         return PKCS7_simple_smimecap(sk, nid, arg);
 117     return 1;
 118 }
 119
 120 PKCS7_SIGNER_INFO *PKCS7_sign_add_signer(PKCS7 *p7, X509 *signcert,
 121                                          EVP_PKEY *pkey, const EVP_MD *md,
 122                                          int flags)
 123 {
 124     PKCS7_SIGNER_INFO *si = NULL;
 125     STACK_OF(X509_ALGOR) *smcap = NULL;
 126
 127     if (!X509_check_private_key(signcert, pkey)) {
 128         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_SIGN_ADD_SIGNER,
 129                  PKCS7_R_PRIVATE_KEY_DOES_NOT_MATCH_CERTIFICATE);
 130         return NULL;
 131     }
 132
 133     if ((si = PKCS7_add_signature(p7, signcert, pkey, md)) == NULL) {
 134         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_SIGN_ADD_SIGNER,
 135                  PKCS7_R_PKCS7_ADD_SIGNATURE_ERROR);
 136         return NULL;
 137     }
 138
 139     si->ctx = pkcs7_get0_ctx(p7);
 140     if (!(flags & PKCS7_NOCERTS)) {
 141         if (!PKCS7_add_certificate(p7, signcert))
 142             goto err;
 143     }
 144
 145     if (!(flags & PKCS7_NOATTR)) {
 146         if (!PKCS7_add_attrib_content_type(si, NULL))
 147             goto err;
 148         /* Add SMIMECapabilities */
 149         if (!(flags & PKCS7_NOSMIMECAP)) {
 150             if ((smcap = sk_X509_ALGOR_new_null()) == NULL) {
 151                 PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_SIGN_ADD_SIGNER, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 152                 goto err;
 153             }
 154             if (!add_cipher_smcap(smcap, NID_aes_256_cbc, -1)
 155                 || !add_digest_smcap(smcap, NID_id_GostR3411_2012_256, -1)
 156                 || !add_digest_smcap(smcap, NID_id_GostR3411_2012_512, -1)
 157                 || !add_digest_smcap(smcap, NID_id_GostR3411_94, -1)
 158                 || !add_cipher_smcap(smcap, NID_id_Gost28147_89, -1)
 159                 || !add_cipher_smcap(smcap, NID_aes_192_cbc, -1)
 160                 || !add_cipher_smcap(smcap, NID_aes_128_cbc, -1)
 161                 || !add_cipher_smcap(smcap, NID_des_ede3_cbc, -1)
 162                 || !add_cipher_smcap(smcap, NID_rc2_cbc, 128)
 163                 || !add_cipher_smcap(smcap, NID_rc2_cbc, 64)
 164                 || !add_cipher_smcap(smcap, NID_des_cbc, -1)
 165                 || !add_cipher_smcap(smcap, NID_rc2_cbc, 40)
 166                 || !PKCS7_add_attrib_smimecap(si, smcap))
 167                 goto err;
 168             sk_X509_ALGOR_pop_free(smcap, X509_ALGOR_free);
 169             smcap = NULL;
 170         }
 171         if (flags & PKCS7_REUSE_DIGEST) {
 172             if (!pkcs7_copy_existing_digest(p7, si))
 173                 goto err;
 174             if (!(flags & PKCS7_PARTIAL)
 175                 && !PKCS7_SIGNER_INFO_sign(si))
 176                 goto err;
 177         }
 178     }
 179     return si;
 180  err:
 181     sk_X509_ALGOR_pop_free(smcap, X509_ALGOR_free);
 182     return NULL;
 183 }
 184
 185 /*
 186  * Search for a digest matching SignerInfo digest type and if found copy
 187  * across.
