FIPS mode RSA changes:
[openssl.git] / crypto / rsa / rsa_pss.c
1 /* rsa_pss.c */
2 /* Written by Dr Stephen N Henson (steve@openssl.org) for the OpenSSL
3  * project 2005.
4  */
5 /* ====================================================================
6  * Copyright (c) 2005 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
7  *
8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
9  * modification, are permitted provided that the following conditions
10  * are met:
11  *
12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer. 
14  *
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
17  *    the documentation and/or other materials provided with the
18  *    distribution.
19  *
20  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
21  *    software must display the following acknowledgment:
22  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
23  *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.OpenSSL.org/)"
24  *
25  * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
26  *    endorse or promote products derived from this software without
27  *    prior written permission. For written permission, please contact
28  *    licensing@OpenSSL.org.
29  *
30  * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
31  *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
32  *    permission of the OpenSSL Project.
33  *
34  * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
35  *    acknowledgment:
36  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
37  *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.OpenSSL.org/)"
38  *
39  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
40  * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
41  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
42  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
43  * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
44  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
45  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
46  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
47  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
48  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
49  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
50  * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
51  * ====================================================================
52  *
53  * This product includes cryptographic software written by Eric Young
54  * (eay@cryptsoft.com).  This product includes software written by Tim
55  * Hudson (tjh@cryptsoft.com).
56  *
57  */
58
59 #define OPENSSL_FIPSEVP
60
61 #include <stdio.h>
62 #include "cryptlib.h"
63 #include <openssl/bn.h>
64 #include <openssl/rsa.h>
65 #include <openssl/evp.h>
66 #include <openssl/rand.h>
67 #include <openssl/sha.h>
68 #include "rsa_locl.h"
69
70 static const unsigned char zeroes[] = {0,0,0,0,0,0,0,0};
71
72 #if defined(_MSC_VER) && defined(_ARM_)
73 #pragma optimize("g", off)
74 #endif
75
76 int RSA_verify_PKCS1_PSS(RSA *rsa, const unsigned char *mHash,
77                         const EVP_MD *Hash, const unsigned char *EM, int sLen)
78         {
79         return RSA_verify_PKCS1_PSS_mgf1(rsa, mHash, Hash, NULL, EM, sLen);
80         }
81
82 int RSA_verify_PKCS1_PSS_mgf1(RSA *rsa, const unsigned char *mHash,
83                         const EVP_MD *Hash, const EVP_MD *mgf1Hash,
84                         const unsigned char *EM, int sLen)
85         {
86         int i;
87         int ret = 0;
88         int hLen, maskedDBLen, MSBits, emLen;
89         const unsigned char *H;
90         unsigned char *DB = NULL;
91         EVP_MD_CTX ctx;
92         unsigned char H_[EVP_MAX_MD_SIZE];
93         EVP_MD_CTX_init(&ctx);
94
95         if (mgf1Hash == NULL)
96                 mgf1Hash = Hash;
97
98         hLen = M_EVP_MD_size(Hash);
99         if (hLen < 0)
100                 goto err;
101         /*
102          * Negative sLen has special meanings:
103          *      -1      sLen == hLen
104          *      -2      salt length is autorecovered from signature
105          *      -N      reserved
106          */
107         if      (sLen == -1)    sLen = hLen;
108         else if (sLen == -2)    sLen = -2;
109         else if (sLen < -2)
110                 {
111                 RSAerr(RSA_F_RSA_VERIFY_PKCS1_PSS, RSA_R_SLEN_CHECK_FAILED);
112                 goto err;
113                 }
114
115         MSBits = (BN_num_bits(rsa->n) - 1) & 0x7;
116         emLen = RSA_size(rsa);
117         if (EM[0] & (0xFF << MSBits))
118                 {
119                 RSAerr(RSA_F_RSA_VERIFY_PKCS1_PSS, RSA_R_FIRST_OCTET_INVALID);
120                 goto err;
121                 }
122         if (MSBits == 0)
123                 {
124                 EM++;
125                 emLen--;
126                 }
127         if (emLen < (hLen + sLen + 2)) /* sLen can be small negative */
128                 {
129                 RSAerr(RSA_F_RSA_VERIFY_PKCS1_PSS, RSA_R_DATA_TOO_LARGE);
130                 goto err;
131                 }
132         if (EM[emLen - 1] != 0xbc)
133                 {
134                 RSAerr(RSA_F_RSA_VERIFY_PKCS1_PSS, RSA_R_LAST_OCTET_INVALID);
135                 goto err;
136                 }
137         maskedDBLen = emLen - hLen - 1;
138         H = EM + maskedDBLen;
139         DB = OPENSSL_malloc(maskedDBLen);
140         if (!DB)
141                 {
142                 RSAerr(RSA_F_RSA_VERIFY_PKCS1_PSS, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
143                 goto err;
144                 }
145         if (PKCS1_MGF1(DB, maskedDBLen, H, hLen, mgf1Hash) < 0)
