providers/implementations/ciphers/ciphercommon.c

   1 /*
   2  * Copyright 2019-2020 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 /*
  11  * Generic dispatch table functions for ciphers.
  12  */
  13
  14 #include "ciphercommon_local.h"
  15 #include "prov/provider_ctx.h"
  16 #include "prov/providercommonerr.h"
  17
  18 /*-
  19  * Generic cipher functions for OSSL_PARAM gettables and settables
  20  */
  21 static const OSSL_PARAM cipher_known_gettable_params[] = {
  22     OSSL_PARAM_uint(OSSL_CIPHER_PARAM_MODE, NULL),
  23     OSSL_PARAM_size_t(OSSL_CIPHER_PARAM_KEYLEN, NULL),
  24     OSSL_PARAM_size_t(OSSL_CIPHER_PARAM_IVLEN, NULL),
  25     OSSL_PARAM_size_t(OSSL_CIPHER_PARAM_BLOCK_SIZE, NULL),
  26     OSSL_PARAM_ulong(OSSL_CIPHER_PARAM_FLAGS, NULL),
  27     { OSSL_CIPHER_PARAM_TLS_MAC, OSSL_PARAM_OCTET_PTR, NULL, 0, OSSL_PARAM_UNMODIFIED },
  28     OSSL_PARAM_END
  29 };
  30 const OSSL_PARAM *cipher_generic_gettable_params(void)
  31 {
  32     return cipher_known_gettable_params;
  33 }
  34
  35 int cipher_generic_get_params(OSSL_PARAM params[], unsigned int md,
  36                               unsigned long flags,
  37                               size_t kbits, size_t blkbits, size_t ivbits)
  38 {
  39     OSSL_PARAM *p;
  40
  41     p = OSSL_PARAM_locate(params, OSSL_CIPHER_PARAM_MODE);
  42     if (p != NULL && !OSSL_PARAM_set_uint(p, md)) {
  43         ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_FAILED_TO_SET_PARAMETER);
  44         return 0;
  45     }
  46     p = OSSL_PARAM_locate(params, OSSL_CIPHER_PARAM_FLAGS);
  47     if (p != NULL && !OSSL_PARAM_set_ulong(p, flags)) {
  48         ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_FAILED_TO_SET_PARAMETER);
  49         return 0;
  50     }
  51     p = OSSL_PARAM_locate(params, OSSL_CIPHER_PARAM_KEYLEN);
  52     if (p != NULL && !OSSL_PARAM_set_size_t(p, kbits / 8)) {
  53         ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_FAILED_TO_SET_PARAMETER);
  54         return 0;
  55     }
  56     p = OSSL_PARAM_locate(params, OSSL_CIPHER_PARAM_BLOCK_SIZE);
  57     if (p != NULL && !OSSL_PARAM_set_size_t(p, blkbits / 8)) {
  58         ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_FAILED_TO_SET_PARAMETER);
  59         return 0;
  60     }
  61     p = OSSL_PARAM_locate(params, OSSL_CIPHER_PARAM_IVLEN);
  62     if (p != NULL && !OSSL_PARAM_set_size_t(p, ivbits / 8)) {
  63         ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_FAILED_TO_SET_PARAMETER);
  64         return 0;
  65     }
  66     return 1;
  67 }
  68
  69 CIPHER_DEFAULT_GETTABLE_CTX_PARAMS_START(cipher_generic)
  70 CIPHER_DEFAULT_GETTABLE_CTX_PARAMS_END(cipher_generic)
  71
  72 CIPHER_DEFAULT_SETTABLE_CTX_PARAMS_START(cipher_generic)
  73 OSSL_PARAM_uint(OSSL_CIPHER_PARAM_TLS_VERSION, NULL),
  74 OSSL_PARAM_size_t(OSSL_CIPHER_PARAM_TLS_MAC_SIZE, NULL),
  75 CIPHER_DEFAULT_SETTABLE_CTX_PARAMS_END(cipher_generic)
  76
  77 /*
  78  * Variable key length cipher functions for OSSL_PARAM settables
  79  */
  80
  81 int cipher_var_keylen_set_ctx_params(void *vctx, const OSSL_PARAM params[])
  82 {
  83     PROV_CIPHER_CTX *ctx = (PROV_CIPHER_CTX *)vctx;
  84     const OSSL_PARAM *p;
  85
  86     if (!cipher_generic_set_ctx_params(vctx, params))
  87         return 0;
  88     p = OSSL_PARAM_locate_const(params, OSSL_CIPHER_PARAM_KEYLEN);
  89     if (p != NULL) {
  90         size_t keylen;
  91
  92         if (!OSSL_PARAM_get_size_t(p, &keylen)) {
  93             ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_FAILED_TO_GET_PARAMETER);
  94             return 0;
  95         }
  96         ctx->keylen = keylen;
  97     }
  98     return 1;
  99 }
 100
 101 CIPHER_DEFAULT_SETTABLE_CTX_PARAMS_START(cipher_var_keylen)
 102 OSSL_PARAM_size_t(OSSL_CIPHER_PARAM_KEYLEN, NULL),
