crypto/cast/asm/cast-586.pl: +5% on PIII and remove obsolete readme.
[openssl.git] / ssl / s3_cbc.c
1 /* ssl/s3_cbc.c */
2 /* ====================================================================
3  * Copyright (c) 2012 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  *
9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
11  *
12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
14  *    the documentation and/or other materials provided with the
15  *    distribution.
16  *
17  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
18  *    software must display the following acknowledgment:
19  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
20  *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.openssl.org/)"
21  *
22  * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
23  *    endorse or promote products derived from this software without
24  *    prior written permission. For written permission, please contact
25  *    openssl-core@openssl.org.
26  *
27  * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
28  *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
29  *    permission of the OpenSSL Project.
30  *
31  * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
32  *    acknowledgment:
33  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
34  *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.openssl.org/)"
35  *
36  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
37  * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
38  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
39  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
40  * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
41  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
42  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
43  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
44  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
45  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
46  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
47  * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
48  * ====================================================================
49  *
50  * This product includes cryptographic software written by Eric Young
51  * (eay@cryptsoft.com).  This product includes software written by Tim
52  * Hudson (tjh@cryptsoft.com).
53  *
54  */
55
56 #include "../crypto/constant_time_locl.h"
57 #include "ssl_locl.h"
58
59 #include <openssl/md5.h>
60 #include <openssl/sha.h>
61
62 /* MAX_HASH_BIT_COUNT_BYTES is the maximum number of bytes in the hash's length
63  * field. (SHA-384/512 have 128-bit length.) */
64 #define MAX_HASH_BIT_COUNT_BYTES 16
65
66 /* MAX_HASH_BLOCK_SIZE is the maximum hash block size that we'll support.
67  * Currently SHA-384/512 has a 128-byte block size and that's the largest
68  * supported by TLS.) */
69 #define MAX_HASH_BLOCK_SIZE 128
70
71 /* ssl3_cbc_remove_padding removes padding from the decrypted, SSLv3, CBC
72  * record in |rec| by updating |rec->length| in constant time.
73  *
74  * block_size: the block size of the cipher used to encrypt the record.
75  * returns:
76  *   0: (in non-constant time) if the record is publicly invalid.
77  *   1: if the padding was valid
78  *  -1: otherwise. */
79 int ssl3_cbc_remove_padding(const SSL* s,
80                             SSL3_RECORD *rec,
81                             unsigned block_size,
82                             unsigned mac_size)
83         {
84         unsigned padding_length, good;
85         const unsigned overhead = 1 /* padding length byte */ + mac_size;
86
87         /* These lengths are all public so we can test them in non-constant
88          * time. */
89         if (overhead > rec->length)
90                 return 0;
91
92         padding_length = rec->data[rec->length-1];
93         good = constant_time_ge(rec->length, padding_length+overhead);
94         /* SSLv3 requires that the padding is minimal. */
95         good &= constant_time_ge(block_size, padding_length+1);
96         rec->length -= good & (padding_length+1);
97         return constant_time_select_int(good, 1, -1);
98         }
99
100 /* tls1_cbc_remove_padding removes the CBC padding from the decrypted, TLS, CBC
101  * record in |rec| in constant time and returns 1 if the padding is valid and
102  * -1 otherwise. It also removes any explicit IV from the start of the record
103  * without leaking any timing about whether there was enough space after the
104  * padding was removed.
105  *
106  * block_size: the block size of the cipher used to encrypt the record.
107  * returns:
108  *   0: (in non-constant time) if the record is publicly invalid.
109  *   1: if the padding was valid
110  *  -1: otherwise. */
111 int tls1_cbc_remove_padding(const SSL* s,
112                             SSL3_RECORD *rec,
113                             unsigned block_size,
114                             unsigned mac_size)
115         {
116         unsigned padding_length, good, to_check, i;
117         const unsigned overhead = 1 /* padding length byte */ + mac_size;
118         /* Check if version requires explicit IV */
119         if (SSL_USE_EXPLICIT_IV(s))
120                 {
121                 /* These lengths are all public so we can test them in
122                  * non-constant time.
