key zeroization fix for a branch path of tls13_final_finish_mac
[openssl.git] / ssl / tls13_enc.c
1 /*
2  * Copyright 2016-2018 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
3  *
4  * Licensed under the OpenSSL license (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 <stdlib.h>
11 #include "ssl_locl.h"
12 #include "internal/cryptlib.h"
13 #include <openssl/evp.h>
14 #include <openssl/kdf.h>
15
16 #define TLS13_MAX_LABEL_LEN     246
17
18 /* Always filled with zeros */
19 static const unsigned char default_zeros[EVP_MAX_MD_SIZE];
20
21 /*
22  * Given a |secret|; a |label| of length |labellen|; and |data| of length
23  * |datalen| (e.g. typically a hash of the handshake messages), derive a new
24  * secret |outlen| bytes long and store it in the location pointed to be |out|.
25  * The |data| value may be zero length. Returns 1 on success  0 on failure.
26  */
27 int tls13_hkdf_expand(SSL *s, const EVP_MD *md, const unsigned char *secret,
28                              const unsigned char *label, size_t labellen,
29                              const unsigned char *data, size_t datalen,
30                              unsigned char *out, size_t outlen)
31 {
32     const unsigned char label_prefix[] = "tls13 ";
33     EVP_PKEY_CTX *pctx = EVP_PKEY_CTX_new_id(EVP_PKEY_HKDF, NULL);
34     int ret;
35     size_t hkdflabellen;
36     size_t hashlen;
37     /*
38      * 2 bytes for length of whole HkdfLabel + 1 byte for length of combined
39      * prefix and label + bytes for the label itself + bytes for the hash
40      */
41     unsigned char hkdflabel[sizeof(uint16_t) + sizeof(uint8_t) +
42                             + sizeof(label_prefix) + TLS13_MAX_LABEL_LEN
43                             + EVP_MAX_MD_SIZE];
44     WPACKET pkt;
45
46     if (pctx == NULL)
47         return 0;
48
49     hashlen = EVP_MD_size(md);
50
51     if (!WPACKET_init_static_len(&pkt, hkdflabel, sizeof(hkdflabel), 0)
52             || !WPACKET_put_bytes_u16(&pkt, outlen)
53             || !WPACKET_start_sub_packet_u8(&pkt)
54             || !WPACKET_memcpy(&pkt, label_prefix, sizeof(label_prefix) - 1)
55             || !WPACKET_memcpy(&pkt, label, labellen)
56             || !WPACKET_close(&pkt)
57             || !WPACKET_sub_memcpy_u8(&pkt, data, (data == NULL) ? 0 : datalen)
58             || !WPACKET_get_total_written(&pkt, &hkdflabellen)
59             || !WPACKET_finish(&pkt)) {
60         EVP_PKEY_CTX_free(pctx);
61         WPACKET_cleanup(&pkt);
62         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_TLS13_HKDF_EXPAND,
63                  ERR_R_INTERNAL_ERROR);
64         return 0;
65     }
66
67     ret = EVP_PKEY_derive_init(pctx) <= 0
68             || EVP_PKEY_CTX_hkdf_mode(pctx, EVP_PKEY_HKDEF_MODE_EXPAND_ONLY)
69                <= 0
70             || EVP_PKEY_CTX_set_hkdf_md(pctx, md) <= 0
71             || EVP_PKEY_CTX_set1_hkdf_key(pctx, secret, hashlen) <= 0
72             || EVP_PKEY_CTX_add1_hkdf_info(pctx, hkdflabel, hkdflabellen) <= 0
73             || EVP_PKEY_derive(pctx, out, &outlen) <= 0;
74
75     EVP_PKEY_CTX_free(pctx);
76
77     if (ret != 0)
78         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_TLS13_HKDF_EXPAND,
79                  ERR_R_INTERNAL_ERROR);
80
81     return ret == 0;
82 }
83
84 /*
85  * Given a |secret| generate a |key| of length |keylen| bytes. Returns 1 on
86  * success  0 on failure.
87  */
88 int tls13_derive_key(SSL *s, const EVP_MD *md, const unsigned char *secret,
89                      unsigned char *key, size_t keylen)
90 {
91     static const unsigned char keylabel[] = "key";
92
93     return tls13_hkdf_expand(s, md, secret, keylabel, sizeof(keylabel) - 1,
94                              NULL, 0, key, keylen);
95 }
96
97 /*
98  * Given a |secret| generate an |iv| of length |ivlen| bytes. Returns 1 on
99  * success  0 on failure.
