Fix migration guide mappings for i2o/o2i_ECPublicKey
[openssl.git] / crypto / dh / dh_check.c
index fc45577101d03e08b3564bb20936e34c39677a8d..ae23f61839eab39ef2106fd11e8d13950195e306 100644 (file)
@@ -1,16 +1,23 @@
 /*
- * Copyright 1995-2017 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
+ * Copyright 1995-2024 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
  *
- * Licensed under the OpenSSL license (the "License").  You may not use
+ * Licensed under the Apache License 2.0 (the "License").  You may not use
  * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
  * in the file LICENSE in the source distribution or at
  * https://www.openssl.org/source/license.html
  */
 
+/*
+ * DH low level APIs are deprecated for public use, but still ok for
+ * internal use.
+ */
+#include "internal/deprecated.h"
+
 #include <stdio.h>
 #include "internal/cryptlib.h"
 #include <openssl/bn.h>
-#include "dh_locl.h"
+#include "dh_local.h"
+#include "crypto/dh.h"
 
 /*-
  * Check that p and g are suitable enough
@@ -22,16 +29,43 @@ int DH_check_params_ex(const DH *dh)
 {
     int errflags = 0;
 
-    (void)DH_check_params(dh, &errflags);
+    if (!DH_check_params(dh, &errflags))
+        return 0;
 
     if ((errflags & DH_CHECK_P_NOT_PRIME) != 0)
-        DHerr(DH_F_DH_CHECK_PARAMS_EX, DH_R_CHECK_P_NOT_PRIME);
+        ERR_raise(ERR_LIB_DH, DH_R_CHECK_P_NOT_PRIME);
     if ((errflags & DH_NOT_SUITABLE_GENERATOR) != 0)
-        DHerr(DH_F_DH_CHECK_PARAMS_EX, DH_R_NOT_SUITABLE_GENERATOR);
+        ERR_raise(ERR_LIB_DH, DH_R_NOT_SUITABLE_GENERATOR);
+    if ((errflags & DH_MODULUS_TOO_SMALL) != 0)
+        ERR_raise(ERR_LIB_DH, DH_R_MODULUS_TOO_SMALL);
+    if ((errflags & DH_MODULUS_TOO_LARGE) != 0)
+        ERR_raise(ERR_LIB_DH, DH_R_MODULUS_TOO_LARGE);
 
     return errflags == 0;
 }
 
+#ifdef FIPS_MODULE
+int DH_check_params(const DH *dh, int *ret)
+{
+    int nid;
+
+    *ret = 0;
+    /*
+     * SP800-56A R3 Section 5.5.2 Assurances of Domain Parameter Validity
+     * (1a) The domain parameters correspond to any approved safe prime group.
+     */
+    nid = DH_get_nid((DH *)dh);
+    if (nid != NID_undef)
+        return 1;
+    /*
+     * OR
+     * (2b) FFC domain params conform to FIPS-186-4 explicit domain param
+     * validity tests.
+     */
+    return ossl_ffc_params_FIPS186_4_validate(dh->libctx, &dh->params,
+                                              FFC_PARAM_TYPE_DH, ret, NULL);
+}
+#else
 int DH_check_params(const DH *dh, int *ret)
 {
     int ok = 0;
@@ -39,7 +73,7 @@ int DH_check_params(const DH *dh, int *ret)
     BN_CTX *ctx = NULL;
 
     *ret = 0;
-    ctx = BN_CTX_new();
+    ctx = BN_CTX_new_ex(dh->libctx);
     if (ctx == NULL)
         goto err;
     BN_CTX_start(ctx);
@@ -47,66 +81,88 @@ int DH_check_params(const DH *dh, int *ret)
     if (tmp == NULL)
         goto err;
 