123                  */
124                 if (overhead + block_size > rec->length)
125                         return 0;
126                 /* We can now safely skip explicit IV */
127                 rec->data += block_size;
128                 rec->input += block_size;
129                 rec->length -= block_size;
130                 rec->orig_len -= block_size;
131                 }
132         else if (overhead > rec->length)
133                 return 0;
134
135         padding_length = rec->data[rec->length-1];
136
137         /* NB: if compression is in operation the first packet may not be of
138          * even length so the padding bug check cannot be performed. This bug
139          * workaround has been around since SSLeay so hopefully it is either
140          * fixed now or no buggy implementation supports compression [steve]
141          */
142         if ( (s->options&SSL_OP_TLS_BLOCK_PADDING_BUG) && !s->expand)
143                 {
144                 /* First packet is even in size, so check */
145                 if ((memcmp(s->s3->read_sequence, "\0\0\0\0\0\0\0\0",8) == 0) &&
146                     !(padding_length & 1))
147                         {
148                         s->s3->flags|=TLS1_FLAGS_TLS_PADDING_BUG;
149                         }
150                 if ((s->s3->flags & TLS1_FLAGS_TLS_PADDING_BUG) &&
151                     padding_length > 0)
152                         {
153                         padding_length--;
154                         }
155                 }
156
157         if (EVP_CIPHER_flags(s->enc_read_ctx->cipher)&EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER)
158                 {
159                 /* padding is already verified */
160                 rec->length -= padding_length + 1;
161                 return 1;
162                 }
163
164         good = constant_time_ge(rec->length, overhead+padding_length);
165         /* The padding consists of a length byte at the end of the record and
166          * then that many bytes of padding, all with the same value as the
167          * length byte. Thus, with the length byte included, there are i+1
168          * bytes of padding.
169          *
170          * We can't check just |padding_length+1| bytes because that leaks
171          * decrypted information. Therefore we always have to check the maximum
172          * amount of padding possible. (Again, the length of the record is
173          * public information so we can use it.) */
174         to_check = 255; /* maximum amount of padding. */
175         if (to_check > rec->length-1)
176                 to_check = rec->length-1;
177
178         for (i = 0; i < to_check; i++)
179                 {
180                 unsigned char mask = constant_time_ge_8(padding_length, i);
181                 unsigned char b = rec->data[rec->length-1-i];
182                 /* The final |padding_length+1| bytes should all have the value
183                  * |padding_length|. Therefore the XOR should be zero. */
184                 good &= ~(mask&(padding_length ^ b));
185                 }
186
187         /* If any of the final |padding_length+1| bytes had the wrong value,
188          * one or more of the lower eight bits of |good| will be cleared.
189          */
190         good = constant_time_eq(0xff, good & 0xff);
191         rec->length -= good & (padding_length+1);
192
193         return constant_time_select_int(good, 1, -1);
194         }
195
196 /* ssl3_cbc_copy_mac copies |md_size| bytes from the end of |rec| to |out| in
197  * constant time (independent of the concrete value of rec->length, which may
198  * vary within a 256-byte window).
199  *
200  * ssl3_cbc_remove_padding or tls1_cbc_remove_padding must be called prior to
201  * this function.
202  *
203  * On entry:
204  *   rec->orig_len >= md_size
205  *   md_size <= EVP_MAX_MD_SIZE
206  *
207  * If CBC_MAC_ROTATE_IN_PLACE is defined then the rotation is performed with
208  * variable accesses in a 64-byte-aligned buffer. Assuming that this fits into
209  * a single or pair of cache-lines, then the variable memory accesses don't
210  * actually affect the timing. CPUs with smaller cache-lines [if any] are
211  * not multi-core and are not considered vulnerable to cache-timing attacks.
