doc/man7/provider-keymgmt.pod

   1 =pod
   2
   3 =head1 NAME
   4
   5 provider-keymgmt - The KEYMGMT library E<lt>-E<gt> provider functions
   6
   7 =head1 SYNOPSIS
   8
   9  #include <openssl/core_dispatch.h>
  10
  11  /*
  12   * None of these are actual functions, but are displayed like this for
  13   * the function signatures for functions that are offered as function
  14   * pointers in OSSL_DISPATCH arrays.
  15   */
  16
  17  /* Key object (keydata) creation and destruction */
  18  void *OSSL_FUNC_keymgmt_new(void *provctx);
  19  void OSSL_FUNC_keymgmt_free(void *keydata);
  20
  21  /* Generation, a more complex constructor */
  22  void *OSSL_FUNC_keymgmt_gen_init(void *provctx, int selection,
  23                                   const OSSL_PARAM params[]);
  24  int OSSL_FUNC_keymgmt_gen_set_template(void *genctx, void *template);
  25  int OSSL_FUNC_keymgmt_gen_set_params(void *genctx, const OSSL_PARAM params[]);
  26  const OSSL_PARAM *OSSL_FUNC_keymgmt_gen_settable_params(void *genctx,
  27                                                          void *provctx);
  28  void *OSSL_FUNC_keymgmt_gen(void *genctx, OSSL_CALLBACK *cb, void *cbarg);
  29  void OSSL_FUNC_keymgmt_gen_cleanup(void *genctx);
  30
  31  /* Key loading by object reference, also a constructor */
  32  void *OSSL_FUNC_keymgmt_load(const void *reference, size_t *reference_sz);
  33
  34  /* Key object information */
  35  int OSSL_FUNC_keymgmt_get_params(void *keydata, OSSL_PARAM params[]);
  36  const OSSL_PARAM *OSSL_FUNC_keymgmt_gettable_params(void *provctx);
  37  int OSSL_FUNC_keymgmt_set_params(void *keydata, const OSSL_PARAM params[]);
  38  const OSSL_PARAM *OSSL_FUNC_keymgmt_settable_params(void *provctx);
  39
  40  /* Key object content checks */
  41  int OSSL_FUNC_keymgmt_has(const void *keydata, int selection);
  42  int OSSL_FUNC_keymgmt_match(const void *keydata1, const void *keydata2,
  43                              int selection);
  44
  45  /* Discovery of supported operations */
  46  const char *OSSL_FUNC_keymgmt_query_operation_name(int operation_id);
  47
  48  /* Key object import and export functions */
  49  int OSSL_FUNC_keymgmt_import(int selection, void *keydata, const OSSL_PARAM params[]);
  50  const OSSL_PARAM *OSSL_FUNC_keymgmt_import_types(int selection);
  51  int OSSL_FUNC_keymgmt_export(int selection, void *keydata,
  52                               OSSL_CALLBACK *param_cb, void *cbarg);
  53  const OSSL_PARAM *OSSL_FUNC_keymgmt_export_types(int selection);
  54
  55  /* Key object copy */
  56  int OSSL_FUNC_keymgmt_copy(void *keydata_to, const void *keydata_from, int selection);
  57
  58  /* Key object validation */
  59  int OSSL_FUNC_keymgmt_validate(const void *keydata, int selection, int checktype);
  60
  61 =head1 DESCRIPTION
  62
  63 The KEYMGMT operation doesn't have much public visibility in OpenSSL
  64 libraries, it's rather an internal operation that's designed to work
  65 in tandem with operations that use private/public key pairs.
  66
  67 Because the KEYMGMT operation shares knowledge with the operations it
  68 works with in tandem, they must belong to the same provider.
  69 The OpenSSL libraries will ensure that they do.
  70
  71 The primary responsibility of the KEYMGMT operation is to hold the
  72 provider side key data for the OpenSSL library EVP_PKEY structure.
  73
  74 All "functions" mentioned here are passed as function pointers between
  75 F<libcrypto> and the provider in B<OSSL_DISPATCH> arrays via
  76 B<OSSL_ALGORITHM> arrays that are returned by the provider's
  77 provider_query_operation() function
  78 (see L<provider-base(7)/Provider Functions>).
