RSA: Do not set NULL OAEP labels
[openssl.git] / crypto / rsa / rsa_ameth.c
index 97a37ba47d3e853805143d93787c5c836e957701..22c06a2139e0e8a939e7fbd5f2fca61641e64455 100644 (file)
@@ -1,21 +1,30 @@
 /*
- * Copyright 2006-2017 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
+ * Copyright 2006-2020 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
  *
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  * https://www.openssl.org/source/license.html
  */
 
+/*
+ * RSA 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/asn1t.h>
 #include <openssl/x509.h>
 #include <openssl/bn.h>
 #include <openssl/cms.h>
-#include "internal/asn1_int.h"
-#include "internal/evp_int.h"
-#include "rsa_locl.h"
+#include <openssl/core_names.h>
+#include <openssl/param_build.h>
+#include "crypto/asn1.h"
+#include "crypto/evp.h"
+#include "crypto/rsa.h"
+#include "rsa_local.h"
 
 #ifndef OPENSSL_NO_CMS
 static int rsa_cms_sign(CMS_SignerInfo *si);
@@ -34,7 +43,7 @@ static int rsa_param_encode(const EVP_PKEY *pkey,
 
     *pstr = NULL;
     /* If RSA it's just NULL type */
-    if (pkey->ameth->pkey_id == EVP_PKEY_RSA) {
+    if (RSA_test_flags(rsa, RSA_FLAG_TYPE_MASK) != RSA_FLAG_TYPE_RSASSAPSS) {
         *pstrtype = V_ASN1_NULL;
         return 1;
     }
@@ -58,7 +67,7 @@ static int rsa_param_decode(RSA *rsa, const X509_ALGOR *alg)
     int algptype;
 
     X509_ALGOR_get0(&algoid, &algptype, &algp, alg);
-    if (OBJ_obj2nid(algoid) == EVP_PKEY_RSA)
+    if (OBJ_obj2nid(algoid) != EVP_PKEY_RSA_PSS)
         return 1;
     if (algptype == V_ASN1_UNDEF)
         return 1;
@@ -92,7 +101,7 @@ static int rsa_pub_encode(X509_PUBKEY *pk, const EVP_PKEY *pkey)
     return 0;
 }
 
-static int rsa_pub_decode(EVP_PKEY *pkey, X509_PUBKEY *pubkey)
+static int rsa_pub_decode(EVP_PKEY *pkey, const X509_PUBKEY *pubkey)
 {
     const unsigned char *p;
     int pklen;
@@ -109,7 +118,10 @@ static int rsa_pub_decode(EVP_PKEY *pkey, X509_PUBKEY *pubkey)
         RSA_free(rsa);
         return 0;
     }
-    EVP_PKEY_assign(pkey, pkey->ameth->pkey_id, rsa);
+    if (!EVP_PKEY_assign(pkey, pkey->ameth->pkey_id, rsa)) {
+        RSA_free(rsa);
+        return 0;
+    }
     return 1;
 }
 
@@ -184,6 +196,20 @@ static int rsa_priv_decode(EVP_PKEY *pkey, const PKCS8_PRIV_KEY_INFO *p8)
         RSA_free(rsa);
         return 0;
     }
+
+    RSA_clear_flags(rsa, RSA_FLAG_TYPE_MASK);
+    switch (pkey->ameth->pkey_id) {
+    case EVP_PKEY_RSA:
+        RSA_set_flags(rsa, RSA_FLAG_TYPE_RSA);
+        break;
+    case EVP_PKEY_RSA_PSS:
+        RSA_set_flags(rsa, RSA_FLAG_TYPE_RSASSAPSS);
+        break;
+    default:
+        /* Leave the type bits zero */
+        break;
+    }
+
     EVP_PKEY_assign(pkey, pkey->ameth->pkey_id, rsa);
     return 1;
 }
@@ -316,10 +342,11 @@ static int pkey_rsa_print(BIO *bp, const EVP_PKEY *pkey, int off, int priv)
     const RSA *x = pkey->pkey.rsa;
     char *str;
     const char *s;
-    int ret = 0, mod_len = 0;
+    int ret = 0, mod_len = 0, ex_primes;
 
     if (x->n != NULL)
         mod_len = BN_num_bits(x->n);
+    ex_primes = sk_RSA_PRIME_INFO_num(x->prime_infos);
 
     if (!BIO_indent(bp, off, 128))
         goto err;
@@ -328,7 +355,8 @@ static int pkey_rsa_print(BIO *bp, const EVP_PKEY *pkey, int off, int priv)
         goto err;
 