212  */
213 #define CBC_MAC_ROTATE_IN_PLACE
214
215 void ssl3_cbc_copy_mac(unsigned char* out,
216                        const SSL3_RECORD *rec,
217                        unsigned md_size)
218         {
219 #if defined(CBC_MAC_ROTATE_IN_PLACE)
220         unsigned char rotated_mac_buf[64+EVP_MAX_MD_SIZE];
221         unsigned char *rotated_mac;
222 #else
223         unsigned char rotated_mac[EVP_MAX_MD_SIZE];
224 #endif
225
226         /* mac_end is the index of |rec->data| just after the end of the MAC. */
227         unsigned mac_end = rec->length;
228         unsigned mac_start = mac_end - md_size;
229         /* scan_start contains the number of bytes that we can ignore because
230          * the MAC's position can only vary by 255 bytes. */
231         unsigned scan_start = 0;
232         unsigned i, j;
233         unsigned div_spoiler;
234         unsigned rotate_offset;
235
236         OPENSSL_assert(rec->orig_len >= md_size);
237         OPENSSL_assert(md_size <= EVP_MAX_MD_SIZE);
238
239 #if defined(CBC_MAC_ROTATE_IN_PLACE)
240         rotated_mac = rotated_mac_buf + ((0-(size_t)rotated_mac_buf)&63);
241 #endif
242
243         /* This information is public so it's safe to branch based on it. */
244         if (rec->orig_len > md_size + 255 + 1)
245                 scan_start = rec->orig_len - (md_size + 255 + 1);
246         /* div_spoiler contains a multiple of md_size that is used to cause the
247          * modulo operation to be constant time. Without this, the time varies
248          * based on the amount of padding when running on Intel chips at least.
249          *
250          * The aim of right-shifting md_size is so that the compiler doesn't
251          * figure out that it can remove div_spoiler as that would require it
252          * to prove that md_size is always even, which I hope is beyond it. */
253         div_spoiler = md_size >> 1;
254         div_spoiler <<= (sizeof(div_spoiler)-1)*8;
255         rotate_offset = (div_spoiler + mac_start - scan_start) % md_size;
256
257         memset(rotated_mac, 0, md_size);
258         for (i = scan_start, j = 0; i < rec->orig_len; i++)
259                 {
260                 unsigned char mac_started = constant_time_ge_8(i, mac_start);
261                 unsigned char mac_ended = constant_time_ge_8(i, mac_end);
262                 unsigned char b = rec->data[i];
263                 rotated_mac[j++] |= b & mac_started & ~mac_ended;
264                 j &= constant_time_lt(j,md_size);
265                 }
266
267         /* Now rotate the MAC */
268 #if defined(CBC_MAC_ROTATE_IN_PLACE)
269         j = 0;
270         for (i = 0; i < md_size; i++)
271                 {
272                 /* in case cache-line is 32 bytes, touch second line */
273                 ((volatile unsigned char *)rotated_mac)[rotate_offset^32];
274                 out[j++] = rotated_mac[rotate_offset++];
275                 rotate_offset &= constant_time_lt(rotate_offset,md_size);
276                 }
277 #else
278         memset(out, 0, md_size);
279         rotate_offset = md_size - rotate_offset;
280         rotate_offset &= constant_time_lt(rotate_offset,md_size);
281         for (i = 0; i < md_size; i++)
282                 {
283                 for (j = 0; j < md_size; j++)
284                         out[j] |= rotated_mac[i] & constant_time_eq_8(j, rotate_offset);
285                 rotate_offset++;
286                 rotate_offset &= constant_time_lt(rotate_offset,md_size);
287                 }
288 #endif
289         }
290
291 /* u32toLE serialises an unsigned, 32-bit number (n) as four bytes at (p) in
