crypto/rsa/rsa_eay.c

   1 /* crypto/rsa/rsa_eay.c */
   2 /* Copyright (C) 1995-1998 Eric Young (eay@cryptsoft.com)
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * This package is an SSL implementation written
   6  * by Eric Young (eay@cryptsoft.com).
   7  * The implementation was written so as to conform with Netscapes SSL.
   8  *
   9  * This library is free for commercial and non-commercial use as long as
  10  * the following conditions are aheared to.  The following conditions
  11  * apply to all code found in this distribution, be it the RC4, RSA,
  12  * lhash, DES, etc., code; not just the SSL code.  The SSL documentation
  13  * included with this distribution is covered by the same copyright terms
  14  * except that the holder is Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com).
  15  *
  16  * Copyright remains Eric Young's, and as such any Copyright notices in
  17  * the code are not to be removed.
  18  * If this package is used in a product, Eric Young should be given attribution
  19  * as the author of the parts of the library used.
  20  * This can be in the form of a textual message at program startup or
  21  * in documentation (online or textual) provided with the package.
  22  *
  23  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  24  * modification, are permitted provided that the following conditions
  25  * are met:
  26  * 1. Redistributions of source code must retain the copyright
  27  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  28  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  29  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  30  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  31  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  32  *    must display the following acknowledgement:
  33  *    "This product includes cryptographic software written by
  34  *     Eric Young (eay@cryptsoft.com)"
  35  *    The word 'cryptographic' can be left out if the rouines from the library
  36  *    being used are not cryptographic related :-).
  37  * 4. If you include any Windows specific code (or a derivative thereof) from
  38  *    the apps directory (application code) you must include an acknowledgement:
  39  *    "This product includes software written by Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com)"
  40  *
  41  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY ERIC YOUNG ``AS IS'' AND
  42  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  43  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  44  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  45  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  46  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  47  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  48  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  49  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  50  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  51  * SUCH DAMAGE.
  52  *
  53  * The licence and distribution terms for any publically available version or
  54  * derivative of this code cannot be changed.  i.e. this code cannot simply be
  55  * copied and put under another distribution licence
  56  * [including the GNU Public Licence.]
  57  */
  58
  59 #include <stdio.h>
  60 #include "cryptlib.h"
  61 #include "bn.h"
  62 #include "rsa.h"
  63 #include "rand.h"
  64
  65 #ifndef NOPROTO
  66 static int RSA_eay_public_encrypt(int flen, unsigned char *from,
  67                 unsigned char *to, RSA *rsa,int padding);
  68 static int RSA_eay_private_encrypt(int flen, unsigned char *from,
  69                 unsigned char *to, RSA *rsa,int padding);
  70 static int RSA_eay_public_decrypt(int flen, unsigned char *from,
  71                 unsigned char *to, RSA *rsa,int padding);
  72 static int RSA_eay_private_decrypt(int flen, unsigned char *from,