 103 CIPHER_DEFAULT_SETTABLE_CTX_PARAMS_END(cipher_var_keylen)
 104
 105 /*-
 106  * AEAD cipher functions for OSSL_PARAM gettables and settables
 107  */
 108 static const OSSL_PARAM cipher_aead_known_gettable_ctx_params[] = {
 109     OSSL_PARAM_size_t(OSSL_CIPHER_PARAM_KEYLEN, NULL),
 110     OSSL_PARAM_size_t(OSSL_CIPHER_PARAM_IVLEN, NULL),
 111     OSSL_PARAM_size_t(OSSL_CIPHER_PARAM_AEAD_TAGLEN, NULL),
 112     OSSL_PARAM_octet_string(OSSL_CIPHER_PARAM_IV, NULL, 0),
 113     OSSL_PARAM_octet_string(OSSL_CIPHER_PARAM_AEAD_TAG, NULL, 0),
 114     OSSL_PARAM_size_t(OSSL_CIPHER_PARAM_AEAD_TLS1_AAD_PAD, NULL),
 115     OSSL_PARAM_octet_string(OSSL_CIPHER_PARAM_AEAD_TLS1_GET_IV_GEN, NULL, 0),
 116     OSSL_PARAM_END
 117 };
 118 const OSSL_PARAM *cipher_aead_gettable_ctx_params(void)
 119 {
 120     return cipher_aead_known_gettable_ctx_params;
 121 }
 122
 123 static const OSSL_PARAM cipher_aead_known_settable_ctx_params[] = {
 124     OSSL_PARAM_size_t(OSSL_CIPHER_PARAM_AEAD_IVLEN, NULL),
 125     OSSL_PARAM_octet_string(OSSL_CIPHER_PARAM_AEAD_TAG, NULL, 0),
 126     OSSL_PARAM_octet_string(OSSL_CIPHER_PARAM_AEAD_TLS1_AAD, NULL, 0),
 127     OSSL_PARAM_octet_string(OSSL_CIPHER_PARAM_AEAD_TLS1_IV_FIXED, NULL, 0),
 128     OSSL_PARAM_octet_string(OSSL_CIPHER_PARAM_AEAD_TLS1_SET_IV_INV, NULL, 0),
 129     OSSL_PARAM_END
 130 };
 131 const OSSL_PARAM *cipher_aead_settable_ctx_params(void)
 132 {
 133     return cipher_aead_known_settable_ctx_params;
 134 }
 135
 136 static int cipher_generic_init_internal(PROV_CIPHER_CTX *ctx,
 137                                         const unsigned char *key, size_t keylen,
 138                                         const unsigned char *iv, size_t ivlen,
 139                                         int enc)
 140 {
 141     ctx->enc = enc ? 1 : 0;
 142
 143     if (iv != NULL && ctx->mode != EVP_CIPH_ECB_MODE) {
 144         if (!cipher_generic_initiv(ctx, iv, ivlen))
 145             return 0;
 146     }
 147     if (key != NULL) {
 148         if ((ctx->flags & EVP_CIPH_VARIABLE_LENGTH) == 0) {
 149             if (keylen != ctx->keylen) {
 150                 ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_INVALID_KEYLEN);
 151                 return 0;
 152             }
 153         } else {
 154             ctx->keylen = keylen;
 155         }
 156         return ctx->hw->init(ctx, key, ctx->keylen);
 157     }
 158     return 1;
 159 }
 160
 161 int cipher_generic_einit(void *vctx, const unsigned char *key, size_t keylen,
 162                          const unsigned char *iv, size_t ivlen)
 163 {
 164     return cipher_generic_init_internal((PROV_CIPHER_CTX *)vctx, key, keylen,
 165                                         iv, ivlen, 1);
 166 }
 167
 168 int cipher_generic_dinit(void *vctx, const unsigned char *key, size_t keylen,
 169                          const unsigned char *iv, size_t ivlen)
 170 {
 171     return cipher_generic_init_internal((PROV_CIPHER_CTX *)vctx, key, keylen,
 172                                         iv, ivlen, 0);
 173 }
 174
 175 int cipher_generic_block_update(void *vctx, unsigned char *out, size_t *outl,
 176                                 size_t outsize, const unsigned char *in,
 177                                 size_t inl)
 178 {
 179     size_t outlint = 0;
 180     PROV_CIPHER_CTX *ctx = (PROV_CIPHER_CTX *)vctx;
 181     size_t blksz = ctx->blocksize;
 182     size_t nextblocks;
 183
 184     if (ctx->tlsversion > 0) {
 185         /*
 186          * Each update call corresponds to a TLS record and is individually
 187          * padded
 188          */
 189
 190         /* Sanity check inputs */
 191         if (in == 0
 192                 || (inl % blksz) != 0
 193                 || in != out
 194                 || outsize < inl