292  * little-endian order. The value of p is advanced by four. */
293 #define u32toLE(n, p) \
294         (*((p)++)=(unsigned char)(n), \
295          *((p)++)=(unsigned char)(n>>8), \
296          *((p)++)=(unsigned char)(n>>16), \
297          *((p)++)=(unsigned char)(n>>24))
298
299 /* These functions serialize the state of a hash and thus perform the standard
300  * "final" operation without adding the padding and length that such a function
301  * typically does. */
302 static void tls1_md5_final_raw(void* ctx, unsigned char *md_out)
303         {
304         MD5_CTX *md5 = ctx;
305         u32toLE(md5->A, md_out);
306         u32toLE(md5->B, md_out);
307         u32toLE(md5->C, md_out);
308         u32toLE(md5->D, md_out);
309         }
310
311 static void tls1_sha1_final_raw(void* ctx, unsigned char *md_out)
312         {
313         SHA_CTX *sha1 = ctx;
314         l2n(sha1->h0, md_out);
315         l2n(sha1->h1, md_out);
316         l2n(sha1->h2, md_out);
317         l2n(sha1->h3, md_out);
318         l2n(sha1->h4, md_out);
319         }
320 #define LARGEST_DIGEST_CTX SHA_CTX
321
322 #ifndef OPENSSL_NO_SHA256
323 static void tls1_sha256_final_raw(void* ctx, unsigned char *md_out)
324         {
325         SHA256_CTX *sha256 = ctx;
326         unsigned i;
327
328         for (i = 0; i < 8; i++)
329                 {
330                 l2n(sha256->h[i], md_out);
331                 }
332         }
333 #undef  LARGEST_DIGEST_CTX
334 #define LARGEST_DIGEST_CTX SHA256_CTX
335 #endif
336
337 #ifndef OPENSSL_NO_SHA512
338 static void tls1_sha512_final_raw(void* ctx, unsigned char *md_out)
339         {
340         SHA512_CTX *sha512 = ctx;
341         unsigned i;
342
343         for (i = 0; i < 8; i++)
344                 {
345                 l2n8(sha512->h[i], md_out);
346                 }
347         }
348 #undef  LARGEST_DIGEST_CTX
349 #define LARGEST_DIGEST_CTX SHA512_CTX
350 #endif
351
352 /* ssl3_cbc_record_digest_supported returns 1 iff |ctx| uses a hash function
353  * which ssl3_cbc_digest_record supports. */
354 char ssl3_cbc_record_digest_supported(const EVP_MD_CTX *ctx)
355         {
356 #ifdef OPENSSL_FIPS
357         if (FIPS_mode())
358                 return 0;
359 #endif
360         switch (EVP_MD_CTX_type(ctx))
361                 {
362                 case NID_md5:
363                 case NID_sha1:
364 #ifndef OPENSSL_NO_SHA256
365                 case NID_sha224:
366                 case NID_sha256:
367 #endif
368 #ifndef OPENSSL_NO_SHA512
369                 case NID_sha384:
370                 case NID_sha512:
371 #endif
372                         return 1;
373                 default:
374                         return 0;
375                 }
376         }
377
378 /* ssl3_cbc_digest_record computes the MAC of a decrypted, padded SSLv3/TLS
379  * record.
380  *
381  *   ctx: the EVP_MD_CTX from which we take the hash function.
382  *     ssl3_cbc_record_digest_supported must return true for this EVP_MD_CTX.
383  *   md_out: the digest output. At most EVP_MAX_MD_SIZE bytes will be written.
384  *   md_out_size: if non-NULL, the number of output bytes is written here.
385  *   header: the 13-byte, TLS record header.
386  *   data: the record data itself, less any preceding explicit IV.
387  *   data_plus_mac_size: the secret, reported length of the data and MAC
388  *     once the padding has been removed.
389  *   data_plus_mac_plus_padding_size: the public length of the whole
390  *     record, including padding.
391  *   is_sslv3: non-zero if we are to use SSLv3. Otherwise, TLS.