 188  */
 189
 190 static int pkcs7_copy_existing_digest(PKCS7 *p7, PKCS7_SIGNER_INFO *si)
 191 {
 192     int i;
 193     STACK_OF(PKCS7_SIGNER_INFO) *sinfos;
 194     PKCS7_SIGNER_INFO *sitmp;
 195     ASN1_OCTET_STRING *osdig = NULL;
 196     sinfos = PKCS7_get_signer_info(p7);
 197     for (i = 0; i < sk_PKCS7_SIGNER_INFO_num(sinfos); i++) {
 198         sitmp = sk_PKCS7_SIGNER_INFO_value(sinfos, i);
 199         if (si == sitmp)
 200             break;
 201         if (sk_X509_ATTRIBUTE_num(sitmp->auth_attr) <= 0)
 202             continue;
 203         if (!OBJ_cmp(si->digest_alg->algorithm, sitmp->digest_alg->algorithm)) {
 204             osdig = PKCS7_digest_from_attributes(sitmp->auth_attr);
 205             break;
 206         }
 207
 208     }
 209
 210     if (osdig != NULL)
 211         return PKCS7_add1_attrib_digest(si, osdig->data, osdig->length);
 212
 213     PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_COPY_EXISTING_DIGEST,
 214              PKCS7_R_NO_MATCHING_DIGEST_TYPE_FOUND);
 215     return 0;
 216 }
 217
 218 int PKCS7_verify(PKCS7 *p7, STACK_OF(X509) *certs, X509_STORE *store,
 219                  BIO *indata, BIO *out, int flags)
 220 {
 221     STACK_OF(X509) *signers;
 222     X509 *signer;
 223     STACK_OF(PKCS7_SIGNER_INFO) *sinfos;
 224     PKCS7_SIGNER_INFO *si;
 225     X509_STORE_CTX *cert_ctx = NULL;
 226     char *buf = NULL;
 227     int i, j = 0, k, ret = 0;
 228     BIO *p7bio = NULL;
 229     BIO *tmpin = NULL, *tmpout = NULL;
 230     const PKCS7_CTX *p7_ctx;
 231
 232     if (p7 == NULL) {
 233         PKCS7err(0, PKCS7_R_INVALID_NULL_POINTER);
 234         return 0;
 235     }
 236
 237     if (!PKCS7_type_is_signed(p7)) {
 238         PKCS7err(0, PKCS7_R_WRONG_CONTENT_TYPE);
 239         return 0;
 240     }
 241
 242     /* Check for no data and no content: no data to verify signature */
 243     if (PKCS7_get_detached(p7) && !indata) {
 244         PKCS7err(0, PKCS7_R_NO_CONTENT);
 245         return 0;
 246     }
 247
 248     if (flags & PKCS7_NO_DUAL_CONTENT) {
 249         /*
 250          * This was originally "#if 0" because we thought that only old broken
 251          * Netscape did this.  It turns out that Authenticode uses this kind
 252          * of "extended" PKCS7 format, and things like UEFI secure boot and
 253          * tools like osslsigncode need it.  In Authenticode the verification
 254          * process is different, but the existing PKCs7 verification works.
