fips/rand/fips_rand_selftest.c

   1 /* ====================================================================
   2  * Copyright (c) 2003 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
   3  *
   4  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   5  * modification, are permitted provided that the following conditions
   6  * are met:
   7  *
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  *
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  13  *    the documentation and/or other materials provided with the
  14  *    distribution.
  15  *
  16  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
  17  *    software must display the following acknowledgment:
  18  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  19  *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.openssl.org/)"
  20  *
  21  * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
  22  *    endorse or promote products derived from this software without
  23  *    prior written permission. For written permission, please contact
  24  *    openssl-core@openssl.org.
  25  *
  26  * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
  27  *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
  28  *    permission of the OpenSSL Project.
  29  *
  30  * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
  31  *    acknowledgment:
  32  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  33  *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.openssl.org/)"
  34  *
  35  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
  36  * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  37  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  38  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
  39  * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  40  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  41  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  42  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  43  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
  44  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
  45  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
  46  * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  47  *
  48  */
  49
  50 #include <string.h>
  51 #include <openssl/err.h>
  52 #include <openssl/fips.h>
  53 #include <openssl/rand.h>
  54 #include <openssl/fips_rand.h>
  55
  56 #ifdef OPENSSL_FIPS
  57
  58 typedef struct {
  59     unsigned char DT[16];
  60     unsigned char V[16];
  61     unsigned char R[16];
  62 } AES_PRNG_TV;
  63
  64 /* The following test vectors are taken directly from the RGNVS spec */
  65
  66 static unsigned char aes_128_key[16] =
  67     { 0xf3, 0xb1, 0x66, 0x6d, 0x13, 0x60, 0x72, 0x42,
  68     0xed, 0x06, 0x1c, 0xab, 0xb8, 0xd4, 0x62, 0x02
  69 };
  70
  71 static AES_PRNG_TV aes_128_tv[] = {
  72     {
  73      /* DT */
  74      {0xe6, 0xb3, 0xbe, 0x78, 0x2a, 0x23, 0xfa, 0x62,
  75       0xd7, 0x1d, 0x4a, 0xfb, 0xb0, 0xe9, 0x22, 0xf9},
  76      /* V */
  77      {0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
  78       0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
  79      /* R */
  80      {0x59, 0x53, 0x1e, 0xd1, 0x3b, 0xb0, 0xc0, 0x55,
  81       0x84, 0x79, 0x66, 0x85, 0xc1, 0x2f, 0x76, 0x41}
  82      },
  83     {
  84      /* DT */
  85      {0xe6, 0xb3, 0xbe, 0x78, 0x2a, 0x23, 0xfa, 0x62,
  86       0xd7, 0x1d, 0x4a, 0xfb, 0xb0, 0xe9, 0x22, 0xfa},
  87      /* V */
  88      {0xc0, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