392  *
393  * On entry: by virtue of having been through one of the remove_padding
394  * functions, above, we know that data_plus_mac_size is large enough to contain
395  * a padding byte and MAC. (If the padding was invalid, it might contain the
396  * padding too. ) */
397 void ssl3_cbc_digest_record(
398         const EVP_MD_CTX *ctx,
399         unsigned char* md_out,
400         size_t* md_out_size,
401         const unsigned char header[13],
402         const unsigned char *data,
403         size_t data_plus_mac_size,
404         size_t data_plus_mac_plus_padding_size,
405         const unsigned char *mac_secret,
406         unsigned mac_secret_length,
407         char is_sslv3)
408         {
409         union { double align;
410                 unsigned char c[sizeof(LARGEST_DIGEST_CTX)]; } md_state;
411         void (*md_final_raw)(void *ctx, unsigned char *md_out);
412         void (*md_transform)(void *ctx, const unsigned char *block);
413         unsigned md_size, md_block_size = 64;
414         unsigned sslv3_pad_length = 40, header_length, variance_blocks,
415                  len, max_mac_bytes, num_blocks,
416                  num_starting_blocks, k, mac_end_offset, c, index_a, index_b;
417         unsigned int bits;      /* at most 18 bits */
418         unsigned char length_bytes[MAX_HASH_BIT_COUNT_BYTES];
419         /* hmac_pad is the masked HMAC key. */
420         unsigned char hmac_pad[MAX_HASH_BLOCK_SIZE];
421         unsigned char first_block[MAX_HASH_BLOCK_SIZE];
422         unsigned char mac_out[EVP_MAX_MD_SIZE];
423         unsigned i, j, md_out_size_u;
424         EVP_MD_CTX md_ctx;
425         /* mdLengthSize is the number of bytes in the length field that terminates
426         * the hash. */
427         unsigned md_length_size = 8;
428         char length_is_big_endian = 1;
429         int ret;
430
431         /* This is a, hopefully redundant, check that allows us to forget about
432          * many possible overflows later in this function. */
433         OPENSSL_assert(data_plus_mac_plus_padding_size < 1024*1024);
434
435         switch (EVP_MD_CTX_type(ctx))
436                 {
437                 case NID_md5:
438                         MD5_Init((MD5_CTX*)md_state.c);
439                         md_final_raw = tls1_md5_final_raw;
440                         md_transform = (void(*)(void *ctx, const unsigned char *block)) MD5_Transform;
441                         md_size = 16;
442                         sslv3_pad_length = 48;
443                         length_is_big_endian = 0;
444                         break;
445                 case NID_sha1:
446                         SHA1_Init((SHA_CTX*)md_state.c);
447                         md_final_raw = tls1_sha1_final_raw;
448                         md_transform = (void(*)(void *ctx, const unsigned char *block)) SHA1_Transform;
449                         md_size = 20;
450                         break;
451 #ifndef OPENSSL_NO_SHA256
452                 case NID_sha224:
453                         SHA224_Init((SHA256_CTX*)md_state.c);
454                         md_final_raw = tls1_sha256_final_raw;
455                         md_transform = (void(*)(void *ctx, const unsigned char *block)) SHA256_Transform;
456                         md_size = 224/8;
457                         break;
458                 case NID_sha256:
459                         SHA256_Init((SHA256_CTX*)md_state.c);
460                         md_final_raw = tls1_sha256_final_raw;
461                         md_transform = (void(*)(void *ctx, const unsigned char *block)) SHA256_Transform;
462                         md_size = 32;
463                         break;
464 #endif
465 #ifndef OPENSSL_NO_SHA512
466                 case NID_sha384:
467                         SHA384_Init((SHA512_CTX*)md_state.c);
468                         md_final_raw = tls1_sha512_final_raw;
469                         md_transform = (void(*)(void *ctx, const unsigned char *block)) SHA512_Transform;
470                         md_size = 384/8;
471                         md_block_size = 128;
472                         md_length_size = 16;
473                         break;
474                 case NID_sha512:
475                         SHA512_Init((SHA512_CTX*)md_state.c);
476                         md_final_raw = tls1_sha512_final_raw;
477                         md_transform = (void(*)(void *ctx, const unsigned char *block)) SHA512_Transform;
478                         md_size = 64;
479                         md_block_size = 128;
480                         md_length_size = 16;
481                         break;
482 #endif
483                 default:
484                         /* ssl3_cbc_record_digest_supported should have been
485                          * called first to check that the hash function is
486                          * supported. */
487                         OPENSSL_assert(0);
488                         if (md_out_size)
489                                 *md_out_size = -1;
490                         return;
491                 }
492
493         OPENSSL_assert(md_length_size <= MAX_HASH_BIT_COUNT_BYTES);
494         OPENSSL_assert(md_block_size <= MAX_HASH_BLOCK_SIZE);
495         OPENSSL_assert(md_size <= EVP_MAX_MD_SIZE);
496
497         header_length = 13;
498         if (is_sslv3)
499                 {
500                 header_length =
501                         mac_secret_length +
502                         sslv3_pad_length +
503                         8 /* sequence number */ +
504                         1 /* record type */ +
505                         2 /* record length */;
506                 }
507
508         /* variance_blocks is the number of blocks of the hash that we have to
509          * calculate in constant time because they could be altered by the
510          * padding value.