-    if (!BN_is_odd(dh->p))
+    if (!BN_is_odd(dh->params.p))
         *ret |= DH_CHECK_P_NOT_PRIME;
-    if (BN_is_negative(dh->g) || BN_is_zero(dh->g) || BN_is_one(dh->g))
+    if (BN_is_negative(dh->params.g)
+        || BN_is_zero(dh->params.g)
+        || BN_is_one(dh->params.g))
         *ret |= DH_NOT_SUITABLE_GENERATOR;
-    if (BN_copy(tmp, dh->p) == NULL || !BN_sub_word(tmp, 1))
+    if (BN_copy(tmp, dh->params.p) == NULL || !BN_sub_word(tmp, 1))
         goto err;
-    if (BN_cmp(dh->g, tmp) >= 0)
+    if (BN_cmp(dh->params.g, tmp) >= 0)
         *ret |= DH_NOT_SUITABLE_GENERATOR;
+    if (BN_num_bits(dh->params.p) < DH_MIN_MODULUS_BITS)
+        *ret |= DH_MODULUS_TOO_SMALL;
+    if (BN_num_bits(dh->params.p) > OPENSSL_DH_MAX_MODULUS_BITS)
+        *ret |= DH_MODULUS_TOO_LARGE;
 
     ok = 1;
  err:
-    if (ctx != NULL) {
-        BN_CTX_end(ctx);
-        BN_CTX_free(ctx);
-    }
+    BN_CTX_end(ctx);
+    BN_CTX_free(ctx);
     return ok;
 }
+#endif /* FIPS_MODULE */
 
 /*-
  * Check that p is a safe prime and
- * if g is 2, 3 or 5, check that it is a suitable generator
- * where
- * for 2, p mod 24 == 11
- * for 3, p mod 12 == 5
- * for 5, p mod 10 == 3 or 7
- * should hold.
+ * g is a suitable generator.
  */
 int DH_check_ex(const DH *dh)
 {
     int errflags = 0;
 
-    (void)DH_check(dh, &errflags);
+    if (!DH_check(dh, &errflags))
+        return 0;
 
     if ((errflags & DH_NOT_SUITABLE_GENERATOR) != 0)
-        DHerr(DH_F_DH_CHECK_EX, DH_R_NOT_SUITABLE_GENERATOR);
+        ERR_raise(ERR_LIB_DH, DH_R_NOT_SUITABLE_GENERATOR);
     if ((errflags & DH_CHECK_Q_NOT_PRIME) != 0)
-        DHerr(DH_F_DH_CHECK_EX, DH_R_CHECK_Q_NOT_PRIME);
+        ERR_raise(ERR_LIB_DH, DH_R_CHECK_Q_NOT_PRIME);
     if ((errflags & DH_CHECK_INVALID_Q_VALUE) != 0)
-        DHerr(DH_F_DH_CHECK_EX, DH_R_CHECK_INVALID_Q_VALUE);
+        ERR_raise(ERR_LIB_DH, DH_R_CHECK_INVALID_Q_VALUE);
     if ((errflags & DH_CHECK_INVALID_J_VALUE) != 0)
-        DHerr(DH_F_DH_CHECK_EX, DH_R_CHECK_INVALID_J_VALUE);
+        ERR_raise(ERR_LIB_DH, DH_R_CHECK_INVALID_J_VALUE);
     if ((errflags & DH_UNABLE_TO_CHECK_GENERATOR) != 0)
-        DHerr(DH_F_DH_CHECK_EX, DH_R_UNABLE_TO_CHECK_GENERATOR);
+        ERR_raise(ERR_LIB_DH, DH_R_UNABLE_TO_CHECK_GENERATOR);
     if ((errflags & DH_CHECK_P_NOT_PRIME) != 0)
-        DHerr(DH_F_DH_CHECK_EX, DH_R_CHECK_P_NOT_PRIME);
+        ERR_raise(ERR_LIB_DH, DH_R_CHECK_P_NOT_PRIME);
     if ((errflags & DH_CHECK_P_NOT_SAFE_PRIME) != 0)
-        DHerr(DH_F_DH_CHECK_EX, DH_R_CHECK_P_NOT_SAFE_PRIME);
+        ERR_raise(ERR_LIB_DH, DH_R_CHECK_P_NOT_SAFE_PRIME);
+    if ((errflags & DH_MODULUS_TOO_SMALL) != 0)
+        ERR_raise(ERR_LIB_DH, DH_R_MODULUS_TOO_SMALL);
+    if ((errflags & DH_MODULUS_TOO_LARGE) != 0)
+        ERR_raise(ERR_LIB_DH, DH_R_MODULUS_TOO_LARGE);
 