 255          */
 256         if (!PKCS7_get_detached(p7) && indata) {
 257             PKCS7err(0, PKCS7_R_CONTENT_AND_DATA_PRESENT);
 258             return 0;
 259         }
 260     }
 261
 262     sinfos = PKCS7_get_signer_info(p7);
 263
 264     if (!sinfos || !sk_PKCS7_SIGNER_INFO_num(sinfos)) {
 265         PKCS7err(0, PKCS7_R_NO_SIGNATURES_ON_DATA);
 266         return 0;
 267     }
 268
 269     signers = PKCS7_get0_signers(p7, certs, flags);
 270     if (signers == NULL)
 271         return 0;
 272
 273     /* Now verify the certificates */
 274     p7_ctx = pkcs7_get0_ctx(p7);
 275     cert_ctx = X509_STORE_CTX_new_with_libctx(p7_ctx->libctx, p7_ctx->propq);
 276     if (cert_ctx == NULL)
 277         goto err;
 278     if (!(flags & PKCS7_NOVERIFY))
 279         for (k = 0; k < sk_X509_num(signers); k++) {
 280             signer = sk_X509_value(signers, k);
 281             if (!(flags & PKCS7_NOCHAIN)) {
 282                 if (!X509_STORE_CTX_init(cert_ctx, store, signer,
 283                                          p7->d.sign->cert)) {
 284                     PKCS7err(0, ERR_R_X509_LIB);
 285                     goto err;
 286                 }
 287                 X509_STORE_CTX_set_default(cert_ctx, "smime_sign");
 288             } else if (!X509_STORE_CTX_init(cert_ctx, store, signer, NULL)) {
 289                 PKCS7err(0, ERR_R_X509_LIB);
 290                 goto err;
 291             }
 292             if (!(flags & PKCS7_NOCRL))
 293                 X509_STORE_CTX_set0_crls(cert_ctx, p7->d.sign->crl);
 294             i = X509_verify_cert(cert_ctx);
 295             if (i <= 0)
 296                 j = X509_STORE_CTX_get_error(cert_ctx);
 297             X509_STORE_CTX_cleanup(cert_ctx);
 298             if (i <= 0) {
 299                 PKCS7err(0, PKCS7_R_CERTIFICATE_VERIFY_ERROR);
 300                 ERR_add_error_data(2, "Verify error:",
 301                                    X509_verify_cert_error_string(j));
 302                 goto err;
 303             }
 304             /* Check for revocation status here */
 305         }
 306
 307     /*
 308      * Performance optimization: if the content is a memory BIO then store
 309      * its contents in a temporary read only memory BIO. This avoids
 310      * potentially large numbers of slow copies of data which will occur when
 311      * reading from a read write memory BIO when signatures are calculated.
 312      */
 313
 314     if (indata && (BIO_method_type(indata) == BIO_TYPE_MEM)) {
 315         char *ptr;
 316         long len;
 317         len = BIO_get_mem_data(indata, &ptr);
 318         tmpin = BIO_new_mem_buf(ptr, len);
 319         if (tmpin == NULL) {
 320             PKCS7err(0, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 321             goto err;
 322         }
 323     } else
 324         tmpin = indata;
 325
 326     if ((p7bio = PKCS7_dataInit(p7, tmpin)) == NULL)
 327         goto err;
 328
 329     if (flags & PKCS7_TEXT) {
 330         if ((tmpout = BIO_new(BIO_s_mem())) == NULL) {
 331             PKCS7err(0, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 332             goto err;
 333         }
 334         BIO_set_mem_eof_return(tmpout, 0);
 335     } else
 336         tmpout = out;
 337
 338     /* We now have to 'read' from p7bio to calculate digests etc. */
 339     if ((buf = OPENSSL_malloc(BUFFERSIZE)) == NULL) {
 340         PKCS7err(0, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 341         goto err;
 342     }
 343     for (;;) {
 344         i = BIO_read(p7bio, buf, BUFFERSIZE);
 345         if (i <= 0)
 346             break;
 347         if (tmpout)
 348             BIO_write(tmpout, buf, i);
 349     }
 350
 351     if (flags & PKCS7_TEXT) {
 352         if (!SMIME_text(tmpout, out)) {