511          *
512          * In SSLv3, the padding must be minimal so the end of the plaintext
513          * varies by, at most, 15+20 = 35 bytes. (We conservatively assume that
514          * the MAC size varies from 0..20 bytes.) In case the 9 bytes of hash
515          * termination (0x80 + 64-bit length) don't fit in the final block, we
516          * say that the final two blocks can vary based on the padding.
517          *
518          * TLSv1 has MACs up to 48 bytes long (SHA-384) and the padding is not
519          * required to be minimal. Therefore we say that the final six blocks
520          * can vary based on the padding.
521          *
522          * Later in the function, if the message is short and there obviously
523          * cannot be this many blocks then variance_blocks can be reduced. */
524         variance_blocks = is_sslv3 ? 2 : 6;
525         /* From now on we're dealing with the MAC, which conceptually has 13
526          * bytes of `header' before the start of the data (TLS) or 71/75 bytes
527          * (SSLv3) */
528         len = data_plus_mac_plus_padding_size + header_length;
529         /* max_mac_bytes contains the maximum bytes of bytes in the MAC, including
530         * |header|, assuming that there's no padding. */
531         max_mac_bytes = len - md_size - 1;
532         /* num_blocks is the maximum number of hash blocks. */
533         num_blocks = (max_mac_bytes + 1 + md_length_size + md_block_size - 1) / md_block_size;
534         /* In order to calculate the MAC in constant time we have to handle
535          * the final blocks specially because the padding value could cause the
536          * end to appear somewhere in the final |variance_blocks| blocks and we
537          * can't leak where. However, |num_starting_blocks| worth of data can
538          * be hashed right away because no padding value can affect whether
539          * they are plaintext. */
540         num_starting_blocks = 0;
541         /* k is the starting byte offset into the conceptual header||data where
542          * we start processing. */
543         k = 0;
544         /* mac_end_offset is the index just past the end of the data to be
545          * MACed. */
546         mac_end_offset = data_plus_mac_size + header_length - md_size;
547         /* c is the index of the 0x80 byte in the final hash block that
548          * contains application data. */
549         c = mac_end_offset % md_block_size;
550         /* index_a is the hash block number that contains the 0x80 terminating
551          * value. */
552         index_a = mac_end_offset / md_block_size;
553         /* index_b is the hash block number that contains the 64-bit hash
554          * length, in bits. */
555         index_b = (mac_end_offset + md_length_size) / md_block_size;
556         /* bits is the hash-length in bits. It includes the additional hash
557          * block for the masked HMAC key, or whole of |header| in the case of
558          * SSLv3. */
559
560         /* For SSLv3, if we're going to have any starting blocks then we need
561          * at least two because the header is larger than a single block. */
562         if (num_blocks > variance_blocks + (is_sslv3 ? 1 : 0))
563                 {
564                 num_starting_blocks = num_blocks - variance_blocks;
565                 k = md_block_size*num_starting_blocks;
566                 }
567
568         bits = 8*mac_end_offset;
569         if (!is_sslv3)
570                 {
571                 /* Compute the initial HMAC block. For SSLv3, the padding and
572                  * secret bytes are included in |header| because they take more
573                  * than a single block. */
574                 bits += 8*md_block_size;
575                 memset(hmac_pad, 0, md_block_size);
576                 OPENSSL_assert(mac_secret_length <= sizeof(hmac_pad));
577                 memcpy(hmac_pad, mac_secret, mac_secret_length);
578                 for (i = 0; i < md_block_size; i++)
579                         hmac_pad[i] ^= 0x36;
580
581                 md_transform(md_state.c, hmac_pad);
582                 }
583
584         if (length_is_big_endian)
585                 {
586                 memset(length_bytes,0,md_length_size-4);
587                 length_bytes[md_length_size-4] = (unsigned char)(bits>>24);
588                 length_bytes[md_length_size-3] = (unsigned char)(bits>>16);
589                 length_bytes[md_length_size-2] = (unsigned char)(bits>>8);
590                 length_bytes[md_length_size-1] = (unsigned char)bits;
591                 }
592         else
593                 {
594                 memset(length_bytes,0,md_length_size);
595                 length_bytes[md_length_size-5] = (unsigned char)(bits>>24);
596                 length_bytes[md_length_size-6] = (unsigned char)(bits>>16);
597                 length_bytes[md_length_size-7] = (unsigned char)(bits>>8);
598                 length_bytes[md_length_size-8] = (unsigned char)bits;
599                 }
600
601         if (k > 0)
602                 {
603                 if (is_sslv3)
604                         {
605                         /* The SSLv3 header is larger than a single block.
