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_FIPSEVP
  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 static int MGF1(unsigned char *mask, long len,
  34         const unsigned char *seed, long seedlen);
  35
  36 int RSA_padding_add_PKCS1_OAEP(unsigned char *to, int tlen,
  37         const unsigned char *from, int flen,
  38         const unsigned char *param, int plen)
  39         {
  40         int i, emlen = tlen - 1;
  41         unsigned char *db, *seed;
  42         unsigned char *dbmask, seedmask[SHA_DIGEST_LENGTH];
  43
  44         if (flen > emlen - 2 * SHA_DIGEST_LENGTH - 1)
  45                 {
  46                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_OAEP,
  47                    RSA_R_DATA_TOO_LARGE_FOR_KEY_SIZE);
  48                 return 0;
  49                 }
  50
  51         if (emlen < 2 * SHA_DIGEST_LENGTH + 1)
  52                 {
  53                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_OAEP, RSA_R_KEY_SIZE_TOO_SMALL);
  54                 return 0;
  55                 }
  56
  57         to[0] = 0;
  58         seed = to + 1;
  59         db = to + SHA_DIGEST_LENGTH + 1;
  60
  61         if (!EVP_Digest((void *)param, plen, db, NULL, EVP_sha1(), NULL))
  62                 return 0;
  63         memset(db + SHA_DIGEST_LENGTH, 0,
  64                 emlen - flen - 2 * SHA_DIGEST_LENGTH - 1);
  65         db[emlen - flen - SHA_DIGEST_LENGTH - 1] = 0x01;
  66         memcpy(db + emlen - flen - SHA_DIGEST_LENGTH, from, (unsigned int) flen);
  67         if (RAND_bytes(seed, SHA_DIGEST_LENGTH) <= 0)
  68                 return 0;
  69 #ifdef PKCS_TESTVECT
  70         memcpy(seed,
  71            "\xaa\xfd\x12\xf6\x59\xca\xe6\x34\x89\xb4\x79\xe5\x07\x6d\xde\xc2\xf0\x6c\xb5\x8f",
  72            20);
  73 #endif
  74
  75         dbmask = OPENSSL_malloc(emlen - SHA_DIGEST_LENGTH);
  76         if (dbmask == NULL)
  77                 {
  78                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_OAEP, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
  79                 return 0;
  80                 }
  81
  82         if (MGF1(dbmask, emlen - SHA_DIGEST_LENGTH, seed, SHA_DIGEST_LENGTH) < 0)
  83                 return 0;
  84         for (i = 0; i < emlen - SHA_DIGEST_LENGTH; i++)
  85                 db[i] ^= dbmask[i];
  86
  87         if (MGF1(seedmask, SHA_DIGEST_LENGTH, db, emlen - SHA_DIGEST_LENGTH) < 0)
  88                 return 0;
  89         for (i = 0; i < SHA_DIGEST_LENGTH; i++)
  90                 seed[i] ^= seedmask[i];
  91
  92         OPENSSL_free(dbmask);
  93         return 1;
  94         }
  95
  96 int RSA_padding_check_PKCS1_OAEP(unsigned char *to, int tlen,
  97         const unsigned char *from, int flen, int num,
  98         const unsigned char *param, int plen)
  99         {
 100         int i, dblen, mlen = -1;
 101         const unsigned char *maskeddb;
 102         int lzero;
 103         unsigned char *db = NULL, seed[SHA_DIGEST_LENGTH], phash[SHA_DIGEST_LENGTH];
 104         unsigned char *padded_from;
 105         int bad = 0;
 106
 107         if (--num < 2 * SHA_DIGEST_LENGTH + 1)
 108                 /* 'num' is the length of the modulus, i.e. does not depend on the
 109                  * particular ciphertext. */
 110                 goto decoding_err;
 111
 112         lzero = num - flen;
 113         if (lzero < 0)
 114                 {
 115                 /* signalling this error immediately after detection might allow
 116                  * for side-channel attacks (e.g. timing if 'plen' is huge
 117                  * -- cf. James H. Manger, "A Chosen Ciphertext Attack on RSA Optimal
 118                  * Asymmetric Encryption Padding (OAEP) [...]", CRYPTO 2001),
 119                  * so we use a 'bad' flag */
 120                 bad = 1;
 121                 lzero = 0;
 122                 flen = num; /* don't overflow the memcpy to padded_from */
 123                 }
 124
 125         dblen = num - SHA_DIGEST_LENGTH;
 126         db = OPENSSL_malloc(dblen + num);
 127         if (db == NULL)
 128                 {
 129                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_OAEP, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 130                 return -1;