100  */
101 int tls13_derive_iv(SSL *s, const EVP_MD *md, const unsigned char *secret,
102                     unsigned char *iv, size_t ivlen)
103 {
104     static const unsigned char ivlabel[] = "iv";
105
106     return tls13_hkdf_expand(s, md, secret, ivlabel, sizeof(ivlabel) - 1,
107                              NULL, 0, iv, ivlen);
108 }
109
110 int tls13_derive_finishedkey(SSL *s, const EVP_MD *md,
111                              const unsigned char *secret,
112                              unsigned char *fin, size_t finlen)
113 {
114     static const unsigned char finishedlabel[] = "finished";
115
116     return tls13_hkdf_expand(s, md, secret, finishedlabel,
117                              sizeof(finishedlabel) - 1, NULL, 0, fin, finlen);
118 }
119
120 /*
121  * Given the previous secret |prevsecret| and a new input secret |insecret| of
122  * length |insecretlen|, generate a new secret and store it in the location
123  * pointed to by |outsecret|. Returns 1 on success  0 on failure.
124  */
125 int tls13_generate_secret(SSL *s, const EVP_MD *md,
126                           const unsigned char *prevsecret,
127                           const unsigned char *insecret,
128                           size_t insecretlen,
129                           unsigned char *outsecret)
130 {
131     size_t mdlen, prevsecretlen;
132     int mdleni;
133     int ret;
134     EVP_PKEY_CTX *pctx = EVP_PKEY_CTX_new_id(EVP_PKEY_HKDF, NULL);
135     static const char derived_secret_label[] = "derived";
136     unsigned char preextractsec[EVP_MAX_MD_SIZE];
137
138     if (pctx == NULL) {
139         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_TLS13_GENERATE_SECRET,
140                  ERR_R_INTERNAL_ERROR);
141         return 0;
142     }
143
144     mdleni = EVP_MD_size(md);
145     /* Ensure cast to size_t is safe */
146     if (!ossl_assert(mdleni >= 0)) {
147         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_TLS13_GENERATE_SECRET,
148                  ERR_R_INTERNAL_ERROR);
149         return 0;
150     }
151     mdlen = (size_t)mdleni;
152
153     if (insecret == NULL) {
154         insecret = default_zeros;
155         insecretlen = mdlen;
156     }
157     if (prevsecret == NULL) {
158         prevsecret = default_zeros;
159         prevsecretlen = 0;
160     } else {
161         EVP_MD_CTX *mctx = EVP_MD_CTX_new();
162         unsigned char hash[EVP_MAX_MD_SIZE];
163
164         /* The pre-extract derive step uses a hash of no messages */
165         if (mctx == NULL
166                 || EVP_DigestInit_ex(mctx, md, NULL) <= 0
167                 || EVP_DigestFinal_ex(mctx, hash, NULL) <= 0) {
168             SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_TLS13_GENERATE_SECRET,
169                      ERR_R_INTERNAL_ERROR);
170             EVP_MD_CTX_free(mctx);
171             EVP_PKEY_CTX_free(pctx);
172             return 0;
173         }
174         EVP_MD_CTX_free(mctx);
175
176         /* Generate the pre-extract secret */
177         if (!tls13_hkdf_expand(s, md, prevsecret,
178                                (unsigned char *)derived_secret_label,
179                                sizeof(derived_secret_label) - 1, hash, mdlen,
180                                preextractsec, mdlen)) {
181             /* SSLfatal() already called */
182             EVP_PKEY_CTX_free(pctx);
183             return 0;
184         }
185
186         prevsecret = preextractsec;
187         prevsecretlen = mdlen;
188     }
189
190     ret = EVP_PKEY_derive_init(pctx) <= 0
191             || EVP_PKEY_CTX_hkdf_mode(pctx, EVP_PKEY_HKDEF_MODE_EXTRACT_ONLY)
192                <= 0
193             || EVP_PKEY_CTX_set_hkdf_md(pctx, md) <= 0
194             || EVP_PKEY_CTX_set1_hkdf_key(pctx, insecret, insecretlen) <= 0
195             || EVP_PKEY_CTX_set1_hkdf_salt(pctx, prevsecret, prevsecretlen)
196                <= 0
197             || EVP_PKEY_derive(pctx, outsecret, &mdlen)
198                <= 0;
199
200     if (ret != 0)
201         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_TLS13_GENERATE_SECRET,
202                  ERR_R_INTERNAL_ERROR);
203
204     EVP_PKEY_CTX_free(pctx);
205     if (prevsecret == preextractsec)
206         OPENSSL_cleanse(preextractsec, mdlen);
207     return ret == 0;
208 }
209
210 /*
211  * Given an input secret |insecret| of length |insecretlen| generate the
212  * handshake secret. This requires the early secret to already have been
213  * generated. Returns 1 on success  0 on failure.