 195                 || !ctx->pad) {
 196             ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_CIPHER_OPERATION_FAILED);
 197             return 0;
 198         }
 199
 200         /* Shouldn't normally fail */
 201         if (!ctx->hw->cipher(ctx, out, in, inl)) {
 202             ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_CIPHER_OPERATION_FAILED);
 203             return 0;
 204         }
 205
 206         /* This only fails if padding is publicly invalid */
 207         /* TODO(3.0): FIX ME FIX ME - Figure out aead */
 208         *outl = inl;
 209         if (!ctx->enc
 210                 && !tlsunpadblock(ctx->libctx, ctx->tlsversion, out, outl,
 211                                   blksz, &ctx->tlsmac, &ctx->alloced,
 212                                   ctx->tlsmacsize, 0)) {
 213             ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_CIPHER_OPERATION_FAILED);
 214             return 0;
 215         }
 216         return 1;
 217     }
 218
 219     if (ctx->bufsz != 0)
 220         nextblocks = fillblock(ctx->buf, &ctx->bufsz, blksz, &in, &inl);
 221     else
 222         nextblocks = inl & ~(blksz-1);
 223
 224     /*
 225      * If we're decrypting and we end an update on a block boundary we hold
 226      * the last block back in case this is the last update call and the last
 227      * block is padded.
 228      */
 229     if (ctx->bufsz == blksz && (ctx->enc || inl > 0 || !ctx->pad)) {
 230         if (outsize < blksz) {
 231             ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_OUTPUT_BUFFER_TOO_SMALL);
 232             return 0;
 233         }
 234         if (!ctx->hw->cipher(ctx, out, ctx->buf, blksz)) {
 235             ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_CIPHER_OPERATION_FAILED);
 236             return 0;
 237         }
 238         ctx->bufsz = 0;
 239         outlint = blksz;
 240         out += blksz;
 241     }
 242     if (nextblocks > 0) {
 243         if (!ctx->enc && ctx->pad && nextblocks == inl) {
 244             if (!ossl_assert(inl >= blksz)) {
 245                 ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_OUTPUT_BUFFER_TOO_SMALL);
 246                 return 0;
 247             }
 248             nextblocks -= blksz;
 249         }
 250         outlint += nextblocks;
 251         if (outsize < outlint) {
 252             ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_OUTPUT_BUFFER_TOO_SMALL);
 253             return 0;
 254         }
 255     }
 256     if (nextblocks > 0) {
 257         if (!ctx->hw->cipher(ctx, out, in, nextblocks)) {
 258             ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_CIPHER_OPERATION_FAILED);
 259             return 0;
 260         }
 261         in += nextblocks;
 262         inl -= nextblocks;
 263     }
 264     if (inl != 0 && !trailingdata(ctx->buf, &ctx->bufsz, blksz, &in, &inl)) {
 265         /* ERR_raise already called */
 266         return 0;
 267     }
 268
 269     *outl = outlint;
 270     return inl == 0;
 271 }
 272
 273 int cipher_generic_block_final(void *vctx, unsigned char *out, size_t *outl,
 274                                size_t outsize)
 275 {
 276     PROV_CIPHER_CTX *ctx = (PROV_CIPHER_CTX *)vctx;
 277     size_t blksz = ctx->blocksize;
 278
 279     if (ctx->tlsversion > 0) {
 280         /* We never finalize TLS, so this is an error */
 281         ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_CIPHER_OPERATION_FAILED);
 282         return 0;
 283     }
 284
 285     if (ctx->enc) {
 286         if (ctx->pad) {
 287             padblock(ctx->buf, &ctx->bufsz, blksz);
 288         } else if (ctx->bufsz == 0) {
 289             *outl = 0;
 290             return 1;
 291         } else if (ctx->bufsz != blksz) {
 292             ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_WRONG_FINAL_BLOCK_LENGTH);