  73                 unsigned char *to, RSA *rsa,int padding);
  74 static int RSA_eay_mod_exp(BIGNUM *r0, BIGNUM *i, RSA *rsa);
  75 static int RSA_eay_init(RSA *rsa);
  76 static int RSA_eay_finish(RSA *rsa);
  77 #else
  78 static int RSA_eay_public_encrypt();
  79 static int RSA_eay_private_encrypt();
  80 static int RSA_eay_public_decrypt();
  81 static int RSA_eay_private_decrypt();
  82 static int RSA_eay_mod_exp();
  83 static int RSA_eay_init();
  84 static int RSA_eay_finish();
  85 #endif
  86
  87 static RSA_METHOD rsa_pkcs1_eay_meth={
  88         "Eric Young's PKCS#1 RSA",
  89         RSA_eay_public_encrypt,
  90         RSA_eay_public_decrypt,
  91         RSA_eay_private_encrypt,
  92         RSA_eay_private_decrypt,
  93         RSA_eay_mod_exp,
  94         BN_mod_exp_mont,
  95         RSA_eay_init,
  96         RSA_eay_finish,
  97         0,
  98         NULL,
  99         };
 100
 101 RSA_METHOD *RSA_PKCS1_SSLeay(void)
 102         {
 103         return(&rsa_pkcs1_eay_meth);
 104         }
 105
 106 static int RSA_eay_public_encrypt(int flen, unsigned char *from,
 107              unsigned char *to, RSA *rsa, int padding)
 108         {
 109         BIGNUM f,ret;
 110         int i,j,k,num=0,r= -1;
 111         unsigned char *buf=NULL;
 112         BN_CTX *ctx=NULL;
 113
 114         BN_init(&f);
 115         BN_init(&ret);
 116         if ((ctx=BN_CTX_new()) == NULL) goto err;
 117         num=BN_num_bytes(rsa->n);
 118         if ((buf=(unsigned char *)Malloc(num)) == NULL)
 119                 {
 120                 RSAerr(RSA_F_RSA_EAY_PUBLIC_ENCRYPT,ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 121                 goto err;
 122                 }
 123
 124         switch (padding)
 125                 {
 126         case RSA_PKCS1_PADDING:
 127                 i=RSA_padding_add_PKCS1_type_2(buf,num,from,flen);
 128                 break;
 129         case RSA_PKCS1_OAEP_PADDING:
 130                 i=RSA_padding_add_PKCS1_OAEP(buf,num,from,flen,NULL,0);
 131                 break;
 132         case RSA_SSLV23_PADDING:
 133                 i=RSA_padding_add_SSLv23(buf,num,from,flen);
 134                 break;
 135         case RSA_NO_PADDING:
 136                 i=RSA_padding_add_none(buf,num,from,flen);
 137                 break;
 138         default:
 139                 RSAerr(RSA_F_RSA_EAY_PUBLIC_ENCRYPT,RSA_R_UNKNOWN_PADDING_TYPE);
 140                 goto err;
 141                 }
 142         if (i <= 0) goto err;
 143
 144         if (BN_bin2bn(buf,num,&f) == NULL) goto err;
 145
 146         if ((rsa->_method_mod_n == NULL) && (rsa->flags & RSA_FLAG_CACHE_PUBLIC))
 147                 {
 148                 if ((rsa->_method_mod_n=BN_MONT_CTX_new()) != NULL)
 149                         if (!BN_MONT_CTX_set(rsa->_method_mod_n,rsa->n,ctx))
 150                             goto err;
 151                 }
 152
 153         if (!rsa->meth->bn_mod_exp(&ret,&f,rsa->e,rsa->n,ctx,
 154                 rsa->_method_mod_n)) goto err;
 155
 156         /* put in leading 0 bytes if the number is less than the
 157          * length of the modulus */
 158         j=BN_num_bytes(&ret);
 159         i=BN_bn2bin(&ret,&(to[num-j]));
 160         for (k=0; k<(num-i); k++)
 161                 to[k]=0;
 162
 163         r=num;
 164 err:
 165         if (ctx != NULL) BN_CTX_free(ctx);
 166         BN_clear_free(&f);
 167         BN_clear_free(&ret);
 168         if (buf != NULL)
 169                 {
 170                 memset(buf,0,num);
 171                 Free(buf);
 172                 }
 173         return(r);
 174         }
 175
 176 static int RSA_eay_private_encrypt(int flen, unsigned char *from,
 177              unsigned char *to, RSA *rsa, int padding)
 178         {
 179         BIGNUM f,ret;
 180         int i,j,k,num=0,r= -1;
 181         unsigned char *buf=NULL;
 182         BN_CTX *ctx=NULL;
 183
 184         BN_init(&f);