  79
  80 All these "functions" have a corresponding function type definition
  81 named B<OSSL_{name}_fn>, and a helper function to retrieve the
  82 function pointer from a B<OSSL_DISPATCH> element named
  83 B<OSSL_FUNC_{name}>.
  84 For example, the "function" OSSL_FUNC_keymgmt_new() has these:
  85
  86  typedef void *(OSSL_FUNC_keymgmt_new_fn)(void *provctx);
  87  static ossl_inline OSSL_FUNC_keymgmt_new_fn
  88      OSSL_FUNC_keymgmt_new(const OSSL_DISPATCH *opf);
  89
  90 B<OSSL_DISPATCH> arrays are indexed by numbers that are provided as
  91 macros in L<openssl-core_dispatch.h(7)>, as follows:
  92
  93  OSSL_FUNC_keymgmt_new                  OSSL_FUNC_KEYMGMT_NEW
  94  OSSL_FUNC_keymgmt_free                 OSSL_FUNC_KEYMGMT_FREE
  95
  96  OSSL_FUNC_keymgmt_gen_init             OSSL_FUNC_KEYMGMT_GEN_INIT
  97  OSSL_FUNC_keymgmt_gen_set_template     OSSL_FUNC_KEYMGMT_GEN_SET_TEMPLATE
  98  OSSL_FUNC_keymgmt_gen_set_params       OSSL_FUNC_KEYMGMT_GEN_SET_PARAMS
  99  OSSL_FUNC_keymgmt_gen_settable_params  OSSL_FUNC_KEYMGMT_GEN_SETTABLE_PARAMS
 100  OSSL_FUNC_keymgmt_gen                  OSSL_FUNC_KEYMGMT_GEN
 101  OSSL_FUNC_keymgmt_gen_cleanup          OSSL_FUNC_KEYMGMT_GEN_CLEANUP
 102
 103  OSSL_FUNC_keymgmt_load                 OSSL_FUNC_KEYMGMT_LOAD
 104
 105  OSSL_FUNC_keymgmt_get_params           OSSL_FUNC_KEYMGMT_GET_PARAMS
 106  OSSL_FUNC_keymgmt_gettable_params      OSSL_FUNC_KEYMGMT_GETTABLE_PARAMS
 107  OSSL_FUNC_keymgmt_set_params           OSSL_FUNC_KEYMGMT_SET_PARAMS
 108  OSSL_FUNC_keymgmt_settable_params      OSSL_FUNC_KEYMGMT_SETTABLE_PARAMS
 109
 110  OSSL_FUNC_keymgmt_query_operation_name OSSL_FUNC_KEYMGMT_QUERY_OPERATION_NAME
 111
 112  OSSL_FUNC_keymgmt_has                  OSSL_FUNC_KEYMGMT_HAS
 113  OSSL_FUNC_keymgmt_validate             OSSL_FUNC_KEYMGMT_VALIDATE
 114  OSSL_FUNC_keymgmt_match                OSSL_FUNC_KEYMGMT_MATCH
 115
 116  OSSL_FUNC_keymgmt_import               OSSL_FUNC_KEYMGMT_IMPORT
 117  OSSL_FUNC_keymgmt_import_types         OSSL_FUNC_KEYMGMT_IMPORT_TYPES
 118  OSSL_FUNC_keymgmt_export               OSSL_FUNC_KEYMGMT_EXPORT
 119  OSSL_FUNC_keymgmt_export_types         OSSL_FUNC_KEYMGMT_EXPORT_TYPES
 120
 121  OSSL_FUNC_keymgmt_copy                 OSSL_FUNC_KEYMGMT_COPY
 122
 123 =head2 Key Objects
 124
 125 A key object is a collection of data for an asymmetric key, and is
 126 represented as I<keydata> in this manual.
 127
 128 The exact contents of a key object are defined by the provider, and it
 129 is assumed that different operations in one and the same provider use
 130 the exact same structure to represent this collection of data, so that
 131 for example, a key object that has been created using the KEYMGMT
 132 interface that we document here can be passed as is to other provider
 133 operations, such as OP_signature_sign_init() (see
 134 L<provider-signature(7)>).
 135
 136 With some of the KEYMGMT functions, it's possible to select a specific
 137 subset of data to handle, governed by the bits in a I<selection>
 138 indicator.  The bits are:
 139
 140 =over 4
 141
 142 =item B<OSSL_KEYMGMT_SELECT_PRIVATE_KEY>
 143
 144 Indicating that the private key data in a key object should be
 145 considered.
 146
 147 =item B<OSSL_KEYMGMT_SELECT_PUBLIC_KEY>
 148
 149 Indicating that the public key data in a key object should be
 150 considered.