 293             return 0;
 294         }
 295
 296         if (outsize < blksz) {
 297             ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_OUTPUT_BUFFER_TOO_SMALL);
 298             return 0;
 299         }
 300         if (!ctx->hw->cipher(ctx, out, ctx->buf, blksz)) {
 301             ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_CIPHER_OPERATION_FAILED);
 302             return 0;
 303         }
 304         ctx->bufsz = 0;
 305         *outl = blksz;
 306         return 1;
 307     }
 308
 309     /* Decrypting */
 310     if (ctx->bufsz != blksz) {
 311         if (ctx->bufsz == 0 && !ctx->pad) {
 312             *outl = 0;
 313             return 1;
 314         }
 315         ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_WRONG_FINAL_BLOCK_LENGTH);
 316         return 0;
 317     }
 318
 319     if (!ctx->hw->cipher(ctx, ctx->buf, ctx->buf, blksz)) {
 320         ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_CIPHER_OPERATION_FAILED);
 321         return 0;
 322     }
 323
 324     if (ctx->pad && !unpadblock(ctx->buf, &ctx->bufsz, blksz)) {
 325         /* ERR_raise already called */
 326         return 0;
 327     }
 328
 329     if (outsize < ctx->bufsz) {
 330         ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_OUTPUT_BUFFER_TOO_SMALL);
 331         return 0;
 332     }
 333     memcpy(out, ctx->buf, ctx->bufsz);
 334     *outl = ctx->bufsz;
 335     ctx->bufsz = 0;
 336     return 1;
 337 }
 338
 339 int cipher_generic_stream_update(void *vctx, unsigned char *out, size_t *outl,
 340                                  size_t outsize, const unsigned char *in,
 341                                  size_t inl)
 342 {
 343     PROV_CIPHER_CTX *ctx = (PROV_CIPHER_CTX *)vctx;
 344
 345     if (inl == 0) {
 346         *outl = 0;
 347         return 1;
 348     }
 349
 350     if (outsize < inl) {
 351         ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_OUTPUT_BUFFER_TOO_SMALL);
 352         return 0;
 353     }
 354
 355     if (!ctx->hw->cipher(ctx, out, in, inl)) {
 356         ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_CIPHER_OPERATION_FAILED);
 357         return 0;
 358     }
 359
 360     *outl = inl;
 361     return 1;
 362 }
 363 int cipher_generic_stream_final(void *vctx, unsigned char *out, size_t *outl,
 364                                 size_t outsize)
 365 {
 366     *outl = 0;
 367     return 1;
 368 }
 369
 370 int cipher_generic_cipher(void *vctx,
 371                           unsigned char *out, size_t *outl, size_t outsize,
 372                           const unsigned char *in, size_t inl)
 373 {
 374     PROV_CIPHER_CTX *ctx = (PROV_CIPHER_CTX *)vctx;
 375
 376     if (outsize < inl) {
 377         ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_OUTPUT_BUFFER_TOO_SMALL);
 378         return 0;
 379     }
 380
 381     if (!ctx->hw->cipher(ctx, out, in, inl)) {
 382         ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_CIPHER_OPERATION_FAILED);
 383         return 0;
 384     }
 385
 386     *outl = inl;
 387     return 1;
 388 }
 389
 390 int cipher_generic_get_ctx_params(void *vctx, OSSL_PARAM params[])
 391 {
 392     PROV_CIPHER_CTX *ctx = (PROV_CIPHER_CTX *)vctx;
 393     OSSL_PARAM *p;
 394
 395     p = OSSL_PARAM_locate(params, OSSL_CIPHER_PARAM_IVLEN);
 396     if (p != NULL && !OSSL_PARAM_set_size_t(p, ctx->ivlen)) {
 397         ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_FAILED_TO_SET_PARAMETER);
 398         return 0;
 399     }
 400     p = OSSL_PARAM_locate(params, OSSL_CIPHER_PARAM_PADDING);
 401     if (p != NULL && !OSSL_PARAM_set_uint(p, ctx->pad)) {
 402         ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_FAILED_TO_SET_PARAMETER);
 403         return 0;
 404     }