214  */
215 int tls13_generate_handshake_secret(SSL *s, const unsigned char *insecret,
216                                 size_t insecretlen)
217 {
218     /* Calls SSLfatal() if required */
219     return tls13_generate_secret(s, ssl_handshake_md(s), s->early_secret,
220                                  insecret, insecretlen,
221                                  (unsigned char *)&s->handshake_secret);
222 }
223
224 /*
225  * Given the handshake secret |prev| of length |prevlen| generate the master
226  * secret and store its length in |*secret_size|. Returns 1 on success  0 on
227  * failure.
228  */
229 int tls13_generate_master_secret(SSL *s, unsigned char *out,
230                                  unsigned char *prev, size_t prevlen,
231                                  size_t *secret_size)
232 {
233     const EVP_MD *md = ssl_handshake_md(s);
234
235     *secret_size = EVP_MD_size(md);
236     /* Calls SSLfatal() if required */
237     return tls13_generate_secret(s, md, prev, NULL, 0, out);
238 }
239
240 /*
241  * Generates the mac for the Finished message. Returns the length of the MAC or
242  * 0 on error.
243  */
244 size_t tls13_final_finish_mac(SSL *s, const char *str, size_t slen,
245                              unsigned char *out)
246 {
247     const EVP_MD *md = ssl_handshake_md(s);
248     unsigned char hash[EVP_MAX_MD_SIZE];
249     size_t hashlen, ret = 0;
250     EVP_PKEY *key = NULL;
251     EVP_MD_CTX *ctx = EVP_MD_CTX_new();
252
253     if (!ssl_handshake_hash(s, hash, sizeof(hash), &hashlen)) {
254         /* SSLfatal() already called */
255         goto err;
256     }
257
258     if (str == s->method->ssl3_enc->server_finished_label) {
259         key = EVP_PKEY_new_raw_private_key(EVP_PKEY_HMAC, NULL,
260                                            s->server_finished_secret, hashlen);
261     } else if (SSL_IS_FIRST_HANDSHAKE(s)) {
262         key = EVP_PKEY_new_raw_private_key(EVP_PKEY_HMAC, NULL,
263                                            s->client_finished_secret, hashlen);
264     } else {
265         unsigned char finsecret[EVP_MAX_MD_SIZE];
266
267         if (!tls13_derive_finishedkey(s, ssl_handshake_md(s),
268                                       s->client_app_traffic_secret,
269                                       finsecret, hashlen))
270             goto err;
271
272         key = EVP_PKEY_new_raw_private_key(EVP_PKEY_HMAC, NULL, finsecret,
273                                            hashlen);
274         OPENSSL_cleanse(finsecret, sizeof(finsecret));
275     }
276
277     if (key == NULL
278             || ctx == NULL
279             || EVP_DigestSignInit(ctx, NULL, md, NULL, key) <= 0
280             || EVP_DigestSignUpdate(ctx, hash, hashlen) <= 0
281             || EVP_DigestSignFinal(ctx, out, &hashlen) <= 0) {
282         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_TLS13_FINAL_FINISH_MAC,
283                  ERR_R_INTERNAL_ERROR);
284         goto err;
285     }
286
287     ret = hashlen;
288  err:
289     EVP_PKEY_free(key);
290     EVP_MD_CTX_free(ctx);
291     return ret;
292 }
293
294 /*
295  * There isn't really a key block in TLSv1.3, but we still need this function
296  * for initialising the cipher and hash. Returns 1 on success or 0 on failure.