  89       0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
  90      /* R */
  91      {0x7c, 0x22, 0x2c, 0xf4, 0xca, 0x8f, 0xa2, 0x4c,
  92       0x1c, 0x9c, 0xb6, 0x41, 0xa9, 0xf3, 0x22, 0x0d}
  93      },
  94     {
  95      /* DT */
  96      {0xe6, 0xb3, 0xbe, 0x78, 0x2a, 0x23, 0xfa, 0x62,
  97       0xd7, 0x1d, 0x4a, 0xfb, 0xb0, 0xe9, 0x22, 0xfb},
  98      /* V */
  99      {0xe0, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
 100       0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
 101      /* R */
 102      {0x8a, 0xaa, 0x00, 0x39, 0x66, 0x67, 0x5b, 0xe5,
 103       0x29, 0x14, 0x28, 0x81, 0xa9, 0x4d, 0x4e, 0xc7}
 104      },
 105     {
 106      /* DT */
 107      {0xe6, 0xb3, 0xbe, 0x78, 0x2a, 0x23, 0xfa, 0x62,
 108       0xd7, 0x1d, 0x4a, 0xfb, 0xb0, 0xe9, 0x22, 0xfc},
 109      /* V */
 110      {0xf0, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
 111       0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
 112      /* R */
 113      {0x88, 0xdd, 0xa4, 0x56, 0x30, 0x24, 0x23, 0xe5,
 114       0xf6, 0x9d, 0xa5, 0x7e, 0x7b, 0x95, 0xc7, 0x3a}
 115      },
 116     {
 117      /* DT */
 118      {0xe6, 0xb3, 0xbe, 0x78, 0x2a, 0x23, 0xfa, 0x62,
 119       0xd7, 0x1d, 0x4a, 0xfb, 0xb0, 0xe9, 0x22, 0xfd},
 120      /* V */
 121      {0xf8, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
 122       0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
 123      /* R */
 124      {0x05, 0x25, 0x92, 0x46, 0x61, 0x79, 0xd2, 0xcb,
 125       0x78, 0xc4, 0x0b, 0x14, 0x0a, 0x5a, 0x9a, 0xc8}
 126      },
 127     {
 128      /* DT */
 129      {0xe6, 0xb3, 0xbe, 0x78, 0x2a, 0x23, 0xfa, 0x62,
 130       0xd7, 0x1d, 0x4a, 0xfb, 0xb0, 0xe9, 0x23, 0x77},
 131      /* V */
 132      {0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 133       0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfe},
 134      /* R */
 135      {0x0d, 0xd5, 0xa0, 0x36, 0x7a, 0x59, 0x26, 0xbc,
 136       0x48, 0xd9, 0x38, 0xbf, 0xf0, 0x85, 0x8f, 0xea}
 137      },
 138     {
 139      /* DT */
 140      {0xe6, 0xb3, 0xbe, 0x78, 0x2a, 0x23, 0xfa, 0x62,
 141       0xd7, 0x1d, 0x4a, 0xfb, 0xb0, 0xe9, 0x23, 0x78},
 142      /* V */
 143      {0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 144       0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff},
 145      /* R */
 146      {0xae, 0x53, 0x87, 0xee, 0x8c, 0xd9, 0x12, 0xf5,
 147       0x73, 0x53, 0xae, 0x03, 0xf9, 0xd5, 0x13, 0x33}
 148      },
 149 };
 150
 151 static unsigned char aes_192_key[24] =
 152     { 0x15, 0xd8, 0x78, 0x0d, 0x62, 0xd3, 0x25, 0x6e,
 153     0x44, 0x64, 0x10, 0x13, 0x60, 0x2b, 0xa9, 0xbc,
 154     0x4a, 0xfb, 0xca, 0xeb, 0x4c, 0x8b, 0x99, 0x3b
 155 };
 156
 157 static AES_PRNG_TV aes_192_tv[] = {
 158     {
 159      /* DT */
 160      {0x3f, 0xd8, 0xff, 0xe8, 0x80, 0x69, 0x8b, 0xc1,
 161       0xbf, 0x99, 0x7d, 0xa4, 0x24, 0x78, 0xf3, 0x4b},
 162      /* V */
 163      {0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
 164       0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
 165      /* R */
 166      {0x17, 0x07, 0xd5, 0x28, 0x19, 0x79, 0x1e, 0xef,
 167       0xa5, 0x0c, 0xbf, 0x25, 0xe5, 0x56, 0xb4, 0x93}
 168      },
 169     {
 170      /* DT */
 171      {0x3f, 0xd8, 0xff, 0xe8, 0x80, 0x69, 0x8b, 0xc1,
 172       0xbf, 0x99, 0x7d, 0xa4, 0x24, 0x78, 0xf3, 0x4c},
 173      /* V */
 174      {0xc0, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
 175       0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
 176      /* R */
 177      {0x92, 0x8d, 0xbe, 0x07, 0xdd, 0xc7, 0x58, 0xc0,