 151
 152 =item B<OSSL_KEYMGMT_SELECT_DOMAIN_PARAMETERS>
 153
 154 Indicating that the domain parameters in a key object should be
 155 considered.
 156
 157 =item B<OSSL_KEYMGMT_SELECT_OTHER_PARAMETERS>
 158
 159 Indicating that other parameters in a key object should be
 160 considered.
 161
 162 Other parameters are key parameters that don't fit any other
 163 classification.  In other words, this particular selector bit works as
 164 a last resort bit bucket selector.
 165
 166 =back
 167
 168 Some selector bits have also been combined for easier use:
 169
 170 =over 4
 171
 172 =item B<OSSL_KEYMGMT_SELECT_ALL_PARAMETERS>
 173
 174 Indicating that all key object parameters should be considered,
 175 regardless of their more granular classification.
 176
 177 =for comment This should used by EVP functions such as
 178 EVP_PKEY_copy_parameters() and EVP_PKEY_cmp_parameters()
 179
 180 This is a combination of B<OSSL_KEYMGMT_SELECT_DOMAIN_PARAMETERS> and
 181 B<OSSL_KEYMGMT_SELECT_OTHER_PARAMETERS>.
 182
 183 =for comment If more parameter categories are added, they should be
 184 mentioned here too.
 185
 186 =item B<OSSL_KEYMGMT_SELECT_KEYPAIR>
 187
 188 Indicating that both the whole key pair in a key object should be
 189 considered, i.e. the combination of public and private key.
 190
 191 This is a combination of B<OSSL_KEYMGMT_SELECT_PRIVATE_KEY> and
 192 B<OSSL_KEYMGMT_SELECT_PUBLIC_KEY>.
 193
 194 =item B<OSSL_KEYMGMT_SELECT_ALL>
 195
 196 Indicating that everything in a key object should be considered.
 197
 198 =back
 199
 200 The exact interpretation of those bits or how they combine is left to
 201 each function where you can specify a selector.
 202
 203 =for comment One might think that a combination of bits means that all
 204 the selected data subsets must be considered, but then you have to
 205 consider that when comparing key objects (future function), an
 206 implementation might opt to not compare the private key if it has
 207 compared the public key, since a match of one half implies a match of
 208 the other half.
 209
 210 =head2 Constructing and Destructing Functions
 211
 212 OSSL_FUNC_keymgmt_new() should create a provider side key object.  The
 213 provider context I<provctx> is passed and may be incorporated in the
 214 key object, but that is not mandatory.
 215
 216 OSSL_FUNC_keymgmt_free() should free the passed I<keydata>.
 217
 218 OSSL_FUNC_keymgmt_gen_init(), OSSL_FUNC_keymgmt_gen_set_template(),
 219 OSSL_FUNC_keymgmt_gen_set_params(), OSSL_FUNC_keymgmt_gen_settable_params(),
 220 OSSL_FUNC_keymgmt_gen() and OSSL_FUNC_keymgmt_gen_cleanup() work together as a
 221 more elaborate context based key object constructor.
 222
 223 OSSL_FUNC_keymgmt_gen_init() should create the key object generation context
 224 and initialize it with I<selections>, which will determine what kind
 225 of contents the key object to be generated should get.
 226 The I<params>, if not NULL, should be set on the context in a manner similar to
 227 using OSSL_FUNC_keymgmt_set_params().
 228
 229 OSSL_FUNC_keymgmt_gen_set_template() should add I<template> to the context
 230 I<genctx>.  The I<template> is assumed to be a key object constructed
 231 with the same KEYMGMT, and from which content that the implementation
 232 chooses can be used as a template for the key object to be generated.
 233 Typically, the generation of a DSA or DH key would get the domain
 234 parameters from this I<template>.
 235
 236 OSSL_FUNC_keymgmt_gen_set_params() should set additional parameters from
 237 I<params> in the key object generation context I<genctx>.
 238
 239 OSSL_FUNC_keymgmt_gen_settable_params() should return a constant array of
 240 descriptor B<OSSL_PARAM>, for parameters that OSSL_FUNC_keymgmt_gen_set_params()
 241 can handle.
 242
 243 OSSL_FUNC_keymgmt_gen() should perform the key object generation itself, and
 244 return the result.  The callback I<cb> should be called at regular
 245 intervals with indications on how the key object generation
 246 progresses.