 353             PKCS7err(0, PKCS7_R_SMIME_TEXT_ERROR);
 354             BIO_free(tmpout);
 355             goto err;
 356         }
 357         BIO_free(tmpout);
 358     }
 359
 360     /* Now Verify All Signatures */
 361     if (!(flags & PKCS7_NOSIGS))
 362         for (i = 0; i < sk_PKCS7_SIGNER_INFO_num(sinfos); i++) {
 363             si = sk_PKCS7_SIGNER_INFO_value(sinfos, i);
 364             signer = sk_X509_value(signers, i);
 365             j = PKCS7_signatureVerify(p7bio, p7, si, signer);
 366             if (j <= 0) {
 367                 PKCS7err(0, PKCS7_R_SIGNATURE_FAILURE);
 368                 goto err;
 369             }
 370         }
 371
 372     ret = 1;
 373
 374  err:
 375     X509_STORE_CTX_free(cert_ctx);
 376     OPENSSL_free(buf);
 377     if (tmpin == indata) {
 378         if (indata)
 379             BIO_pop(p7bio);
 380     }
 381     BIO_free_all(p7bio);
 382     sk_X509_free(signers);
 383     return ret;
 384 }
 385
 386 STACK_OF(X509) *PKCS7_get0_signers(PKCS7 *p7, STACK_OF(X509) *certs,
 387                                    int flags)
 388 {
 389     STACK_OF(X509) *signers;
 390     STACK_OF(PKCS7_SIGNER_INFO) *sinfos;
 391     PKCS7_SIGNER_INFO *si;
 392     PKCS7_ISSUER_AND_SERIAL *ias;
 393     X509 *signer;
 394     int i;
 395
 396     if (p7 == NULL) {
 397         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_GET0_SIGNERS, PKCS7_R_INVALID_NULL_POINTER);
 398         return NULL;
 399     }
 400
 401     if (!PKCS7_type_is_signed(p7)) {
 402         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_GET0_SIGNERS, PKCS7_R_WRONG_CONTENT_TYPE);
 403         return NULL;
 404     }
 405
 406     /* Collect all the signers together */
 407
 408     sinfos = PKCS7_get_signer_info(p7);
 409
 410     if (sk_PKCS7_SIGNER_INFO_num(sinfos) <= 0) {
 411         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_GET0_SIGNERS, PKCS7_R_NO_SIGNERS);
 412         return 0;
 413     }
 414
 415     if ((signers = sk_X509_new_null()) == NULL) {
 416         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_GET0_SIGNERS, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 417         return NULL;
 418     }
 419
 420     for (i = 0; i < sk_PKCS7_SIGNER_INFO_num(sinfos); i++) {
 421         si = sk_PKCS7_SIGNER_INFO_value(sinfos, i);
 422         ias = si->issuer_and_serial;
 423         signer = NULL;
 424         /* If any certificates passed they take priority */
 425         if (certs)
 426             signer = X509_find_by_issuer_and_serial(certs,
 427                                                     ias->issuer, ias->serial);
 428         if (!signer && !(flags & PKCS7_NOINTERN)
 429             && p7->d.sign->cert)
 430             signer =
 431                 X509_find_by_issuer_and_serial(p7->d.sign->cert,
 432                                                ias->issuer, ias->serial);
 433         if (!signer) {
 434             PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_GET0_SIGNERS,
 435                      PKCS7_R_SIGNER_CERTIFICATE_NOT_FOUND);
 436             sk_X509_free(signers);
 437             return 0;
 438         }
 439
 440         if (!sk_X509_push(signers, signer)) {
 441             sk_X509_free(signers);
 442             return NULL;
 443         }
 444     }
 445     return signers;
 446 }
 447
 448 /* Build a complete PKCS#7 enveloped data */
 449
 450 PKCS7 *PKCS7_encrypt_with_libctx(STACK_OF(X509) *certs, BIO *in,
 451                                  const EVP_CIPHER *cipher, int flags,
 452                                  OPENSSL_CTX *libctx, const char *propq)
 453 {
 454     PKCS7 *p7;
 455     BIO *p7bio = NULL;
 456     int i;
 457     X509 *x509;
 458
 459     if ((p7 = PKCS7_new_with_libctx(libctx, propq)) == NULL) {