 178       0x6f, 0x35, 0x41, 0x9b, 0x17, 0xc9, 0xbd, 0x9b}
 179      },
 180     {
 181      /* DT */
 182      {0x3f, 0xd8, 0xff, 0xe8, 0x80, 0x69, 0x8b, 0xc1,
 183       0xbf, 0x99, 0x7d, 0xa4, 0x24, 0x78, 0xf3, 0x4d},
 184      /* V */
 185      {0xe0, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
 186       0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
 187      /* R */
 188      {0xd5, 0xde, 0xf4, 0x50, 0xf3, 0xb7, 0x10, 0x4e,
 189       0xb8, 0xc6, 0xf8, 0xcf, 0xe2, 0xb1, 0xca, 0xa2}
 190      },
 191     {
 192      /* DT */
 193      {0x3f, 0xd8, 0xff, 0xe8, 0x80, 0x69, 0x8b, 0xc1,
 194       0xbf, 0x99, 0x7d, 0xa4, 0x24, 0x78, 0xf3, 0x4e},
 195      /* V */
 196      {0xf0, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
 197       0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
 198      /* R */
 199      {0xce, 0x29, 0x08, 0x43, 0xfc, 0x34, 0x41, 0xe7,
 200       0x47, 0x8f, 0xb3, 0x66, 0x2b, 0x46, 0xb1, 0xbb}
 201      },
 202     {
 203      /* DT */
 204      {0x3f, 0xd8, 0xff, 0xe8, 0x80, 0x69, 0x8b, 0xc1,
 205       0xbf, 0x99, 0x7d, 0xa4, 0x24, 0x78, 0xf3, 0x4f},
 206      /* V */
 207      {0xf8, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
 208       0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
 209      /* R */
 210      {0xb3, 0x26, 0x0f, 0xf5, 0xd6, 0xca, 0xa8, 0xbf,
 211       0x89, 0xb8, 0x5e, 0x2f, 0x22, 0x56, 0x92, 0x2f}
 212      },
 213     {
 214      /* DT */
 215      {0x3f, 0xd8, 0xff, 0xe8, 0x80, 0x69, 0x8b, 0xc1,
 216       0xbf, 0x99, 0x7d, 0xa4, 0x24, 0x78, 0xf3, 0xc9},
 217      /* V */
 218      {0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 219       0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfe},
 220      /* R */
 221      {0x05, 0xeb, 0x18, 0x52, 0x34, 0x43, 0x00, 0x43,
 222       0x6e, 0x5a, 0xa5, 0xfe, 0x7b, 0x32, 0xc4, 0x2d}
 223      },
 224     {
 225      /* DT */
 226      {0x3f, 0xd8, 0xff, 0xe8, 0x80, 0x69, 0x8b, 0xc1,
 227       0xbf, 0x99, 0x7d, 0xa4, 0x24, 0x78, 0xf3, 0xca},
 228      /* V */
 229      {0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 230       0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff},
 231      /* R */
 232      {0x15, 0x3c, 0xe8, 0xd1, 0x04, 0xc7, 0xad, 0x50,
 233       0x0b, 0xf0, 0x07, 0x16, 0xe7, 0x56, 0x7a, 0xea}
 234      },
 235 };
 236
 237 static unsigned char aes_256_key[32] =
 238     { 0x6d, 0x14, 0x06, 0x6c, 0xb6, 0xd8, 0x21, 0x2d,
 239     0x82, 0x8d, 0xfa, 0xf2, 0x7a, 0x03, 0xb7, 0x9f,
 240     0x0c, 0xc7, 0x3e, 0xcd, 0x76, 0xeb, 0xee, 0xb5,
 241     0x21, 0x05, 0x8c, 0x4f, 0x31, 0x7a, 0x80, 0xbb
 242 };
 243
 244 static AES_PRNG_TV aes_256_tv[] = {
 245     {
 246      /* DT */
 247      {0xda, 0x3a, 0x41, 0xec, 0x1d, 0xa3, 0xb0, 0xd5,
 248       0xf2, 0xa9, 0x4e, 0x34, 0x74, 0x8e, 0x9e, 0x88},
 249      /* V */
 250      {0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
 251       0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
 252      /* R */
 253      {0x35, 0xc7, 0xef, 0xa7, 0x78, 0x4d, 0x29, 0xbc,
 254       0x82, 0x79, 0x99, 0xfb, 0xd0, 0xb3, 0x3b, 0x72}
 255      },
 256     {
 257      /* DT */
 258      {0xda, 0x3a, 0x41, 0xec, 0x1d, 0xa3, 0xb0, 0xd5,
 259       0xf2, 0xa9, 0x4e, 0x34, 0x74, 0x8e, 0x9e, 0x89},
 260      /* V */
 261      {0xc0, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
 262       0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
 263      /* R */
 264      {0x6c, 0xf4, 0x42, 0x5d, 0xc7, 0x04, 0x1a, 0x41,
 265       0x28, 0x2a, 0x78, 0xa9, 0xb0, 0x12, 0xc4, 0x95}
