crypto/rsa/rsa_oaep.c

   1 /* crypto/rsa/rsa_oaep.c */
   2 /* Written by Ulf Moeller. This software is distributed on an "AS IS"
   3    basis, WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, either express or implied. */
   4
   5 /* EME-OAEP as defined in RFC 2437 (PKCS #1 v2.0) */
   6
   7 /* See Victor Shoup, "OAEP reconsidered," Nov. 2000,
   8  * <URL: http://www.shoup.net/papers/oaep.ps.Z>
   9  * for problems with the security proof for the
  10  * original OAEP scheme, which EME-OAEP is based on.
  11  *
  12  * A new proof can be found in E. Fujisaki, T. Okamoto,
  13  * D. Pointcheval, J. Stern, "RSA-OEAP is Still Alive!",
  14  * Dec. 2000, <URL: http://eprint.iacr.org/2000/061/>.
  15  * The new proof has stronger requirements for the
  16  * underlying permutation: "partial-one-wayness" instead
  17  * of one-wayness.  For the RSA function, this is
  18  * an equivalent notion.
  19  */
  20
  21 #define OPENSSL_FIPSAPI
  22
  23
  24 #if !defined(OPENSSL_NO_SHA) && !defined(OPENSSL_NO_SHA1)
  25 #include <stdio.h>
  26 #include "cryptlib.h"
  27 #include <openssl/bn.h>
  28 #include <openssl/rsa.h>
  29 #include <openssl/evp.h>
  30 #include <openssl/rand.h>
  31 #include <openssl/sha.h>
  32
  33 int RSA_padding_add_PKCS1_OAEP(unsigned char *to, int tlen,
  34         const unsigned char *from, int flen,
  35         const unsigned char *param, int plen)
  36         {
  37         return RSA_padding_add_PKCS1_OAEP_mgf1(to, tlen, from, flen,
  38                                                 param, plen, NULL, NULL);
  39         }
  40
  41 int RSA_padding_add_PKCS1_OAEP_mgf1(unsigned char *to, int tlen,
  42         const unsigned char *from, int flen,
  43         const unsigned char *param, int plen,
  44         const EVP_MD *md, const EVP_MD *mgf1md)
  45         {
  46         int i, emlen = tlen - 1;
  47         unsigned char *db, *seed;
  48         unsigned char *dbmask, seedmask[EVP_MAX_MD_SIZE];
  49         int mdlen;
  50
  51         if (md == NULL)
  52                 md = EVP_sha1();
  53         if (mgf1md == NULL)
  54                 mgf1md = md;
  55
  56         mdlen = EVP_MD_size(md);
  57
  58         if (flen > emlen - 2 * mdlen - 1)
  59                 {
  60                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_OAEP_MGF1,
  61                    RSA_R_DATA_TOO_LARGE_FOR_KEY_SIZE);
  62                 return 0;
  63                 }
  64
  65         if (emlen < 2 * mdlen + 1)
  66                 {
  67                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_OAEP_MGF1, RSA_R_KEY_SIZE_TOO_SMALL);
  68                 return 0;
  69                 }
  70
  71         to[0] = 0;
  72         seed = to + 1;
  73         db = to + mdlen + 1;
  74
  75         if (!EVP_Digest((void *)param, plen, db, NULL, md, NULL))
  76                 return 0;
  77         memset(db + mdlen, 0,
  78                 emlen - flen - 2 * mdlen - 1);
  79         db[emlen - flen - mdlen - 1] = 0x01;
  80         memcpy(db + emlen - flen - mdlen, from, (unsigned int) flen);
  81         if (RAND_bytes(seed, mdlen) <= 0)
  82                 return 0;
  83 #ifdef PKCS_TESTVECT
  84         memcpy(seed,
  85            "\xaa\xfd\x12\xf6\x59\xca\xe6\x34\x89\xb4\x79\xe5\x07\x6d\xde\xc2\xf0\x6c\xb5\x8f",
  86            20);
  87 #endif
  88
  89         dbmask = OPENSSL_malloc(emlen - mdlen);
  90         if (dbmask == NULL)
  91                 {
  92                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_OAEP_MGF1, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
  93                 return 0;
  94                 }
  95
  96         if (PKCS1_MGF1(dbmask, emlen - mdlen, seed, mdlen, mgf1md) < 0)
  97                 return 0;
  98         for (i = 0; i < emlen - mdlen; i++)
  99                 db[i] ^= dbmask[i];
 100
 101         if (PKCS1_MGF1(seedmask, mdlen, db, emlen - mdlen, mgf1md) < 0)
 102                 return 0;
 103         for (i = 0; i < mdlen; i++)
 104                 seed[i] ^= seedmask[i];
 105
 106         OPENSSL_free(dbmask);
 107         return 1;
 108         }
 109
 110 int RSA_padding_check_PKCS1_OAEP(unsigned char *to, int tlen,
 111         const unsigned char *from, int flen, int num,
 112         const unsigned char *param, int plen)
 113         {
 114         return RSA_padding_check_PKCS1_OAEP_mgf1(to, tlen, from , flen, num,
 115                                                         param, plen,
 116                                                         NULL, NULL);
 117         }
 118
 119 int RSA_padding_check_PKCS1_OAEP_mgf1(unsigned char *to, int tlen,
 120         const unsigned char *from, int flen, int num,
 121         const unsigned char *param, int plen,
 122         const EVP_MD *md, const EVP_MD *mgf1md)
 123         {
 124         int i, dblen, mlen = -1;
 125         const unsigned char *maskeddb;
 126         int lzero;
 127         unsigned char *db = NULL, seed[EVP_MAX_MD_SIZE], phash[EVP_MAX_MD_SIZE];
 128         unsigned char *padded_from;
 129         int bad = 0;
 130         int mdlen;
 131
 132         if (md == NULL)
 133                 md = EVP_sha1();
 134         if (mgf1md == NULL)
 135                 mgf1md = md;