146                 goto err;
147         for (i = 0; i < maskedDBLen; i++)
148                 DB[i] ^= EM[i];
149         if (MSBits)
150                 DB[0] &= 0xFF >> (8 - MSBits);
151         for (i = 0; DB[i] == 0 && i < (maskedDBLen-1); i++) ;
152         if (DB[i++] != 0x1)
153                 {
154                 RSAerr(RSA_F_RSA_VERIFY_PKCS1_PSS, RSA_R_SLEN_RECOVERY_FAILED);
155                 goto err;
156                 }
157         if (sLen >= 0 && (maskedDBLen - i) != sLen)
158                 {
159                 RSAerr(RSA_F_RSA_VERIFY_PKCS1_PSS, RSA_R_SLEN_CHECK_FAILED);
160                 goto err;
161                 }
162         if (!EVP_DigestInit_ex(&ctx, Hash, NULL)
163                 || !EVP_DigestUpdate(&ctx, zeroes, sizeof zeroes)
164                 || !EVP_DigestUpdate(&ctx, mHash, hLen))
165                 goto err;
166         if (maskedDBLen - i)
167                 {
168                 if (!EVP_DigestUpdate(&ctx, DB + i, maskedDBLen - i))
169                         goto err;
170                 }
171         if (!EVP_DigestFinal_ex(&ctx, H_, NULL))
172                 goto err;
173         if (memcmp(H_, H, hLen))
174                 {
175                 RSAerr(RSA_F_RSA_VERIFY_PKCS1_PSS, RSA_R_BAD_SIGNATURE);
176                 ret = 0;
177                 }
178         else 
179                 ret = 1;
180
181         err:
182         if (DB)
183                 OPENSSL_free(DB);
184         EVP_MD_CTX_cleanup(&ctx);
185
186         return ret;
187
188         }
189
190 int RSA_padding_add_PKCS1_PSS(RSA *rsa, unsigned char *EM,
191                         const unsigned char *mHash,
192                         const EVP_MD *Hash, int sLen)
193         {
194         return RSA_padding_add_PKCS1_PSS_mgf1(rsa, EM, mHash, Hash, NULL, sLen);
195         }
196
197 int RSA_padding_add_PKCS1_PSS_mgf1(RSA *rsa, unsigned char *EM,
198                         const unsigned char *mHash,
199                         const EVP_MD *Hash, const EVP_MD *mgf1Hash, int sLen)
200         {
201         int i;
202         int ret = 0;
203         int hLen, maskedDBLen, MSBits, emLen;
204         unsigned char *H, *salt = NULL, *p;
205         EVP_MD_CTX ctx;
206
207         if (mgf1Hash == NULL)
208                 mgf1Hash = Hash;
209
210         hLen = M_EVP_MD_size(Hash);
211         if (hLen < 0)
212                 goto err;
213         /*
214          * Negative sLen has special meanings:
215          *      -1      sLen == hLen
216          *      -2      salt length is maximized
217          *      -N      reserved
218          */
219         if      (sLen == -1)    sLen = hLen;
220         else if (sLen == -2)    sLen = -2;
221         else if (sLen < -2)
222                 {
223                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_PSS, RSA_R_SLEN_CHECK_FAILED);
224                 goto err;
225                 }
226
227         MSBits = (BN_num_bits(rsa->n) - 1) & 0x7;
228         emLen = RSA_size(rsa);
229         if (MSBits == 0)
230                 {
231                 *EM++ = 0;
232                 emLen--;
233                 }
234         if (sLen == -2)
235                 {
236                 sLen = emLen - hLen - 2;
237                 }
238         else if (emLen < (hLen + sLen + 2))
239                 {
240                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_PSS,
241                    RSA_R_DATA_TOO_LARGE_FOR_KEY_SIZE);
242                 goto err;
243                 }
244         if (sLen > 0)
245                 {
246                 salt = OPENSSL_malloc(sLen);
247                 if (!salt)
248                         {
249                         RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_PSS,
250                                 ERR_R_MALLOC_FAILURE);
251                         goto err;
252                         }
253                 if (RAND_bytes(salt, sLen) <= 0)
254                         goto err;
255                 }
256         maskedDBLen = emLen - hLen - 1;
257         H = EM + maskedDBLen;
258         EVP_MD_CTX_init(&ctx);
259         if (!EVP_DigestInit_ex(&ctx, Hash, NULL)
260                 || !EVP_DigestUpdate(&ctx, zeroes, sizeof zeroes)
261                 || !EVP_DigestUpdate(&ctx, mHash, hLen))
262                 goto err;
263         if (sLen && !EVP_DigestUpdate(&ctx, salt, sLen))
264                 goto err;
265         if (!EVP_DigestFinal_ex(&ctx, H, NULL))
266                 goto err;
267         EVP_MD_CTX_cleanup(&ctx);
268
269         /* Generate dbMask in place then perform XOR on it */
270         if (PKCS1_MGF1(EM, maskedDBLen, H, hLen, mgf1Hash))
271                 goto err;
272
273         p = EM;
274
275         /* Initial PS XORs with all zeroes which is a NOP so just update
276          * pointer. Note from a test above this value is guaranteed to
277          * be non-negative.
278          */
279         p += emLen - sLen - hLen - 2;
280         *p++ ^= 0x1;
281         if (sLen > 0)
282                 {
283                 for (i = 0; i < sLen; i++)
284                         *p++ ^= salt[i];
285                 }
286         if (MSBits)
287                 EM[0] &= 0xFF >> (8 - MSBits);
288
289         /* H is already in place so just set final 0xbc */
290
291         EM[emLen - 1] = 0xbc;
292
293         ret = 1;
294
295         err:
296         if (salt)
297                 OPENSSL_free(salt);
298
299         return ret;
300
301         }
302
303 #if defined(_MSC_VER)
304 #pragma optimize("",on)
305 #endif