297  */
298 int tls13_setup_key_block(SSL *s)
299 {
300     const EVP_CIPHER *c;
301     const EVP_MD *hash;
302     int mac_type = NID_undef;
303
304     s->session->cipher = s->s3->tmp.new_cipher;
305     if (!ssl_cipher_get_evp
306         (s->session, &c, &hash, &mac_type, NULL, NULL, 0)) {
307         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_TLS13_SETUP_KEY_BLOCK,
308                  SSL_R_CIPHER_OR_HASH_UNAVAILABLE);
309         return 0;
310     }
311
312     s->s3->tmp.new_sym_enc = c;
313     s->s3->tmp.new_hash = hash;
314
315     return 1;
316 }
317
318 static int derive_secret_key_and_iv(SSL *s, int sending, const EVP_MD *md,
319                                     const EVP_CIPHER *ciph,
320                                     const unsigned char *insecret,
321                                     const unsigned char *hash,
322                                     const unsigned char *label,
323                                     size_t labellen, unsigned char *secret,
324                                     unsigned char *iv, EVP_CIPHER_CTX *ciph_ctx)
325 {
326     unsigned char key[EVP_MAX_KEY_LENGTH];
327     size_t ivlen, keylen, taglen;
328     int hashleni = EVP_MD_size(md);
329     size_t hashlen;
330
331     /* Ensure cast to size_t is safe */
332     if (!ossl_assert(hashleni >= 0)) {
333         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_DERIVE_SECRET_KEY_AND_IV,
334                  ERR_R_EVP_LIB);
335         goto err;
336     }
337     hashlen = (size_t)hashleni;
338
339     if (!tls13_hkdf_expand(s, md, insecret, label, labellen, hash, hashlen,
340                            secret, hashlen)) {
341         /* SSLfatal() already called */
342         goto err;
343     }
344
345     /* TODO(size_t): convert me */
346     keylen = EVP_CIPHER_key_length(ciph);
347     if (EVP_CIPHER_mode(ciph) == EVP_CIPH_CCM_MODE) {
348         uint32_t algenc;
349
350         ivlen = EVP_CCM_TLS_IV_LEN;
351         if (s->s3->tmp.new_cipher == NULL) {
352             /* We've not selected a cipher yet - we must be doing early data */
353             algenc = s->session->cipher->algorithm_enc;
354         } else {
355             algenc = s->s3->tmp.new_cipher->algorithm_enc;
356         }
357         if (algenc & (SSL_AES128CCM8 | SSL_AES256CCM8))
358             taglen = EVP_CCM8_TLS_TAG_LEN;
359          else
360             taglen = EVP_CCM_TLS_TAG_LEN;
361     } else {
362         ivlen = EVP_CIPHER_iv_length(ciph);
363         taglen = 0;
364     }
365
366     if (!tls13_derive_key(s, md, secret, key, keylen)
367             || !tls13_derive_iv(s, md, secret, iv, ivlen)) {
368         /* SSLfatal() already called */
369         goto err;
370     }
371
372     if (EVP_CipherInit_ex(ciph_ctx, ciph, NULL, NULL, NULL, sending) <= 0
373         || !EVP_CIPHER_CTX_ctrl(ciph_ctx, EVP_CTRL_AEAD_SET_IVLEN, ivlen, NULL)
374         || (taglen != 0 && !EVP_CIPHER_CTX_ctrl(ciph_ctx, EVP_CTRL_AEAD_SET_TAG,
375                                                 taglen, NULL))
376         || EVP_CipherInit_ex(ciph_ctx, NULL, NULL, key, NULL, -1) <= 0) {
377         SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR, SSL_F_DERIVE_SECRET_KEY_AND_IV,
378                  ERR_R_EVP_LIB);
379         goto err;
380     }
381
382     return 1;
383  err:
384     OPENSSL_cleanse(key, sizeof(key));
385     return 0;
386 }
387
388 int tls13_change_cipher_state(SSL *s, int which)
389 {
390     static const unsigned char client_early_traffic[] = "c e traffic";
391     static const unsigned char client_handshake_traffic[] = "c hs traffic";
392     static const unsigned char client_application_traffic[] = "c ap traffic";
393     static const unsigned char server_handshake_traffic[] = "s hs traffic";
394     static const unsigned char server_application_traffic[] = "s ap traffic";
395     static const unsigned char exporter_master_secret[] = "exp master";
396     static const unsigned char resumption_master_secret[] = "res master";
397     static const unsigned char early_exporter_master_secret[] = "e exp master";
398     unsigned char *iv;
399     unsigned char secret[EVP_MAX_MD_SIZE];
