56e015d94e90f611e234e15179c6224f3e6d8c42
[openssl.git] / crypto / sm2 / sm2_pmeth.c
1 /*
2  * Copyright 2006-2018 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 #include "internal/cryptlib.h"
11 #include <openssl/asn1t.h>
12 #include <openssl/ec.h>
13 #include <openssl/evp.h>
14 #include "internal/evp_int.h"
15 #include "internal/sm2.h"
16 #include "internal/sm2err.h"
17
18 /* EC pkey context structure */
19
20 typedef struct {
21     /* Key and paramgen group */
22     EC_GROUP *gen_group;
23     /* message digest */
24     const EVP_MD *md;
25     /* Distinguishing Identifier, ISO/IEC 15946-3 */
26     uint8_t *id;
27     size_t id_len;
28     /* id_set indicates if the 'id' field is set (1) or not (0) */
29     int id_set;
30 } SM2_PKEY_CTX;
31
32 static int pkey_sm2_init(EVP_PKEY_CTX *ctx)
33 {
34     SM2_PKEY_CTX *smctx;
35
36     if ((smctx = OPENSSL_zalloc(sizeof(*smctx))) == NULL) {
37         SM2err(SM2_F_PKEY_SM2_INIT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
38         return 0;
39     }
40
41     ctx->data = smctx;
42     return 1;
43 }
44
45 static void pkey_sm2_cleanup(EVP_PKEY_CTX *ctx)
46 {
47     SM2_PKEY_CTX *smctx = ctx->data;
48
49     if (smctx != NULL) {
50         EC_GROUP_free(smctx->gen_group);
51         OPENSSL_free(smctx->id);
52         OPENSSL_free(smctx);
53         ctx->data = NULL;
54     }
55 }
56
57 static int pkey_sm2_copy(EVP_PKEY_CTX *dst, const EVP_PKEY_CTX *src)
58 {
59     SM2_PKEY_CTX *dctx, *sctx;
60
61     if (!pkey_sm2_init(dst))
62         return 0;
63     sctx = src->data;
64     dctx = dst->data;
65     if (sctx->gen_group != NULL) {
66         dctx->gen_group = EC_GROUP_dup(sctx->gen_group);
67         if (dctx->gen_group == NULL) {
68             pkey_sm2_cleanup(dst);
69             return 0;
70         }
71     }
72     if (sctx->id != NULL) {
73         dctx->id = OPENSSL_malloc(sctx->id_len);
74         if (dctx->id == NULL) {
75             SM2err(SM2_F_PKEY_SM2_COPY, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
76             pkey_sm2_cleanup(dst);
77             return 0;
78         }
79         memcpy(dctx->id, sctx->id, sctx->id_len);
80     }
81     dctx->id_len = sctx->id_len;
82     dctx->id_set = sctx->id_set;
83     dctx->md = sctx->md;
84
85     return 1;
86 }
87
88 static int pkey_sm2_sign(EVP_PKEY_CTX *ctx, unsigned char *sig, size_t *siglen,
89                          const unsigned char *tbs, size_t tbslen)
90 {
91     int ret;
92     unsigned int sltmp;
93     EC_KEY *ec = ctx->pkey->pkey.ec;
94     const int sig_sz = ECDSA_size(ctx->pkey->pkey.ec);
95
96     if (sig_sz <= 0) {
97         return 0;
98     }
99
100     if (sig == NULL) {
101         *siglen = (size_t)sig_sz;
102         return 1;
103     }
104
105     if (*siglen < (size_t)sig_sz) {
106         SM2err(SM2_F_PKEY_SM2_SIGN, SM2_R_BUFFER_TOO_SMALL);
107         return 0;
108     }
109
110     ret = sm2_sign(tbs, tbslen, sig, &sltmp, ec);
111
112     if (ret <= 0)
113         return ret;
114     *siglen = (size_t)sltmp;
115     return 1;
116 }
117
118 static int pkey_sm2_verify(EVP_PKEY_CTX *ctx,
119                            const unsigned char *sig, size_t siglen,
120                            const unsigned char *tbs, size_t tbslen)
121 {
122     EC_KEY *ec = ctx->pkey->pkey.ec;
123
124     return sm2_verify(tbs, tbslen, sig, siglen, ec);
125 }
126