 185         BN_init(&ret);
 186
 187         if ((ctx=BN_CTX_new()) == NULL) goto err;
 188         num=BN_num_bytes(rsa->n);
 189         if ((buf=(unsigned char *)Malloc(num)) == NULL)
 190                 {
 191                 RSAerr(RSA_F_RSA_EAY_PRIVATE_ENCRYPT,ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 192                 goto err;
 193                 }
 194
 195         switch (padding)
 196                 {
 197         case RSA_PKCS1_PADDING:
 198                 i=RSA_padding_add_PKCS1_type_1(buf,num,from,flen);
 199                 break;
 200         case RSA_NO_PADDING:
 201                 i=RSA_padding_add_none(buf,num,from,flen);
 202                 break;
 203         case RSA_SSLV23_PADDING:
 204         default:
 205                 RSAerr(RSA_F_RSA_EAY_PRIVATE_ENCRYPT,RSA_R_UNKNOWN_PADDING_TYPE);
 206                 goto err;
 207                 }
 208         if (i <= 0) goto err;
 209
 210         if (BN_bin2bn(buf,num,&f) == NULL) goto err;
 211
 212         if ((rsa->flags & RSA_FLAG_BLINDING) && (rsa->blinding == NULL))
 213                 RSA_blinding_on(rsa,ctx);
 214         if (rsa->flags & RSA_FLAG_BLINDING)
 215                 if (!BN_BLINDING_convert(&f,rsa->blinding,ctx)) goto err;
 216
 217         if (    (rsa->p != NULL) &&
 218                 (rsa->q != NULL) &&
 219                 (rsa->dmp1 != NULL) &&
 220                 (rsa->dmq1 != NULL) &&
 221                 (rsa->iqmp != NULL))
 222                 { if (!rsa->meth->rsa_mod_exp(&ret,&f,rsa)) goto err; }
 223         else
 224                 {
 225                 if (!rsa->meth->bn_mod_exp(&ret,&f,rsa->d,rsa->n,ctx,NULL)) goto err;
 226                 }
 227
 228         if (rsa->flags & RSA_FLAG_BLINDING)
 229                 if (!BN_BLINDING_invert(&ret,rsa->blinding,ctx)) goto err;
 230
 231         /* put in leading 0 bytes if the number is less than the
 232          * length of the modulus */
 233         j=BN_num_bytes(&ret);
 234         i=BN_bn2bin(&ret,&(to[num-j]));
 235         for (k=0; k<(num-i); k++)
 236                 to[k]=0;
 237
 238         r=num;
 239 err:
 240         if (ctx != NULL) BN_CTX_free(ctx);
 241         BN_clear_free(&ret);
 242         BN_clear_free(&f);
 243         if (buf != NULL)
 244                 {
 245                 memset(buf,0,num);
 246                 Free(buf);
 247                 }
 248         return(r);
 249         }
 250
 251 static int RSA_eay_private_decrypt(int flen, unsigned char *from,
 252              unsigned char *to, RSA *rsa, int padding)
 253         {
 254         BIGNUM f,ret;
 255         int j,num=0,r= -1;
 256         unsigned char *p;
 257         unsigned char *buf=NULL;
 258         BN_CTX *ctx=NULL;
 259
 260         BN_init(&f);
 261         BN_init(&ret);
 262         ctx=BN_CTX_new();
 263         if (ctx == NULL) goto err;
 264
 265         num=BN_num_bytes(rsa->n);
 266
 267         if ((buf=(unsigned char *)Malloc(num)) == NULL)
 268                 {
 269                 RSAerr(RSA_F_RSA_EAY_PRIVATE_DECRYPT,ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 270                 goto err;
 271                 }
 272
 273         /* This check was for equallity but PGP does evil things
 274          * and chops off the top '0' bytes */
 275         if (flen > num)
 276                 {
 277                 RSAerr(RSA_F_RSA_EAY_PRIVATE_DECRYPT,RSA_R_DATA_GREATER_THAN_MOD_LEN);
 278                 goto err;
 279                 }
 280
 281         /* make data into a big number */
 282         if (BN_bin2bn(from,(int)flen,&f) == NULL) goto err;
 283
 284         if ((rsa->flags & RSA_FLAG_BLINDING) && (rsa->blinding == NULL))
 285                 RSA_blinding_on(rsa,ctx);
 286         if (rsa->flags & RSA_FLAG_BLINDING)
 287                 if (!BN_BLINDING_convert(&f,rsa->blinding,ctx)) goto err;
 288
 289         /* do the decrypt */