400     unsigned char hashval[EVP_MAX_MD_SIZE];
401     unsigned char *hash = hashval;
402     unsigned char *insecret;
403     unsigned char *finsecret = NULL;
404     const char *log_label = NULL;
405     EVP_CIPHER_CTX *ciph_ctx;
406     size_t finsecretlen = 0;
407     const unsigned char *label;
408     size_t labellen, hashlen = 0;
409     int ret = 0;
410     const EVP_MD *md = NULL;
411     const EVP_CIPHER *cipher = NULL;
412
413     if (which & SSL3_CC_READ) {
414         if (s->enc_read_ctx != NULL) {
415             EVP_CIPHER_CTX_reset(s->enc_read_ctx);
416         } else {
417             s->enc_read_ctx = EVP_CIPHER_CTX_new();
418             if (s->enc_read_ctx == NULL) {
419                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR,
420                          SSL_F_TLS13_CHANGE_CIPHER_STATE, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
421                 goto err;
422             }
423         }
424         ciph_ctx = s->enc_read_ctx;
425         iv = s->read_iv;
426
427         RECORD_LAYER_reset_read_sequence(&s->rlayer);
428     } else {
429         s->statem.enc_write_state = ENC_WRITE_STATE_INVALID;
430         if (s->enc_write_ctx != NULL) {
431             EVP_CIPHER_CTX_reset(s->enc_write_ctx);
432         } else {
433             s->enc_write_ctx = EVP_CIPHER_CTX_new();
434             if (s->enc_write_ctx == NULL) {
435                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR,
436                          SSL_F_TLS13_CHANGE_CIPHER_STATE, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
437                 goto err;
438             }
439         }
440         ciph_ctx = s->enc_write_ctx;
441         iv = s->write_iv;
442
443         RECORD_LAYER_reset_write_sequence(&s->rlayer);
444     }
445
446     if (((which & SSL3_CC_CLIENT) && (which & SSL3_CC_WRITE))
447             || ((which & SSL3_CC_SERVER) && (which & SSL3_CC_READ))) {
448         if (which & SSL3_CC_EARLY) {
449             EVP_MD_CTX *mdctx = NULL;
450             long handlen;
451             void *hdata;
452             unsigned int hashlenui;
453             const SSL_CIPHER *sslcipher = SSL_SESSION_get0_cipher(s->session);
454
455             insecret = s->early_secret;
456             label = client_early_traffic;
457             labellen = sizeof(client_early_traffic) - 1;
458             log_label = CLIENT_EARLY_LABEL;
459
460             handlen = BIO_get_mem_data(s->s3->handshake_buffer, &hdata);
461             if (handlen <= 0) {
462                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR,
463                          SSL_F_TLS13_CHANGE_CIPHER_STATE,
464                          SSL_R_BAD_HANDSHAKE_LENGTH);
465                 goto err;
466             }
467
468             if (s->early_data_state == SSL_EARLY_DATA_CONNECTING
469                     && s->max_early_data > 0
470                     && s->session->ext.max_early_data == 0) {
471                 /*
472                  * If we are attempting to send early data, and we've decided to
473                  * actually do it but max_early_data in s->session is 0 then we
474                  * must be using an external PSK.
475                  */
476                 if (!ossl_assert(s->psksession != NULL
477                         && s->max_early_data ==
478                            s->psksession->ext.max_early_data)) {
479                     SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR,
480                              SSL_F_TLS13_CHANGE_CIPHER_STATE,
481                              ERR_R_INTERNAL_ERROR);
482                     goto err;
483                 }
484                 sslcipher = SSL_SESSION_get0_cipher(s->psksession);
485             }
486             if (sslcipher == NULL) {
487                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR,
488                          SSL_F_TLS13_CHANGE_CIPHER_STATE, SSL_R_BAD_PSK);
489                 goto err;
490             }
491
492             /*
493              * We need to calculate the handshake digest using the digest from
494              * the session. We haven't yet selected our ciphersuite so we can't
495              * use ssl_handshake_md().