 131                 }
 132
 133         /* Always do this zero-padding copy (even when lzero == 0)
 134          * to avoid leaking timing info about the value of lzero. */
 135         padded_from = db + dblen;
 136         memset(padded_from, 0, lzero);
 137         memcpy(padded_from + lzero, from, flen);
 138
 139         maskeddb = padded_from + SHA_DIGEST_LENGTH;
 140
 141         if (MGF1(seed, SHA_DIGEST_LENGTH, maskeddb, dblen))
 142                 return -1;
 143         for (i = 0; i < SHA_DIGEST_LENGTH; i++)
 144                 seed[i] ^= padded_from[i];
 145
 146         if (MGF1(db, dblen, seed, SHA_DIGEST_LENGTH))
 147                 return -1;
 148         for (i = 0; i < dblen; i++)
 149                 db[i] ^= maskeddb[i];
 150
 151         if (!EVP_Digest((void *)param, plen, phash, NULL, EVP_sha1(), NULL))
 152                 return -1;
 153
 154         if (memcmp(db, phash, SHA_DIGEST_LENGTH) != 0 || bad)
 155                 goto decoding_err;
 156         else
 157                 {
 158                 for (i = SHA_DIGEST_LENGTH; i < dblen; i++)
 159                         if (db[i] != 0x00)
 160                                 break;
 161                 if (i == dblen || db[i] != 0x01)
 162                         goto decoding_err;
 163                 else
 164                         {
 165                         /* everything looks OK */
 166
 167                         mlen = dblen - ++i;
 168                         if (tlen < mlen)
 169                                 {
 170                                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_OAEP, RSA_R_DATA_TOO_LARGE);
 171                                 mlen = -1;
 172                                 }
 173                         else
 174                                 memcpy(to, db + i, mlen);
 175                         }
 176                 }
 177         OPENSSL_free(db);
 178         return mlen;
 179
 180 decoding_err:
 181         /* to avoid chosen ciphertext attacks, the error message should not reveal
 182          * which kind of decoding error happened */
 183         RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_OAEP, RSA_R_OAEP_DECODING_ERROR);
 184         if (db != NULL) OPENSSL_free(db);
 185         return -1;
 186         }
 187
 188 int PKCS1_MGF1(unsigned char *mask, long len,
 189         const unsigned char *seed, long seedlen, const EVP_MD *dgst)
 190         {
 191         long i, outlen = 0;
 192         unsigned char cnt[4];
 193         EVP_MD_CTX c;
 194         unsigned char md[EVP_MAX_MD_SIZE];
 195         int mdlen;
 196         int rv = -1;
 197
 198         EVP_MD_CTX_init(&c);
 199         mdlen = M_EVP_MD_size(dgst);
 200         if (mdlen < 0)
 201                 goto err;
 202         for (i = 0; outlen < len; i++)
 203                 {
 204                 cnt[0] = (unsigned char)((i >> 24) & 255);
 205                 cnt[1] = (unsigned char)((i >> 16) & 255);
 206                 cnt[2] = (unsigned char)((i >> 8)) & 255;
 207                 cnt[3] = (unsigned char)(i & 255);
 208                 if (!EVP_DigestInit_ex(&c,dgst, NULL)
 209                         || !EVP_DigestUpdate(&c, seed, seedlen)
 210                         || !EVP_DigestUpdate(&c, cnt, 4))
 211                         goto err;
 212                 if (outlen + mdlen <= len)
 213                         {
 214                         if (!EVP_DigestFinal_ex(&c, mask + outlen, NULL))
 215                                 goto err;
 216                         outlen += mdlen;
 217                         }
 218                 else
 219                         {
 220                         if (!EVP_DigestFinal_ex(&c, md, NULL))
 221                                 goto err;
 222                         memcpy(mask + outlen, md, len - outlen);
 223                         outlen = len;
 224                         }
 225                 }
 226         rv = 0;
 227         err:
 228         EVP_MD_CTX_cleanup(&c);
 229         return rv;
 230         }
 231
 232 static int MGF1(unsigned char *mask, long len, const unsigned char *seed,
 233                  long seedlen)
 234         {
 235         return PKCS1_MGF1(mask, len, seed, seedlen, EVP_sha1());
 236         }
 237 #endif