 290         if (    (rsa->p != NULL) &&
 291                 (rsa->q != NULL) &&
 292                 (rsa->dmp1 != NULL) &&
 293                 (rsa->dmq1 != NULL) &&
 294                 (rsa->iqmp != NULL))
 295                 { if (!rsa->meth->rsa_mod_exp(&ret,&f,rsa)) goto err; }
 296         else
 297                 {
 298                 if (!rsa->meth->bn_mod_exp(&ret,&f,rsa->d,rsa->n,ctx,NULL))
 299                         goto err;
 300                 }
 301
 302         if (rsa->flags & RSA_FLAG_BLINDING)
 303                 if (!BN_BLINDING_invert(&ret,rsa->blinding,ctx)) goto err;
 304
 305         p=buf;
 306         j=BN_bn2bin(&ret,p); /* j is only used with no-padding mode */
 307
 308         switch (padding)
 309                 {
 310         case RSA_PKCS1_PADDING:
 311                 r=RSA_padding_check_PKCS1_type_2(to,num,buf,j,num);
 312                 break;
 313         case RSA_PKCS1_OAEP_PADDING:
 314                 r=RSA_padding_check_PKCS1_OAEP(to,num,buf,j,num,NULL,0);
 315                 break;
 316         case RSA_SSLV23_PADDING:
 317                 r=RSA_padding_check_SSLv23(to,num,buf,j,num);
 318                 break;
 319         case RSA_NO_PADDING:
 320                 r=RSA_padding_check_none(to,num,buf,j,num);
 321                 break;
 322         default:
 323                 RSAerr(RSA_F_RSA_EAY_PRIVATE_DECRYPT,RSA_R_UNKNOWN_PADDING_TYPE);
 324                 goto err;
 325                 }
 326         if (r < 0)
 327                 RSAerr(RSA_F_RSA_EAY_PRIVATE_DECRYPT,RSA_R_PADDING_CHECK_FAILED);
 328
 329 err:
 330         if (ctx != NULL) BN_CTX_free(ctx);
 331         BN_clear_free(&f);
 332         BN_clear_free(&ret);
 333         if (buf != NULL)
 334                 {
 335                 memset(buf,0,num);
 336                 Free(buf);
 337                 }
 338         return(r);
 339         }
 340
 341 static int RSA_eay_public_decrypt(int flen, unsigned char *from,
 342              unsigned char *to, RSA *rsa, int padding)
 343         {
 344         BIGNUM f,ret;
 345         int i,num=0,r= -1;
 346         unsigned char *p;
 347         unsigned char *buf=NULL;
 348         BN_CTX *ctx=NULL;
 349
 350         BN_init(&f);
 351         BN_init(&ret);
 352         ctx=BN_CTX_new();
 353         if (ctx == NULL) goto err;
 354
 355         num=BN_num_bytes(rsa->n);
 356         buf=(unsigned char *)Malloc(num);
 357         if (buf == NULL)
 358                 {
 359                 RSAerr(RSA_F_RSA_EAY_PUBLIC_DECRYPT,ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 360                 goto err;
 361                 }
 362
 363         /* This check was for equallity but PGP does evil things
 364          * and chops off the top '0' bytes */
 365         if (flen > num)
 366                 {
 367                 RSAerr(RSA_F_RSA_EAY_PUBLIC_DECRYPT,RSA_R_DATA_GREATER_THAN_MOD_LEN);
 368                 goto err;
 369                 }
 370
 371         if (BN_bin2bn(from,flen,&f) == NULL) goto err;
 372         /* do the decrypt */
 373         if ((rsa->_method_mod_n == NULL) && (rsa->flags & RSA_FLAG_CACHE_PUBLIC))
 374                 {
 375                 if ((rsa->_method_mod_n=BN_MONT_CTX_new()) != NULL)
 376                         if (!BN_MONT_CTX_set(rsa->_method_mod_n,rsa->n,ctx))
 377                             goto err;
 378                 }
 379
 380         if (!rsa->meth->bn_mod_exp(&ret,&f,rsa->e,rsa->n,ctx,
 381                 rsa->_method_mod_n)) goto err;
 382
 383         p=buf;
 384         i=BN_bn2bin(&ret,p);
 385
 386         switch (padding)
 387                 {
 388         case RSA_PKCS1_PADDING:
 389                 r=RSA_padding_check_PKCS1_type_1(to,num,buf,i,num);
 390                 break;
 391         case RSA_NO_PADDING:
 392                 r=RSA_padding_check_none(to,num,buf,i,num);
 393                 break;
 394         default:
 395                 RSAerr(RSA_F_RSA_EAY_PUBLIC_DECRYPT,RSA_R_UNKNOWN_PADDING_TYPE);
 396                 goto err;
 397                 }
 398         if (r < 0)
 399                 RSAerr(RSA_F_RSA_EAY_PUBLIC_DECRYPT,RSA_R_PADDING_CHECK_FAILED);
 400
 401 err:
 402         if (ctx != NULL) BN_CTX_free(ctx);
 403         BN_clear_free(&f);
 404         BN_clear_free(&ret);
 405         if (buf != NULL)
 406                 {
 407                 memset(buf,0,num);
 408                 Free(buf);
 409                 }
 410         return(r);
 411         }
 412
 413 static int RSA_eay_mod_exp(BIGNUM *r0, BIGNUM *I, RSA *rsa)
 414         {
 415         BIGNUM r1,m1;
 416         int ret=0;
 417         BN_CTX *ctx;
 418
 419         if ((ctx=BN_CTX_new()) == NULL) goto err;
 420         BN_init(&m1);
 421         BN_init(&r1);
 422
 423         if (rsa->flags & RSA_FLAG_CACHE_PRIVATE)
 424                 {
 425                 if (rsa->_method_mod_p == NULL)
 426                         {
 427                         if ((rsa->_method_mod_p=BN_MONT_CTX_new()) != NULL)
 428                                 if (!BN_MONT_CTX_set(rsa->_method_mod_p,rsa->p,
 429                                                      ctx))
 430                                         goto err;
 431                         }
 432                 if (rsa->_method_mod_q == NULL)
 433                         {
 434                         if ((rsa->_method_mod_q=BN_MONT_CTX_new()) != NULL)
 435                                 if (!BN_MONT_CTX_set(rsa->_method_mod_q,rsa->q,
 436                                                      ctx))
 437                                         goto err;
 438                         }
 439                 }
 440
 441         if (!BN_mod(&r1,I,rsa->q,ctx)) goto err;
 442         if (!rsa->meth->bn_mod_exp(&m1,&r1,rsa->dmq1,rsa->q,ctx,
 443                 rsa->_method_mod_q)) goto err;
 444
 445         if (!BN_mod(&r1,I,rsa->p,ctx)) goto err;
 446         if (!rsa->meth->bn_mod_exp(r0,&r1,rsa->dmp1,rsa->p,ctx,
 447                 rsa->_method_mod_p)) goto err;
 448
 449         if (!BN_sub(r0,r0,&m1)) goto err;
 450         /* This will help stop the size of r0 increasing, which does
 451          * affect the multiply if it optimised for a power of 2 size */
 452         if (r0->neg)
 453                 if (!BN_add(r0,r0,rsa->p)) goto err;
 454
 455         if (!BN_mul(&r1,r0,rsa->iqmp,ctx)) goto err;
 456         if (!BN_mod(r0,&r1,rsa->p,ctx)) goto err;
 457         /* If p < q it is occasionally possible for the correction of
 458          * adding 'p' if r0 is negative above to leave the result still
 459          * negative. This can break the private key operations: the following
 460          * second correction should *always* correct this rare occurrence.
 461          * This will *never* happen with OpenSSL generated keys because
 462          * they ensure p > q [steve]
 463          */
 464         if (r0->neg)
 465                 if (!BN_add(r0,r0,rsa->p)) goto err;
 466         if (!BN_mul(&r1,r0,rsa->q,ctx)) goto err;
 467         if (!BN_add(r0,&r1,&m1)) goto err;
 468
 469         ret=1;
 470 err:
 471         BN_clear_free(&m1);
 472         BN_clear_free(&r1);
 473         BN_CTX_free(ctx);
 474         return(ret);
 475         }
 476
 477 static int RSA_eay_init(RSA *rsa)
 478         {
 479         rsa->flags|=RSA_FLAG_CACHE_PUBLIC|RSA_FLAG_CACHE_PRIVATE;
 480         return(1);
 481         }
 482
 483 static int RSA_eay_finish(RSA *rsa)
 484         {
 485         if (rsa->_method_mod_n != NULL)
 486                 BN_MONT_CTX_free(rsa->_method_mod_n);
 487         if (rsa->_method_mod_p != NULL)
 488                 BN_MONT_CTX_free(rsa->_method_mod_p);
 489         if (rsa->_method_mod_q != NULL)
 490                 BN_MONT_CTX_free(rsa->_method_mod_q);
 491         return(1);
 492         }
 493
 494