 460         PKCS7err(0, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 461         return NULL;
 462     }
 463
 464     if (!PKCS7_set_type(p7, NID_pkcs7_enveloped))
 465         goto err;
 466     if (!PKCS7_set_cipher(p7, cipher)) {
 467         PKCS7err(0, PKCS7_R_ERROR_SETTING_CIPHER);
 468         goto err;
 469     }
 470
 471     for (i = 0; i < sk_X509_num(certs); i++) {
 472         x509 = sk_X509_value(certs, i);
 473         if (!PKCS7_add_recipient(p7, x509)) {
 474             PKCS7err(0, PKCS7_R_ERROR_ADDING_RECIPIENT);
 475             goto err;
 476         }
 477     }
 478
 479     if (flags & PKCS7_STREAM)
 480         return p7;
 481
 482     if (PKCS7_final(p7, in, flags))
 483         return p7;
 484
 485  err:
 486
 487     BIO_free_all(p7bio);
 488     PKCS7_free(p7);
 489     return NULL;
 490
 491 }
 492
 493 PKCS7 *PKCS7_encrypt(STACK_OF(X509) *certs, BIO *in, const EVP_CIPHER *cipher,
 494                      int flags)
 495 {
 496     return PKCS7_encrypt_with_libctx(certs, in, cipher, flags, NULL, NULL);
 497 }
 498
 499
 500 int PKCS7_decrypt(PKCS7 *p7, EVP_PKEY *pkey, X509 *cert, BIO *data, int flags)
 501 {
 502     BIO *tmpmem;
 503     int ret = 0, i;
 504     char *buf = NULL;
 505
 506     if (p7 == NULL) {
 507         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_DECRYPT, PKCS7_R_INVALID_NULL_POINTER);
 508         return 0;
 509     }
 510
 511     if (!PKCS7_type_is_enveloped(p7)) {
 512         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_DECRYPT, PKCS7_R_WRONG_CONTENT_TYPE);
 513         return 0;
 514     }
 515
 516     if (cert && !X509_check_private_key(cert, pkey)) {
 517         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_DECRYPT,
 518                  PKCS7_R_PRIVATE_KEY_DOES_NOT_MATCH_CERTIFICATE);
 519         return 0;
 520     }
 521
 522     if ((tmpmem = PKCS7_dataDecode(p7, pkey, NULL, cert)) == NULL) {
 523         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_DECRYPT, PKCS7_R_DECRYPT_ERROR);
 524         return 0;
 525     }
 526
 527     if (flags & PKCS7_TEXT) {
 528         BIO *tmpbuf, *bread;
 529         /* Encrypt BIOs can't do BIO_gets() so add a buffer BIO */
 530         if ((tmpbuf = BIO_new(BIO_f_buffer())) == NULL) {
 531             PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_DECRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 532             BIO_free_all(tmpmem);
 533             return 0;
 534         }
 535         if ((bread = BIO_push(tmpbuf, tmpmem)) == NULL) {
 536             PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_DECRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 537             BIO_free_all(tmpbuf);
 538             BIO_free_all(tmpmem);
 539             return 0;
 540         }
 541         ret = SMIME_text(bread, data);
 542         if (ret > 0 && BIO_method_type(tmpmem) == BIO_TYPE_CIPHER) {
 543             if (!BIO_get_cipher_status(tmpmem))
 544                 ret = 0;
 545         }
 546         BIO_free_all(bread);
 547         return ret;
 548     }
 549     if ((buf = OPENSSL_malloc(BUFFERSIZE)) == NULL) {
 550         PKCS7err(PKCS7_F_PKCS7_DECRYPT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 551         goto err;
 552     }
 553     for (;;) {
 554         i = BIO_read(tmpmem, buf, BUFFERSIZE);
 555         if (i <= 0) {
 556             ret = 1;
 557             if (BIO_method_type(tmpmem) == BIO_TYPE_CIPHER) {
 558                 if (!BIO_get_cipher_status(tmpmem))
 559                     ret = 0;
 560             }
 561
 562             break;
 563         }
 564         if (BIO_write(data, buf, i) != i) {
 565             break;
 566         }
 567     }
 568 err:
 569     OPENSSL_free(buf);
 570     BIO_free_all(tmpmem);
 571     return ret;
 572 }