     return errflags == 0;
 }
 
+/* Note: according to documentation - this only checks the params */
 int DH_check(const DH *dh, int *ret)
 {
-    int ok = 0, r;
+#ifdef FIPS_MODULE
+    return DH_check_params(dh, ret);
+#else
+    int ok = 0, r, q_good = 0;
     BN_CTX *ctx = NULL;
-    BN_ULONG l;
     BIGNUM *t1 = NULL, *t2 = NULL;
+    int nid = DH_get_nid((DH *)dh);
 
     *ret = 0;
-    ctx = BN_CTX_new();
+    if (nid != NID_undef)
+        return 1;
+
+    /* Don't do any checks at all with an excessively large modulus */
+    if (BN_num_bits(dh->params.p) > OPENSSL_DH_CHECK_MAX_MODULUS_BITS) {
+        ERR_raise(ERR_LIB_DH, DH_R_MODULUS_TOO_LARGE);
+        *ret = DH_MODULUS_TOO_LARGE | DH_CHECK_P_NOT_PRIME;
+        return 0;
+    }
+
+    if (!DH_check_params(dh, ret))
+        return 0;
+
+    ctx = BN_CTX_new_ex(dh->libctx);
     if (ctx == NULL)
         goto err;
     BN_CTX_start(ctx);
@@ -115,55 +171,49 @@ int DH_check(const DH *dh, int *ret)
     if (t2 == NULL)
         goto err;
 
-    if (dh->q) {
-        if (BN_cmp(dh->g, BN_value_one()) <= 0)
+    if (dh->params.q != NULL) {
+        if (BN_ucmp(dh->params.p, dh->params.q) > 0)
+            q_good = 1;
+        else
+            *ret |= DH_CHECK_INVALID_Q_VALUE;
+    }
+
+    if (q_good) {
+        if (BN_cmp(dh->params.g, BN_value_one()) <= 0)
             *ret |= DH_NOT_SUITABLE_GENERATOR;
-        else if (BN_cmp(dh->g, dh->p) >= 0)
+        else if (BN_cmp(dh->params.g, dh->params.p) >= 0)
             *ret |= DH_NOT_SUITABLE_GENERATOR;
         else {
             /* Check g^q == 1 mod p */
-            if (!BN_mod_exp(t1, dh->g, dh->q, dh->p, ctx))
+            if (!BN_mod_exp(t1, dh->params.g, dh->params.q, dh->params.p, ctx))
                 goto err;
             if (!BN_is_one(t1))
                 *ret |= DH_NOT_SUITABLE_GENERATOR;
         }
-        r = BN_is_prime_ex(dh->q, BN_prime_checks, ctx, NULL);
+        r = BN_check_prime(dh->params.q, ctx, NULL);
         if (r < 0)
             goto err;
         if (!r)
             *ret |= DH_CHECK_Q_NOT_PRIME;
         /* Check p == 1 mod q  i.e. q divides p - 1 */
-        if (!BN_div(t1, t2, dh->p, dh->q, ctx))
+        if (!BN_div(t1, t2, dh->params.p, dh->params.q, ctx))
             goto err;
         if (!BN_is_one(t2))
             *ret |= DH_CHECK_INVALID_Q_VALUE;
-        if (dh->j && BN_cmp(dh->j, t1))
+        if (dh->params.j != NULL
+            && BN_cmp(dh->params.j, t1))
             *ret |= DH_CHECK_INVALID_J_VALUE;
+    }
 