 247
 248 OSSL_FUNC_keymgmt_gen_cleanup() should clean up and free the key object
 249 generation context I<genctx>
 250
 251 OSSL_FUNC_keymgmt_load() creates a provider side key object based on a
 252 I<reference> object with a size of I<reference_sz> bytes, that only the
 253 provider knows how to interpret, but that may come from other operations.
 254 Outside the provider, this reference is simply an array of bytes.
 255
 256 At least one of OSSL_FUNC_keymgmt_new(), OSSL_FUNC_keymgmt_gen() and
 257 OSSL_FUNC_keymgmt_load() are mandatory, as well as OSSL_FUNC_keymgmt_free().
 258 Additionally, if OSSL_FUNC_keymgmt_gen() is present, OSSL_FUNC_keymgmt_gen_init()
 259 and OSSL_FUNC_keymgmt_gen_cleanup() must be present as well.
 260
 261 =head2 Key Object Information Functions
 262
 263 OSSL_FUNC_keymgmt_get_params() should extract information data associated
 264 with the given I<keydata>, see L</Common Information Parameters>.
 265
 266 OSSL_FUNC_keymgmt_gettable_params() should return a constant array of
 267 descriptor B<OSSL_PARAM>, for parameters that OSSL_FUNC_keymgmt_get_params()
 268 can handle.
 269
 270 If OSSL_FUNC_keymgmt_gettable_params() is present, OSSL_FUNC_keymgmt_get_params()
 271 must also be present, and vice versa.
 272
 273 OSSL_FUNC_keymgmt_set_params() should update information data associated
 274 with the given I<keydata>, see L</Common Information Parameters>.
 275
 276 OSSL_FUNC_keymgmt_settable_params() should return a constant array of
 277 descriptor B<OSSL_PARAM>, for parameters that OSSL_FUNC_keymgmt_set_params()
 278 can handle.
 279
 280 If OSSL_FUNC_keymgmt_settable_params() is present, OSSL_FUNC_keymgmt_set_params()
 281 must also be present, and vice versa.
 282
 283 =head2 Key Object Checking Functions
 284
 285 OSSL_FUNC_keymgmt_query_operation_name() should return the name of the
 286 supported algorithm for the operation I<operation_id>.  This is
 287 similar to provider_query_operation() (see L<provider-base(7)>),
 288 but only works as an advisory.  If this function is not present, or
 289 returns NULL, the caller is free to assume that there's an algorithm
 290 from the same provider, of the same name as the one used to fetch the
 291 keymgmt and try to use that.
 292
 293 OSSL_FUNC_keymgmt_has() should check whether the given I<keydata> contains the subsets
 294 of data indicated by the I<selector>.  A combination of several
 295 selector bits must consider all those subsets, not just one.  An
 296 implementation is, however, free to consider an empty subset of data
 297 to still be a valid subset.
 298
 299 OSSL_FUNC_keymgmt_validate() should check if the I<keydata> contains valid
 300 data subsets indicated by I<selection>.  Some combined selections of
 301 data subsets may cause validation of the combined data.
 302 For example, the combination of B<OSSL_KEYMGMT_SELECT_PRIVATE_KEY> and
 303 B<OSSL_KEYMGMT_SELECT_PUBLIC_KEY> (or B<OSSL_KEYMGMT_SELECT_KEYPAIR>
 304 for short) is expected to check that the pairwise consistency of
 305 I<keydata> is valid. The I<checktype> parameter controls what type of check is
 306 performed on the subset of data. Two types of check are defined:
 307 B<OSSL_KEYMGMT_VALIDATE_FULL_CHECK> and B<OSSL_KEYMGMT_VALIDATE_QUICK_CHECK>.
 308 The interpretation of how much checking is performed in a full check versus a
 309 quick check is key type specific. Some providers may have no distinction
 310 between a full check and a quick check.
 311
 312 OSSL_FUNC_keymgmt_match() should check if the data subset indicated by
 313 I<selection> in I<keydata1> and I<keydata2> match.  It is assumed that
 314 the caller has ensured that I<keydata1> and I<keydata2> are both owned
 315 by the implementation of this function.