496              */
497             mdctx = EVP_MD_CTX_new();
498             if (mdctx == NULL) {
499                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR,
500                          SSL_F_TLS13_CHANGE_CIPHER_STATE, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
501                 goto err;
502             }
503             cipher = EVP_get_cipherbynid(SSL_CIPHER_get_cipher_nid(sslcipher));
504             md = ssl_md(sslcipher->algorithm2);
505             if (md == NULL || !EVP_DigestInit_ex(mdctx, md, NULL)
506                     || !EVP_DigestUpdate(mdctx, hdata, handlen)
507                     || !EVP_DigestFinal_ex(mdctx, hashval, &hashlenui)) {
508                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR,
509                          SSL_F_TLS13_CHANGE_CIPHER_STATE, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
510                 EVP_MD_CTX_free(mdctx);
511                 goto err;
512             }
513             hashlen = hashlenui;
514             EVP_MD_CTX_free(mdctx);
515
516             if (!tls13_hkdf_expand(s, md, insecret,
517                                    early_exporter_master_secret,
518                                    sizeof(early_exporter_master_secret) - 1,
519                                    hashval, hashlen,
520                                    s->early_exporter_master_secret, hashlen)) {
521                 SSLfatal(s, SSL_AD_INTERNAL_ERROR,
522                          SSL_F_TLS13_CHANGE_CIPHER_STATE, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
523                 goto err;
524             }
525
526             if (!ssl_log_secret(s, EARLY_EXPORTER_SECRET_LABEL,
527                                 s->early_exporter_master_secret, hashlen)) {
528                 /* SSLfatal() already called */
529                 goto err;
530             }
531         } else if (which & SSL3_CC_HANDSHAKE) {
532             insecret = s->handshake_secret;
533             finsecret = s->client_finished_secret;
534             finsecretlen = EVP_MD_size(ssl_handshake_md(s));
535             label = client_handshake_traffic;
536             labellen = sizeof(client_handshake_traffic) - 1;
537             log_label = CLIENT_HANDSHAKE_LABEL;
538             /*
539              * The handshake hash used for the server read/client write handshake
540              * traffic secret is the same as the hash for the server
541              * write/client read handshake traffic secret. However, if we
542              * processed early data then we delay changing the server
543              * read/client write cipher state until later, and the handshake
544              * hashes have moved on. Therefore we use the value saved earlier
545              * when we did the server write/client read change cipher state.
546              */
547             hash = s->handshake_traffic_hash;
548         } else {
549             insecret = s->master_secret;
550             label = client_application_traffic;
551             labellen = sizeof(client_application_traffic) - 1;
552             log_label = CLIENT_APPLICATION_LABEL;
553             /*
554              * For this we only use the handshake hashes up until the server
555              * Finished hash. We do not include the client's Finished, which is
556              * what ssl_handshake_hash() would give us. Instead we use the
557              * previously saved value.
558              */
559             hash = s->server_finished_hash;
560         }
561     } else {
562         /* Early data never applies to client-read/server-write */
563         if (which & SSL3_CC_HANDSHAKE) {
564             insecret = s->handshake_secret;
565             finsecret = s->server_finished_secret;
566             finsecretlen = EVP_MD_size(ssl_handshake_md(s));
567             label = server_handshake_traffic;
568             labellen = sizeof(server_handshake_traffic) - 1;
569             log_label = SERVER_HANDSHAKE_LABEL;
570         } else {
571             insecret = s->master_secret;
572             label = server_application_traffic;
573             labellen = sizeof(server_application_traffic) - 1;
574             log_label = SERVER_APPLICATION_LABEL;
575         }
576     }
577
578     if (!(which & SSL3_CC_EARLY)) {
579         md = ssl_handshake_md(s);
580         cipher = s->s3->tmp.new_sym_enc;
581         if (!ssl3_digest_cached_records(s, 1)
582                 || !ssl_handshake_hash(s, hashval, sizeof(hashval), &hashlen)) {