 405     p = OSSL_PARAM_locate(params, OSSL_CIPHER_PARAM_IV);
 406     if (p != NULL
 407         && !OSSL_PARAM_set_octet_ptr(p, &ctx->oiv, ctx->ivlen)
 408         && !OSSL_PARAM_set_octet_string(p, &ctx->oiv, ctx->ivlen)) {
 409         ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_FAILED_TO_SET_PARAMETER);
 410         return 0;
 411     }
 412     p = OSSL_PARAM_locate(params, OSSL_CIPHER_PARAM_NUM);
 413     if (p != NULL && !OSSL_PARAM_set_uint(p, ctx->num)) {
 414         ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_FAILED_TO_SET_PARAMETER);
 415         return 0;
 416     }
 417     p = OSSL_PARAM_locate(params, OSSL_CIPHER_PARAM_KEYLEN);
 418     if (p != NULL && !OSSL_PARAM_set_size_t(p, ctx->keylen)) {
 419         ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_FAILED_TO_SET_PARAMETER);
 420         return 0;
 421     }
 422     p = OSSL_PARAM_locate(params, OSSL_CIPHER_PARAM_TLS_MAC);
 423     if (p != NULL
 424         && !OSSL_PARAM_set_octet_ptr(p, ctx->tlsmac, ctx->tlsmacsize)) {
 425         ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_FAILED_TO_SET_PARAMETER);
 426         return 0;
 427     }
 428     return 1;
 429 }
 430
 431 int cipher_generic_set_ctx_params(void *vctx, const OSSL_PARAM params[])
 432 {
 433     PROV_CIPHER_CTX *ctx = (PROV_CIPHER_CTX *)vctx;
 434     const OSSL_PARAM *p;
 435
 436     p = OSSL_PARAM_locate_const(params, OSSL_CIPHER_PARAM_PADDING);
 437     if (p != NULL) {
 438         unsigned int pad;
 439
 440         if (!OSSL_PARAM_get_uint(p, &pad)) {
 441             ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_FAILED_TO_GET_PARAMETER);
 442             return 0;
 443         }
 444         ctx->pad = pad ? 1 : 0;
 445     }
 446     p = OSSL_PARAM_locate_const(params, OSSL_CIPHER_PARAM_TLS_VERSION);
 447     if (p != NULL) {
 448         if (!OSSL_PARAM_get_uint(p, &ctx->tlsversion)) {
 449             ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_FAILED_TO_GET_PARAMETER);
 450             return 0;
 451         }
 452     }
 453     p = OSSL_PARAM_locate_const(params, OSSL_CIPHER_PARAM_TLS_MAC_SIZE);
 454     if (p != NULL) {
 455         if (!OSSL_PARAM_get_size_t(p, &ctx->tlsmacsize)) {
 456             ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_FAILED_TO_GET_PARAMETER);
 457             return 0;
 458         }
 459     }
 460     p = OSSL_PARAM_locate_const(params, OSSL_CIPHER_PARAM_NUM);
 461     if (p != NULL) {
 462         unsigned int num;
 463
 464         if (!OSSL_PARAM_get_uint(p, &num)) {
 465             ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_FAILED_TO_GET_PARAMETER);
 466             return 0;
 467         }
 468         ctx->num = num;
 469     }
 470     return 1;
 471 }
 472
 473 int cipher_generic_initiv(PROV_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *iv,
 474                           size_t ivlen)
 475 {
 476     if (ivlen != ctx->ivlen
 477         || ivlen > sizeof(ctx->iv)) {
 478         ERR_raise(ERR_LIB_PROV, PROV_R_INVALID_IVLEN);
 479         return 0;
 480     }
 481     ctx->iv_set = 1;
 482     memcpy(ctx->iv, iv, ivlen);
 483     memcpy(ctx->oiv, iv, ivlen);
 484     return 1;
 485 }
 486
 487 void cipher_generic_initkey(void *vctx, size_t kbits, size_t blkbits,
 488                             size_t ivbits, unsigned int mode, uint64_t flags,
 489                             const PROV_CIPHER_HW *hw, void *provctx)
 490 {
 491     PROV_CIPHER_CTX *ctx = (PROV_CIPHER_CTX *)vctx;
 492
 493     ctx->flags = flags;
 494     ctx->pad = 1;
 495     ctx->keylen = ((kbits) / 8);
 496     ctx->ivlen = ((ivbits) / 8);
 497     ctx->hw = hw;
 498     ctx->mode = mode;
 499     ctx->blocksize = blkbits / 8;
 500     if (provctx != NULL)
 501         ctx->libctx = PROV_LIBRARY_CONTEXT_OF(provctx); /* used for rand */
 502 }