 316
 317 =head2 Key Object Import, Export and Copy Functions
 318
 319 OSSL_FUNC_keymgmt_import() should import data indicated by I<selection> into
 320 I<keydata> with values taken from the B<OSSL_PARAM> array I<params>.
 321
 322 OSSL_FUNC_keymgmt_export() should extract values indicated by I<selection>
 323 from I<keydata>, create an B<OSSL_PARAM> array with them and call
 324 I<param_cb> with that array as well as the given I<cbarg>.
 325
 326 OSSL_FUNC_keymgmt_import_types() should return a constant array of descriptor
 327 B<OSSL_PARAM> for data indicated by I<selection>, for parameters that
 328 OSSL_FUNC_keymgmt_import() can handle.
 329
 330 OSSL_FUNC_keymgmt_export_types() should return a constant array of descriptor
 331 B<OSSL_PARAM> for data indicated by I<selection>, that the
 332 OSSL_FUNC_keymgmt_export() callback can expect to receive.
 333
 334 OSSL_FUNC_keymgmt_copy() should copy data subsets indicated by I<selection>
 335 from I<keydata_from> to I<keydata_to>.  It is assumed that the caller
 336 has ensured that I<keydata_to> and I<keydata_from> are both owned by
 337 the implementation of this function.
 338
 339 =head2 Common Information Parameters
 340
 341 See L<OSSL_PARAM(3)> for further details on the parameters structure.
 342
 343 Common information parameters currently recognised by all built-in
 344 keymgmt algorithms are as follows:
 345
 346 =over 4
 347
 348 =item "bits" (B<OSSL_PKEY_PARAM_BITS>) <integer>
 349
 350 The value should be the cryptographic length of the cryptosystem to
 351 which the key belongs, in bits.  The definition of cryptographic
 352 length is specific to the key cryptosystem.
 353
 354 =item "max-size" (B<OSSL_PKEY_PARAM_MAX_SIZE>) <integer>
 355
 356 The value should be the maximum size that a caller should allocate to
 357 safely store a signature (called I<sig> in L<provider-signature(7)>),
 358 the result of asymmmetric encryption / decryption (I<out> in
 359 L<provider-asym_cipher(7)>, a derived secret (I<secret> in
 360 L<provider-keyexch(7)>, and similar data).
 361
 362 Because an EVP_KEYMGMT method is always tightly bound to another method
 363 (signature, asymmetric cipher, key exchange, ...) and must be of the
 364 same provider, this number only needs to be synchronised with the
 365 dimensions handled in the rest of the same provider.
 366
 367 =item "security-bits" (B<OSSL_PKEY_PARAM_SECURITY_BITS>) <integer>
 368
 369 The value should be the number of security bits of the given key.
 370 Bits of security is defined in SP800-57.
 371
 372 =back
 373
 374 =head1 RETURN VALUES
 375
 376 OSSL_FUNC_keymgmt_new() should return a valid reference to the newly created provider
 377 side key object, or NULL on failure.
 378
 379 OSSL_FUNC_keymgmt_import(), OSSL_FUNC_keymgmt_export(), OSSL_FUNC_keymgmt_get_params() and
 380 OSSL_FUNC_keymgmt_set_params() should return 1 for success or 0 on error.
 381
 382 OSSL_FUNC_keymgmt_validate() should return 1 on successful validation, or 0 on
 383 failure.
 384
 385 OSSL_FUNC_keymgmt_has() should return 1 if all the selected data subsets are contained
 386 in the given I<keydata> or 0 otherwise.
 387
 388 OSSL_FUNC_keymgmt_query_operation_name() should return a pointer to a string matching
 389 the requested operation, or NULL if the same name used to fetch the keymgmt
 390 applies.
 391
 392 OSSL_FUNC_keymgmt_gettable_params() and OSSL_FUNC_keymgmt_settable_params()
 393 OSSL_FUNC_keymgmt_import_types(), OSSL_FUNC_keymgmt_export_types()
 394 should
 395 always return a constant B<OSSL_PARAM> array.
 396
 397 =head1 SEE ALSO
 398
 399 L<provider(7)>,
 400 L<EVP_PKEY-X25519(7)>, L<EVP_PKEY-X448(7)>, L<EVP_PKEY-ED25519(7)>,
 401 L<EVP_PKEY-ED448(7)>, L<EVP_PKEY-EC(7)>, L<EVP_PKEY-RSA(7)>,
 402 L<EVP_PKEY-DSA(7)>, L<EVP_PKEY-DH(7)>
 403
 404 =head1 HISTORY
 405
 406 The KEYMGMT interface was introduced in OpenSSL 3.0.
 407
 408 =head1 COPYRIGHT
 409
 410 Copyright 2019-2021 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
 411
 412 Licensed under the Apache License 2.0 (the "License").  You may not use
 413 this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
 414 in the file LICENSE in the source distribution or at
 415 L<https://www.openssl.org/source/license.html>.
 416
 417 =cut