-    } else if (BN_is_word(dh->g, DH_GENERATOR_2)) {
-        l = BN_mod_word(dh->p, 24);
-        if (l == (BN_ULONG)-1)
-            goto err;
-        if (l != 11)
-            *ret |= DH_NOT_SUITABLE_GENERATOR;
-    } else if (BN_is_word(dh->g, DH_GENERATOR_5)) {
-        l = BN_mod_word(dh->p, 10);
-        if (l == (BN_ULONG)-1)
-            goto err;
-        if ((l != 3) && (l != 7))
-            *ret |= DH_NOT_SUITABLE_GENERATOR;
-    } else
-        *ret |= DH_UNABLE_TO_CHECK_GENERATOR;
-
-    r = BN_is_prime_ex(dh->p, BN_prime_checks, ctx, NULL);
+    r = BN_check_prime(dh->params.p, ctx, NULL);
     if (r < 0)
         goto err;
     if (!r)
         *ret |= DH_CHECK_P_NOT_PRIME;
-    else if (!dh->q) {
-        if (!BN_rshift1(t1, dh->p))
+    else if (dh->params.q == NULL) {
+        if (!BN_rshift1(t1, dh->params.p))
             goto err;
-        r = BN_is_prime_ex(t1, BN_prime_checks, ctx, NULL);
+        r = BN_check_prime(t1, ctx, NULL);
         if (r < 0)
             goto err;
         if (!r)
@@ -171,63 +221,140 @@ int DH_check(const DH *dh, int *ret)
     }
     ok = 1;
  err:
-    if (ctx != NULL) {
-        BN_CTX_end(ctx);
-        BN_CTX_free(ctx);
-    }
+    BN_CTX_end(ctx);
+    BN_CTX_free(ctx);
     return ok;
+#endif /* FIPS_MODULE */
 }
 
 int DH_check_pub_key_ex(const DH *dh, const BIGNUM *pub_key)
 {
     int errflags = 0;
 
-    (void)DH_check(dh, &errflags);
+    if (!DH_check_pub_key(dh, pub_key, &errflags))
+        return 0;
 
     if ((errflags & DH_CHECK_PUBKEY_TOO_SMALL) != 0)
-        DHerr(DH_F_DH_CHECK_PUB_KEY_EX, DH_R_CHECK_PUBKEY_TOO_SMALL);
+        ERR_raise(ERR_LIB_DH, DH_R_CHECK_PUBKEY_TOO_SMALL);
     if ((errflags & DH_CHECK_PUBKEY_TOO_LARGE) != 0)
-        DHerr(DH_F_DH_CHECK_PUB_KEY_EX, DH_R_CHECK_PUBKEY_TOO_LARGE);
+        ERR_raise(ERR_LIB_DH, DH_R_CHECK_PUBKEY_TOO_LARGE);
     if ((errflags & DH_CHECK_PUBKEY_INVALID) != 0)
-        DHerr(DH_F_DH_CHECK_PUB_KEY_EX, DH_R_CHECK_PUBKEY_INVALID);
+        ERR_raise(ERR_LIB_DH, DH_R_CHECK_PUBKEY_INVALID);
 
     return errflags == 0;
 }
 
+/*
+ * See SP800-56Ar3 Section 5.6.2.3.1 : FFC Full public key validation.
+ */
 int DH_check_pub_key(const DH *dh, const BIGNUM *pub_key, int *ret)
+{
+    /* Don't do any checks at all with an excessively large modulus */
+    if (BN_num_bits(dh->params.p) > OPENSSL_DH_CHECK_MAX_MODULUS_BITS) {
+        ERR_raise(ERR_LIB_DH, DH_R_MODULUS_TOO_LARGE);
+        *ret = DH_MODULUS_TOO_LARGE | DH_CHECK_PUBKEY_INVALID;
+        return 0;
+    }
+
+    if (dh->params.q != NULL && BN_ucmp(dh->params.p, dh->params.q) < 0) {
+        *ret |= DH_CHECK_INVALID_Q_VALUE | DH_CHECK_PUBKEY_INVALID;
+        return 1;
+    }
+
+    return ossl_ffc_validate_public_key(&dh->params, pub_key, ret);
+}
+
+/*
+ * See SP800-56Ar3 Section 5.6.2.3.1 : FFC Partial public key validation.
+ * To only be used with ephemeral FFC public keys generated using the approved
+ * safe-prime groups.
+ */
+int ossl_dh_check_pub_key_partial(const DH *dh, const BIGNUM *pub_key, int *ret)
+{
+    return ossl_ffc_validate_public_key_partial(&dh->params, pub_key, ret)
+           && *ret == 0;
+}
+
+int ossl_dh_check_priv_key(const DH *dh, const BIGNUM *priv_key, int *ret)
 {
     int ok = 0;
-    BIGNUM *tmp = NULL;
-    BN_CTX *ctx = NULL;
+    BIGNUM *two_powN = NULL, *upper;
 