127 static int pkey_sm2_encrypt(EVP_PKEY_CTX *ctx,
128                             unsigned char *out, size_t *outlen,
129                             const unsigned char *in, size_t inlen)
130 {
131     EC_KEY *ec = ctx->pkey->pkey.ec;
132     SM2_PKEY_CTX *dctx = ctx->data;
133     const EVP_MD *md = (dctx->md == NULL) ? EVP_sm3() : dctx->md;
134
135     if (out == NULL) {
136         if (!sm2_ciphertext_size(ec, md, inlen, outlen))
137             return -1;
138         else
139             return 1;
140     }
141
142     return sm2_encrypt(ec, md, in, inlen, out, outlen);
143 }
144
145 static int pkey_sm2_decrypt(EVP_PKEY_CTX *ctx,
146                             unsigned char *out, size_t *outlen,
147                             const unsigned char *in, size_t inlen)
148 {
149     EC_KEY *ec = ctx->pkey->pkey.ec;
150     SM2_PKEY_CTX *dctx = ctx->data;
151     const EVP_MD *md = (dctx->md == NULL) ? EVP_sm3() : dctx->md;
152
153     if (out == NULL) {
154         if (!sm2_plaintext_size(ec, md, inlen, outlen))
155             return -1;
156         else
157             return 1;
158     }
159
160     return sm2_decrypt(ec, md, in, inlen, out, outlen);
161 }
162
163 static int pkey_sm2_ctrl(EVP_PKEY_CTX *ctx, int type, int p1, void *p2)
164 {
165     SM2_PKEY_CTX *smctx = ctx->data;
166     EC_GROUP *group;
167     uint8_t *tmp_id;
168
169     switch (type) {
170     case EVP_PKEY_CTRL_EC_PARAMGEN_CURVE_NID:
171         group = EC_GROUP_new_by_curve_name(p1);
172         if (group == NULL) {
173             SM2err(SM2_F_PKEY_SM2_CTRL, SM2_R_INVALID_CURVE);
174             return 0;
175         }
176         EC_GROUP_free(smctx->gen_group);
177         smctx->gen_group = group;
178         return 1;
179
180     case EVP_PKEY_CTRL_EC_PARAM_ENC:
181         if (smctx->gen_group == NULL) {
182             SM2err(SM2_F_PKEY_SM2_CTRL, SM2_R_NO_PARAMETERS_SET);
183             return 0;
184         }
185         EC_GROUP_set_asn1_flag(smctx->gen_group, p1);
186         return 1;
187
188     case EVP_PKEY_CTRL_MD:
189         smctx->md = p2;
190         return 1;
191
192     case EVP_PKEY_CTRL_GET_MD:
193         *(const EVP_MD **)p2 = smctx->md;
194         return 1;
195
196     case EVP_PKEY_CTRL_SET1_ID:
197         if (p1 > 0) {
198             tmp_id = OPENSSL_malloc(p1);
199             if (tmp_id == NULL) {
200                 SM2err(SM2_F_PKEY_SM2_CTRL, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
201                 return 0;
202             }
203             memcpy(tmp_id, p2, p1);
204             OPENSSL_free(smctx->id);
205             smctx->id = tmp_id;
206         } else {
207             /* set null-ID */
208             OPENSSL_free(smctx->id);
209             smctx->id = NULL;
210         }
211         smctx->id_len = (size_t)p1;
212         smctx->id_set = 1;
213         return 1;
214
215     case EVP_PKEY_CTRL_GET1_ID:
216         memcpy(p2, smctx->id, smctx->id_len);
217         return 1;
218
219     case EVP_PKEY_CTRL_GET1_ID_LEN:
220         *(size_t *)p2 = smctx->id_len;
221         return 1;
222
223     case EVP_PKEY_CTRL_DIGESTINIT:
224         /* nothing to be inited, this is to suppress the error... */
225         return 1;
226
227     default:
228         return -2;
229     }
230 }
231
232 static int pkey_sm2_ctrl_str(EVP_PKEY_CTX *ctx,
233                              const char *type, const char *value)