606                          * overhang is the number of bytes beyond a single
607                          * block that the header consumes: either 7 bytes
608                          * (SHA1) or 11 bytes (MD5). */
609                         unsigned overhang = header_length-md_block_size;
610                         md_transform(md_state.c, header);
611                         memcpy(first_block, header + md_block_size, overhang);
612                         memcpy(first_block + overhang, data, md_block_size-overhang);
613                         md_transform(md_state.c, first_block);
614                         for (i = 1; i < k/md_block_size - 1; i++)
615                                 md_transform(md_state.c, data + md_block_size*i - overhang);
616                         }
617                 else
618                         {
619                         /* k is a multiple of md_block_size. */
620                         memcpy(first_block, header, 13);
621                         memcpy(first_block+13, data, md_block_size-13);
622                         md_transform(md_state.c, first_block);
623                         for (i = 1; i < k/md_block_size; i++)
624                                 md_transform(md_state.c, data + md_block_size*i - 13);
625                         }
626                 }
627
628         memset(mac_out, 0, sizeof(mac_out));
629
630         /* We now process the final hash blocks. For each block, we construct
631          * it in constant time. If the |i==index_a| then we'll include the 0x80
632          * bytes and zero pad etc. For each block we selectively copy it, in
633          * constant time, to |mac_out|. */
634         for (i = num_starting_blocks; i <= num_starting_blocks+variance_blocks; i++)
635                 {
636                 unsigned char block[MAX_HASH_BLOCK_SIZE];
637                 unsigned char is_block_a = constant_time_eq_8(i, index_a);
638                 unsigned char is_block_b = constant_time_eq_8(i, index_b);
639                 for (j = 0; j < md_block_size; j++)
640                         {
641                         unsigned char b = 0, is_past_c, is_past_cp1;
642                         if (k < header_length)
643                                 b = header[k];
644                         else if (k < data_plus_mac_plus_padding_size + header_length)
645                                 b = data[k-header_length];
646                         k++;
647
648                         is_past_c = is_block_a & constant_time_ge_8(j, c);
649                         is_past_cp1 = is_block_a & constant_time_ge_8(j, c+1);
650                         /* If this is the block containing the end of the
651                          * application data, and we are at the offset for the
652                          * 0x80 value, then overwrite b with 0x80. */
653                         b =  constant_time_select_8(is_past_c, 0x80, b);
654                         /* If this the the block containing the end of the
655                          * application data and we're past the 0x80 value then
656                          * just write zero. */
657                         b = b&~is_past_cp1;
658                         /* If this is index_b (the final block), but not
659                          * index_a (the end of the data), then the 64-bit
660                          * length didn't fit into index_a and we're having to
661                          * add an extra block of zeros. */
662                         b &= ~is_block_b | is_block_a;
663
664                         /* The final bytes of one of the blocks contains the
665                          * length. */
666                         if (j >= md_block_size - md_length_size)
667                                 {
668                                 /* If this is index_b, write a length byte. */
669                                 b = constant_time_select_8(