     *ret = 0;
-    ctx = BN_CTX_new();
-    if (ctx == NULL)
-        goto err;
-    BN_CTX_start(ctx);
-    tmp = BN_CTX_get(ctx);
-    if (tmp == NULL || !BN_set_word(tmp, 1))
-        goto err;
-    if (BN_cmp(pub_key, tmp) <= 0)
-        *ret |= DH_CHECK_PUBKEY_TOO_SMALL;
-    if (BN_copy(tmp, dh->p) == NULL || !BN_sub_word(tmp, 1))
-        goto err;
-    if (BN_cmp(pub_key, tmp) >= 0)
-        *ret |= DH_CHECK_PUBKEY_TOO_LARGE;
+    two_powN = BN_new();
+    if (two_powN == NULL)
+        return 0;
 
-    if (dh->q != NULL) {
-        /* Check pub_key^q == 1 mod p */
-        if (!BN_mod_exp(tmp, pub_key, dh->q, dh->p, ctx))
-            goto err;
-        if (!BN_is_one(tmp))
-            *ret |= DH_CHECK_PUBKEY_INVALID;
+    if (dh->params.q != NULL) {
+        upper = dh->params.q;
+#ifndef FIPS_MODULE
+    } else if (dh->params.p != NULL) {
+        /*
+         * We do not have q so we just check the key is within some
+         * reasonable range, or the number of bits is equal to dh->length.
+         */
+        int length = dh->length;
+
+        if (length == 0) {
+            length = BN_num_bits(dh->params.p) - 1;
+            if (BN_num_bits(priv_key) <= length
+                && BN_num_bits(priv_key) > 1)
+                ok = 1;
+        } else if (BN_num_bits(priv_key) == length) {
+            ok = 1;
+        }
+        goto end;
+#endif
+    } else {
+        goto end;
     }
 
-    ok = 1;
- err:
-    if (ctx != NULL) {
-        BN_CTX_end(ctx);
-        BN_CTX_free(ctx);
+    /* Is it from an approved Safe prime group ?*/
+    if (DH_get_nid((DH *)dh) != NID_undef && dh->length != 0) {
+        if (!BN_lshift(two_powN, BN_value_one(), dh->length))
+            goto end;
+        if (BN_cmp(two_powN, dh->params.q) < 0)
+            upper = two_powN;
     }
+    if (!ossl_ffc_validate_private_key(upper, priv_key, ret))
+        goto end;
+
+    ok = 1;
+end:
+    BN_free(two_powN);
     return ok;
 }
+
+/*
+ * FFC pairwise check from SP800-56A R3.
+ *    Section 5.6.2.1.4 Owner Assurance of Pair-wise Consistency
+ */
+int ossl_dh_check_pairwise(const DH *dh)
+{
+    int ret = 0;
+    BN_CTX *ctx = NULL;
+    BIGNUM *pub_key = NULL;
+
+    if (dh->params.p == NULL
+        || dh->params.g == NULL
+        || dh->priv_key == NULL
+        || dh->pub_key == NULL)
+        return 0;
+
+    ctx = BN_CTX_new_ex(dh->libctx);
+    if (ctx == NULL)
+        goto err;
+    pub_key = BN_new();
+    if (pub_key == NULL)
+        goto err;
+
+    /* recalculate the public key = (g ^ priv) mod p */
+    if (!ossl_dh_generate_public_key(ctx, dh, dh->priv_key, pub_key))
+        goto err;
+    /* check it matches the existing public_key */
+    ret = BN_cmp(pub_key, dh->pub_key) == 0;
+err:
+    BN_free(pub_key);
+    BN_CTX_free(ctx);
+    return ret;
+}