234 {
235     uint8_t *hex_id;
236     long hex_len = 0;
237     int ret = 0;
238
239     if (strcmp(type, "ec_paramgen_curve") == 0) {
240         int nid = NID_undef;
241
242         if (((nid = EC_curve_nist2nid(value)) == NID_undef)
243             && ((nid = OBJ_sn2nid(value)) == NID_undef)
244             && ((nid = OBJ_ln2nid(value)) == NID_undef)) {
245             SM2err(SM2_F_PKEY_SM2_CTRL_STR, SM2_R_INVALID_CURVE);
246             return 0;
247         }
248         return EVP_PKEY_CTX_set_ec_paramgen_curve_nid(ctx, nid);
249     } else if (strcmp(type, "ec_param_enc") == 0) {
250         int param_enc;
251
252         if (strcmp(value, "explicit") == 0)
253             param_enc = 0;
254         else if (strcmp(value, "named_curve") == 0)
255             param_enc = OPENSSL_EC_NAMED_CURVE;
256         else
257             return -2;
258         return EVP_PKEY_CTX_set_ec_param_enc(ctx, param_enc);
259     } else if (strcmp(type, "sm2_id") == 0) {
260         return pkey_sm2_ctrl(ctx, EVP_PKEY_CTRL_SET1_ID,
261                              (int)strlen(value), (void *)value);
262     } else if (strcmp(type, "sm2_hex_id") == 0) {
263         /*
264          * TODO(3.0): reconsider the name "sm2_hex_id", OR change
265          * OSSL_PARAM_construct_from_text() / OSSL_PARAM_allocate_from_text()
266          * to handle infix "_hex_"
267          */
268         hex_id = OPENSSL_hexstr2buf((const char *)value, &hex_len);
269         if (hex_id == NULL) {
270             SM2err(SM2_F_PKEY_SM2_CTRL_STR, ERR_R_PASSED_INVALID_ARGUMENT);
271             return 0;
272         }
273         ret = pkey_sm2_ctrl(ctx, EVP_PKEY_CTRL_SET1_ID, (int)hex_len,
274                             (void *)hex_id);
275         OPENSSL_free(hex_id);
276         return ret;
277     }
278
279     return -2;
280 }
281
282 static int pkey_sm2_digest_custom(EVP_PKEY_CTX *ctx, EVP_MD_CTX *mctx)
283 {
284     uint8_t z[EVP_MAX_MD_SIZE];
285     SM2_PKEY_CTX *smctx = ctx->data;
286     EC_KEY *ec = ctx->pkey->pkey.ec;
287     const EVP_MD *md = EVP_MD_CTX_md(mctx);
288     int mdlen = EVP_MD_size(md);
289
290     if (!smctx->id_set) {
291         /*
292          * An ID value must be set. The specifications are not clear whether a
293          * NULL is allowed. We only allow it if set explicitly for maximum
294          * flexibility.
295          */
296         SM2err(SM2_F_PKEY_SM2_DIGEST_CUSTOM, SM2_R_ID_NOT_SET);
297         return 0;
298     }
299
300     if (mdlen < 0) {
301         SM2err(SM2_F_PKEY_SM2_DIGEST_CUSTOM, SM2_R_INVALID_DIGEST);
302         return 0;
303     }
304
305     /* get hashed prefix 'z' of tbs message */
306     if (!sm2_compute_z_digest(z, md, smctx->id, smctx->id_len, ec))
307         return 0;
308
309     return EVP_DigestUpdate(mctx, z, (size_t)mdlen);
310 }
311
312 const EVP_PKEY_METHOD sm2_pkey_meth = {
313     EVP_PKEY_SM2,
314     0,
315     pkey_sm2_init,
316     pkey_sm2_copy,
317     pkey_sm2_cleanup,
318
319     0,
320     0,
321
322     0,
323     0,
324
325     0,
326     pkey_sm2_sign,
327
328     0,
329     pkey_sm2_verify,
330
331     0, 0,
332
333     0, 0, 0, 0,
334
335     0,
336     pkey_sm2_encrypt,
337
338     0,
339     pkey_sm2_decrypt,
340
341     0,
342     0,
343     pkey_sm2_ctrl,
344     pkey_sm2_ctrl_str,
345
346     0, 0,
347
348     0, 0, 0,
349
350     pkey_sm2_digest_custom
351 };