583             /* SSLfatal() already called */;
584             goto err;
585         }
586     }
587
588     /*
589      * Save the hash of handshakes up to now for use when we calculate the
590      * client application traffic secret
591      */
592     if (label == server_application_traffic)
593         memcpy(s->server_finished_hash, hashval, hashlen);
594
595     if (label == server_handshake_traffic)
596         memcpy(s->handshake_traffic_hash, hashval, hashlen);
597
598     if (label == client_application_traffic) {
599         /*
600          * We also create the resumption master secret, but this time use the
601          * hash for the whole handshake including the Client Finished
602          */
603         if (!tls13_hkdf_expand(s, ssl_handshake_md(s), insecret,
604                                resumption_master_secret,
605                                sizeof(resumption_master_secret) - 1,
606                                hashval, hashlen, s->resumption_master_secret,
607                                hashlen)) {
608             /* SSLfatal() already called */
609             goto err;
610         }
611     }
612
613     if (!derive_secret_key_and_iv(s, which & SSL3_CC_WRITE, md, cipher,
614                                   insecret, hash, label, labellen, secret, iv,
615                                   ciph_ctx)) {
616         /* SSLfatal() already called */
617         goto err;
618     }
619
620     if (label == server_application_traffic) {
621         memcpy(s->server_app_traffic_secret, secret, hashlen);
622         /* Now we create the exporter master secret */
623         if (!tls13_hkdf_expand(s, ssl_handshake_md(s), insecret,
624                                exporter_master_secret,
625                                sizeof(exporter_master_secret) - 1,
626                                hash, hashlen, s->exporter_master_secret,
627                                hashlen)) {
628             /* SSLfatal() already called */
629             goto err;
630         }
631
632         if (!ssl_log_secret(s, EXPORTER_SECRET_LABEL, s->exporter_master_secret,
633                             hashlen)) {
634             /* SSLfatal() already called */
635             goto err;
636         }
637     } else if (label == client_application_traffic)
638         memcpy(s->client_app_traffic_secret, secret, hashlen);
639
640     if (!ssl_log_secret(s, log_label, secret, hashlen)) {
641         /* SSLfatal() already called */
642         goto err;
643     }
644
645     if (finsecret != NULL
646             && !tls13_derive_finishedkey(s, ssl_handshake_md(s), secret,
647                                          finsecret, finsecretlen)) {
648         /* SSLfatal() already called */
649         goto err;
650     }
651
652     if (!s->server && label == client_early_traffic)
653         s->statem.enc_write_state = ENC_WRITE_STATE_WRITE_PLAIN_ALERTS;
654     else
655         s->statem.enc_write_state = ENC_WRITE_STATE_VALID;
656     ret = 1;
657  err:
658     OPENSSL_cleanse(secret, sizeof(secret));
659     return ret;
660 }
661
662 int tls13_update_key(SSL *s, int sending)
663 {
664     static const unsigned char application_traffic[] = "traffic upd";
665     const EVP_MD *md = ssl_handshake_md(s);
666     size_t hashlen = EVP_MD_size(md);
667     unsigned char *insecret, *iv;
668     unsigned char secret[EVP_MAX_MD_SIZE];
669     EVP_CIPHER_CTX *ciph_ctx;
670     int ret = 0;
671
672     if (s->server == sending)
673         insecret = s->server_app_traffic_secret;
674     else
675         insecret = s->client_app_traffic_secret;
676
677     if (sending) {
678         s->statem.enc_write_state = ENC_WRITE_STATE_INVALID;
679         iv = s->write_iv;
680         ciph_ctx = s->enc_write_ctx;
681         RECORD_LAYER_reset_write_sequence(&s->rlayer);
682     } else {
683         iv = s->read_iv;
684         ciph_ctx = s->enc_read_ctx;
685         RECORD_LAYER_reset_read_sequence(&s->rlayer);
686     }
687
688     if (!derive_secret_key_and_iv(s, sending, ssl_handshake_md(s),
689                                   s->s3->tmp.new_sym_enc, insecret, NULL,
690                                   application_traffic,
691                                   sizeof(application_traffic) - 1, secret, iv,
692                                   ciph_ctx)) {
693         /* SSLfatal() already called */
694         goto err;
695     }
696
697     memcpy(insecret, secret, hashlen);
698
699     s->statem.enc_write_state = ENC_WRITE_STATE_VALID;
700     ret = 1;
701  err:
702     OPENSSL_cleanse(secret, sizeof(secret));
703     return ret;
704 }
705
706 int tls13_alert_code(int code)
707 {
708     /* There are 2 additional alerts in TLSv1.3 compared to TLSv1.2 */
709     if (code == SSL_AD_MISSING_EXTENSION || code == SSL_AD_CERTIFICATE_REQUIRED)
710         return code;
711
712     return tls1_alert_code(code);
713 }
714
715 int tls13_export_keying_material(SSL *s, unsigned char *out, size_t olen,
716                                  const char *label, size_t llen,
717                                  const unsigned char *context,
718                                  size_t contextlen, int use_context)
719 {
720     unsigned char exportsecret[EVP_MAX_MD_SIZE];
721     static const unsigned char exporterlabel[] = "exporter";
722     unsigned char hash[EVP_MAX_MD_SIZE], data[EVP_MAX_MD_SIZE];
723     const EVP_MD *md = ssl_handshake_md(s);
724     EVP_MD_CTX *ctx = EVP_MD_CTX_new();
725     unsigned int hashsize, datalen;
726     int ret = 0;
727
728     if (ctx == NULL || !ossl_statem_export_allowed(s))
729         goto err;
730
731     if (!use_context)
732         contextlen = 0;
733
734     if (EVP_DigestInit_ex(ctx, md, NULL) <= 0
735             || EVP_DigestUpdate(ctx, context, contextlen) <= 0
736             || EVP_DigestFinal_ex(ctx, hash, &hashsize) <= 0
737             || EVP_DigestInit_ex(ctx, md, NULL) <= 0
738             || EVP_DigestFinal_ex(ctx, data, &datalen) <= 0
739             || !tls13_hkdf_expand(s, md, s->exporter_master_secret,
740                                   (const unsigned char *)label, llen,
741                                   data, datalen, exportsecret, hashsize)
742             || !tls13_hkdf_expand(s, md, exportsecret, exporterlabel,
743                                   sizeof(exporterlabel) - 1, hash, hashsize,
744                                   out, olen))
745         goto err;
746
747     ret = 1;
748  err:
749     EVP_MD_CTX_free(ctx);
750     return ret;
751 }
752
753 int tls13_export_keying_material_early(SSL *s, unsigned char *out, size_t olen,
754                                        const char *label, size_t llen,
755                                        const unsigned char *context,
756                                        size_t contextlen)
757 {
758     static const unsigned char exporterlabel[] = "exporter";
759     unsigned char exportsecret[EVP_MAX_MD_SIZE];
760     unsigned char hash[EVP_MAX_MD_SIZE], data[EVP_MAX_MD_SIZE];
761     const EVP_MD *md;
762     EVP_MD_CTX *ctx = EVP_MD_CTX_new();
763     unsigned int hashsize, datalen;
764     int ret = 0;
765     const SSL_CIPHER *sslcipher;
766
767     if (ctx == NULL || !ossl_statem_export_early_allowed(s))
768         goto err;
769
770     if (!s->server && s->max_early_data > 0
771             && s->session->ext.max_early_data == 0)
772         sslcipher = SSL_SESSION_get0_cipher(s->psksession);
773     else
774         sslcipher = SSL_SESSION_get0_cipher(s->session);
775
776     md = ssl_md(sslcipher->algorithm2);
777
778     /*
779      * Calculate the hash value and store it in |data|. The reason why
780      * the empty string is used is that the definition of TLS-Exporter
781      * is like so:
782      *
783      * TLS-Exporter(label, context_value, key_length) =
784      *     HKDF-Expand-Label(Derive-Secret(Secret, label, ""),
785      *                       "exporter", Hash(context_value), key_length)
786      *
787      * Derive-Secret(Secret, Label, Messages) =
788      *       HKDF-Expand-Label(Secret, Label,
789      *                         Transcript-Hash(Messages), Hash.length)
790      *
791      * Here Transcript-Hash is the cipher suite hash algorithm.
792      */
793     if (EVP_DigestInit_ex(ctx, md, NULL) <= 0
794             || EVP_DigestUpdate(ctx, context, contextlen) <= 0
795             || EVP_DigestFinal_ex(ctx, hash, &hashsize) <= 0
796             || EVP_DigestInit_ex(ctx, md, NULL) <= 0
797             || EVP_DigestFinal_ex(ctx, data, &datalen) <= 0
798             || !tls13_hkdf_expand(s, md, s->early_exporter_master_secret,
799                                   (const unsigned char *)label, llen,
800                                   data, datalen, exportsecret, hashsize)
801             || !tls13_hkdf_expand(s, md, exportsecret, exporterlabel,
802                                   sizeof(exporterlabel) - 1, hash, hashsize,
803                                   out, olen))
804         goto err;
805
806     ret = 1;
807  err:
808     EVP_MD_CTX_free(ctx);
809     return ret;
810 }