 266      },
 267     {
 268      /* DT */
 269      {0xda, 0x3a, 0x41, 0xec, 0x1d, 0xa3, 0xb0, 0xd5,
 270       0xf2, 0xa9, 0x4e, 0x34, 0x74, 0x8e, 0x9e, 0x8a},
 271      /* V */
 272      {0xe0, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
 273       0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
 274      /* R */
 275      {0x16, 0x90, 0xa4, 0xff, 0x7b, 0x7e, 0xb9, 0x30,
 276       0xdb, 0x67, 0x4b, 0xac, 0x2d, 0xe1, 0xd1, 0x75}
 277      },
 278     {
 279      /* DT */
 280      {0xda, 0x3a, 0x41, 0xec, 0x1d, 0xa3, 0xb0, 0xd5,
 281       0xf2, 0xa9, 0x4e, 0x34, 0x74, 0x8e, 0x9e, 0x8b},
 282      /* V */
 283      {0xf0, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
 284       0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
 285      /* R */
 286      {0x14, 0x6f, 0xf5, 0x95, 0xa1, 0x46, 0x65, 0x30,
 287       0xbc, 0x57, 0xe2, 0x4a, 0xf7, 0x45, 0x62, 0x05}
 288      },
 289     {
 290      /* DT */
 291      {0xda, 0x3a, 0x41, 0xec, 0x1d, 0xa3, 0xb0, 0xd5,
 292       0xf2, 0xa9, 0x4e, 0x34, 0x74, 0x8e, 0x9e, 0x8c},
 293      /* V */
 294      {0xf8, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
 295       0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00},
 296      /* R */
 297      {0x96, 0xe2, 0xb4, 0x1e, 0x66, 0x5e, 0x0f, 0xa4,
 298       0xc5, 0xcd, 0xa2, 0x07, 0xcc, 0xb7, 0x94, 0x40}
 299      },
 300     {
 301      /* DT */
 302      {0xda, 0x3a, 0x41, 0xec, 0x1d, 0xa3, 0xb0, 0xd5,
 303       0xf2, 0xa9, 0x4e, 0x34, 0x74, 0x8e, 0x9f, 0x06},
 304      /* V */
 305      {0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 306       0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfe},
 307      /* R */
 308      {0x61, 0xce, 0x1d, 0x6a, 0x48, 0x75, 0x97, 0x28,
 309       0x4b, 0x41, 0xde, 0x18, 0x44, 0x4f, 0x56, 0xec}
 310      },
 311     {
 312      /* DT */
 313      {0xda, 0x3a, 0x41, 0xec, 0x1d, 0xa3, 0xb0, 0xd5,
 314       0xf2, 0xa9, 0x4e, 0x34, 0x74, 0x8e, 0x9f, 0x07},
 315      /* V */
 316      {0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 317       0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff},
 318      /* R */
 319      {0x52, 0x89, 0x59, 0x79, 0x2d, 0xaa, 0x28, 0xb3,
 320       0xb0, 0x8a, 0x3e, 0x70, 0xfa, 0x71, 0x59, 0x84}
 321      },
 322 };
 323
 324 void FIPS_corrupt_rng()
 325 {
 326     aes_192_tv[0].V[0]++;
 327 }
 328
 329 # define fips_rand_test(key, tv) \
 330         do_rand_test(key, sizeof key, tv, sizeof(tv)/sizeof(AES_PRNG_TV))
 331
 332 static int do_rand_test(unsigned char *key, int keylen,
 333                         AES_PRNG_TV * tv, int ntv)
 334 {
 335     unsigned char R[16];
 336     int i;
 337     if (!FIPS_rand_set_key(key, keylen))
 338         return 0;
 339     for (i = 0; i < ntv; i++) {
 340         FIPS_rand_seed(tv[i].V, 16);
 341         FIPS_rand_set_dt(tv[i].DT);
 342         FIPS_rand_bytes(R, 16);
 343         if (memcmp(R, tv[i].R, 16))
 344             return 0;
 345     }
 346     return 1;
 347 }
 348
 349 int FIPS_selftest_rng()
 350 {
 351     FIPS_rand_reset();
 352     if (!FIPS_rand_test_mode()) {
 353         FIPSerr(FIPS_F_FIPS_SELFTEST_RNG, FIPS_R_SELFTEST_FAILED);
 354         return 0;
 355     }
 356     if (!fips_rand_test(aes_128_key, aes_128_tv)
 357         || !fips_rand_test(aes_192_key, aes_192_tv)
 358         || !fips_rand_test(aes_256_key, aes_256_tv)) {
 359         FIPSerr(FIPS_F_FIPS_SELFTEST_RNG, FIPS_R_SELFTEST_FAILED);
 360         return 0;
 361     }
 362     FIPS_rand_reset();
 363     return 1;
 364 }
 365
 366 #endif