 136
 137         mdlen = EVP_MD_size(md);
 138
 139         if (--num < 2 * mdlen + 1)
 140                 /* 'num' is the length of the modulus, i.e. does not depend on the
 141                  * particular ciphertext. */
 142                 goto decoding_err;
 143
 144         lzero = num - flen;
 145         if (lzero < 0)
 146                 {
 147                 /* signalling this error immediately after detection might allow
 148                  * for side-channel attacks (e.g. timing if 'plen' is huge
 149                  * -- cf. James H. Manger, "A Chosen Ciphertext Attack on RSA Optimal
 150                  * Asymmetric Encryption Padding (OAEP) [...]", CRYPTO 2001),
 151                  * so we use a 'bad' flag */
 152                 bad = 1;
 153                 lzero = 0;
 154                 flen = num; /* don't overflow the memcpy to padded_from */
 155                 }
 156
 157         dblen = num - mdlen;
 158         db = OPENSSL_malloc(dblen + num);
 159         if (db == NULL)
 160                 {
 161                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_OAEP_MGF1, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 162                 return -1;
 163                 }
 164
 165         /* Always do this zero-padding copy (even when lzero == 0)
 166          * to avoid leaking timing info about the value of lzero. */
 167         padded_from = db + dblen;
 168         memset(padded_from, 0, lzero);
 169         memcpy(padded_from + lzero, from, flen);
 170
 171         maskeddb = padded_from + mdlen;
 172
 173         if (PKCS1_MGF1(seed, mdlen, maskeddb, dblen, mgf1md))
 174                 return -1;
 175         for (i = 0; i < mdlen; i++)
 176                 seed[i] ^= padded_from[i];
 177
 178         if (PKCS1_MGF1(db, dblen, seed, mdlen, mgf1md))
 179                 return -1;
 180         for (i = 0; i < dblen; i++)
 181                 db[i] ^= maskeddb[i];
 182
 183         if (!EVP_Digest((void *)param, plen, phash, NULL, md, NULL))
 184                 return -1;
 185
 186         if (CRYPTO_memcmp(db, phash, mdlen) != 0 || bad)
 187                 goto decoding_err;
 188         else
 189                 {
 190                 for (i = mdlen; i < dblen; i++)
 191                         if (db[i] != 0x00)
 192                                 break;
 193                 if (i == dblen || db[i] != 0x01)
 194                         goto decoding_err;
 195                 else
 196                         {
 197                         /* everything looks OK */
 198
 199                         mlen = dblen - ++i;
 200                         if (tlen < mlen)
 201                                 {
 202                                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_OAEP_MGF1, RSA_R_DATA_TOO_LARGE);
 203                                 mlen = -1;
 204                                 }
 205                         else
 206                                 memcpy(to, db + i, mlen);
 207                         }
 208                 }
 209         OPENSSL_free(db);
 210         return mlen;
 211
 212 decoding_err:
 213         /* to avoid chosen ciphertext attacks, the error message should not reveal
 214          * which kind of decoding error happened */
 215         RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_OAEP_MGF1, RSA_R_OAEP_DECODING_ERROR);
 216         if (db != NULL) OPENSSL_free(db);
 217         return -1;
 218         }
 219
 220 int PKCS1_MGF1(unsigned char *mask, long len,
 221         const unsigned char *seed, long seedlen, const EVP_MD *dgst)
 222         {
 223         long i, outlen = 0;
 224         unsigned char cnt[4];
 225         EVP_MD_CTX c;
 226         unsigned char md[EVP_MAX_MD_SIZE];
 227         int mdlen;
 228         int rv = -1;
 229
 230         EVP_MD_CTX_init(&c);
 231         mdlen = M_EVP_MD_size(dgst);
 232         if (mdlen < 0)
 233                 goto err;
 234         for (i = 0; outlen < len; i++)
 235                 {
 236                 cnt[0] = (unsigned char)((i >> 24) & 255);
 237                 cnt[1] = (unsigned char)((i >> 16) & 255);
 238                 cnt[2] = (unsigned char)((i >> 8)) & 255;
 239                 cnt[3] = (unsigned char)(i & 255);
 240                 if (!EVP_DigestInit_ex(&c,dgst, NULL)
 241                         || !EVP_DigestUpdate(&c, seed, seedlen)
 242                         || !EVP_DigestUpdate(&c, cnt, 4))
 243                         goto err;
 244                 if (outlen + mdlen <= len)
 245                         {
 246                         if (!EVP_DigestFinal_ex(&c, mask + outlen, NULL))
 247                                 goto err;
 248                         outlen += mdlen;
 249                         }
 250                 else
 251                         {
 252                         if (!EVP_DigestFinal_ex(&c, md, NULL))
 253                                 goto err;
 254                         memcpy(mask + outlen, md, len - outlen);
 255                         outlen = len;
 256                         }
 257                 }
 258         rv = 0;
 259         err:
 260         EVP_MD_CTX_cleanup(&c);
 261         return rv;
 262         }
 263
 264 #endif