670                                         is_block_b, length_bytes[j-(md_block_size-md_length_size)], b);
671                                 }
672                         block[j] = b;
673                         }
674
675                 md_transform(md_state.c, block);
676                 md_final_raw(md_state.c, block);
677                 /* If this is index_b, copy the hash value to |mac_out|. */
678                 for (j = 0; j < md_size; j++)
679                         mac_out[j] |= block[j]&is_block_b;
680                 }
681
682         EVP_MD_CTX_init(&md_ctx);
683         EVP_DigestInit_ex(&md_ctx, ctx->digest, NULL /* engine */);
684         if (is_sslv3)
685                 {
686                 /* We repurpose |hmac_pad| to contain the SSLv3 pad2 block. */
687                 memset(hmac_pad, 0x5c, sslv3_pad_length);
688
689                 EVP_DigestUpdate(&md_ctx, mac_secret, mac_secret_length);
690                 EVP_DigestUpdate(&md_ctx, hmac_pad, sslv3_pad_length);
691                 EVP_DigestUpdate(&md_ctx, mac_out, md_size);
692                 }
693         else
694                 {
695                 /* Complete the HMAC in the standard manner. */
696                 for (i = 0; i < md_block_size; i++)
697                         hmac_pad[i] ^= 0x6a;
698
699                 EVP_DigestUpdate(&md_ctx, hmac_pad, md_block_size);
700                 EVP_DigestUpdate(&md_ctx, mac_out, md_size);
701                 }
702         ret = EVP_DigestFinal(&md_ctx, md_out, &md_out_size_u);
703         if (ret && md_out_size)
704                 *md_out_size = md_out_size_u;
705         EVP_MD_CTX_cleanup(&md_ctx);
706         }
707
708 #ifdef OPENSSL_FIPS
709
710 /* Due to the need to use EVP in FIPS mode we can't reimplement digests but
711  * we can ensure the number of blocks processed is equal for all cases
712  * by digesting additional data.
713  */
714
715 void tls_fips_digest_extra(
716         const EVP_CIPHER_CTX *cipher_ctx, EVP_MD_CTX *mac_ctx,
717         const unsigned char *data, size_t data_len, size_t orig_len)
718         {
719         size_t block_size, digest_pad, blocks_data, blocks_orig;
720         if (EVP_CIPHER_CTX_mode(cipher_ctx) != EVP_CIPH_CBC_MODE)
721                 return;
722         block_size = EVP_MD_CTX_block_size(mac_ctx);
723         /* We are in FIPS mode if we get this far so we know we have only SHA*
724          * digests and TLS to deal with.
725          * Minimum digest padding length is 17 for SHA384/SHA512 and 9
726          * otherwise.
727          * Additional header is 13 bytes. To get the number of digest blocks
728          * processed round up the amount of data plus padding to the nearest
729          * block length. Block length is 128 for SHA384/SHA512 and 64 otherwise.
730          * So we have:
731          * blocks = (payload_len + digest_pad + 13 + block_size - 1)/block_size
732          * equivalently:
733          * blocks = (payload_len + digest_pad + 12)/block_size + 1
734          * HMAC adds a constant overhead.
735          * We're ultimately only interested in differences so this becomes
736          * blocks = (payload_len + 29)/128
737          * for SHA384/SHA512 and
738          * blocks = (payload_len + 21)/64
739          * otherwise.
740          */
741         digest_pad = block_size == 64 ? 21 : 29;
742         blocks_orig = (orig_len + digest_pad)/block_size;
743         blocks_data = (data_len + digest_pad)/block_size;
744         /* MAC enough blocks to make up the difference between the original
745          * and actual lengths plus one extra block to ensure this is never a
746          * no op. The "data" pointer should always have enough space to
747          * perform this operation as it is large enough for a maximum
748          * length TLS buffer. 
749          */
750         EVP_DigestSignUpdate(mac_ctx, data,
751                                 (blocks_orig - blocks_data + 1) * block_size);
752         }
753 #endif