     if (priv && x->d) {
-        if (BIO_printf(bp, "Private-Key: (%d bit)\n", mod_len) <= 0)
+        if (BIO_printf(bp, "Private-Key: (%d bit, %d primes)\n",
+                       mod_len, ex_primes <= 0 ? 2 : ex_primes + 2) <= 0)
             goto err;
         str = "modulus:";
         s = "publicExponent:";
@@ -343,6 +371,8 @@ static int pkey_rsa_print(BIO *bp, const EVP_PKEY *pkey, int off, int priv)
     if (!ASN1_bn_print(bp, s, x->e, NULL, off))
         goto err;
     if (priv) {
+        int i;
+
         if (!ASN1_bn_print(bp, "privateExponent:", x->d, NULL, off))
             goto err;
         if (!ASN1_bn_print(bp, "prime1:", x->p, NULL, off))
@@ -355,6 +385,39 @@ static int pkey_rsa_print(BIO *bp, const EVP_PKEY *pkey, int off, int priv)
             goto err;
         if (!ASN1_bn_print(bp, "coefficient:", x->iqmp, NULL, off))
             goto err;
+        for (i = 0; i < sk_RSA_PRIME_INFO_num(x->prime_infos); i++) {
+            /* print multi-prime info */
+            BIGNUM *bn = NULL;
+            RSA_PRIME_INFO *pinfo;
+            int j;
+
+            pinfo = sk_RSA_PRIME_INFO_value(x->prime_infos, i);
+            for (j = 0; j < 3; j++) {
+                if (!BIO_indent(bp, off, 128))
+                    goto err;
+                switch (j) {
+                case 0:
+                    if (BIO_printf(bp, "prime%d:", i + 3) <= 0)
+                        goto err;
+                    bn = pinfo->r;
+                    break;
+                case 1:
+                    if (BIO_printf(bp, "exponent%d:", i + 3) <= 0)
+                        goto err;
+                    bn = pinfo->d;
+                    break;
+                case 2:
+                    if (BIO_printf(bp, "coefficient%d:", i + 3) <= 0)
+                        goto err;
+                    bn = pinfo->t;
+                    break;
+                default:
+                    break;
+                }
+                if (!ASN1_bn_print(bp, "", bn, NULL, off))
+                    goto err;
+            }
+        }
     }
     if (pkey_is_pss(pkey) && !rsa_pss_param_print(bp, 1, x->pss, off))
         goto err;
@@ -407,7 +470,7 @@ static int rsa_sig_print(BIO *bp, const X509_ALGOR *sigalg,
         RSA_PSS_PARAMS_free(pss);
         if (!rv)
             return 0;
-    } else if (!sig && BIO_puts(bp, "\n") <= 0) {
+    } else if (BIO_puts(bp, "\n") <= 0) {
         return 0;
     }
     if (sig)
@@ -418,6 +481,9 @@ static int rsa_sig_print(BIO *bp, const X509_ALGOR *sigalg,
 static int rsa_pkey_ctrl(EVP_PKEY *pkey, int op, long arg1, void *arg2)
 {
     X509_ALGOR *alg = NULL;
+    const EVP_MD *md;
+    const EVP_MD *mgf1md;
+    int min_saltlen;
 
     switch (op) {
 
@@ -457,6 +523,16 @@ static int rsa_pkey_ctrl(EVP_PKEY *pkey, int op, long arg1, void *arg2)
 #endif
 
     case ASN1_PKEY_CTRL_DEFAULT_MD_NID:
+        if (pkey->pkey.rsa->pss != NULL) {
+            if (!rsa_pss_get_param(pkey->pkey.rsa->pss, &md, &mgf1md,
+                                   &min_saltlen)) {
+                RSAerr(0, ERR_R_INTERNAL_ERROR);
+                return 0;
+            }
+            *(int *)arg2 = EVP_MD_type(md);
+            /* Return of 2 indicates this MD is mandatory */
+            return 2;
+        }
         *(int *)arg2 = NID_sha256;
         return 1;
 
@@ -533,6 +609,7 @@ static RSA_PSS_PARAMS *rsa_ctx_to_pss(EVP_PKEY_CTX *pkctx)
 {
     const EVP_MD *sigmd, *mgf1md;
     EVP_PKEY *pk = EVP_PKEY_CTX_get0_pkey(pkctx);
+    RSA *rsa = EVP_PKEY_get0_RSA(pk);
     int saltlen;
 
     if (EVP_PKEY_CTX_get_signature_md(pkctx, &sigmd) <= 0)
@@ -543,10 +620,12 @@ static RSA_PSS_PARAMS *rsa_ctx_to_pss(EVP_PKEY_CTX *pkctx)
         return NULL;
     if (saltlen == -1) {
         saltlen = EVP_MD_size(sigmd);
-    } else if (saltlen == -2) {
-        saltlen = EVP_PKEY_size(pk) - EVP_MD_size(sigmd) - 2;
+    } else if (saltlen == -2 || saltlen == -3) {
+        saltlen = RSA_size(rsa) - EVP_MD_size(sigmd) - 2;
         if ((EVP_PKEY_bits(pk) & 0x7) == 1)
             saltlen--;
+        if (saltlen < 0)
+            return NULL;
     }
 
     return rsa_pss_params_create(sigmd, mgf1md, saltlen);
@@ -800,6 +879,7 @@ static int rsa_sig_info_set(X509_SIG_INFO *siginf, const X509_ALGOR *sigalg,
     uint32_t flags;
     const EVP_MD *mgf1md = NULL, *md = NULL;
     RSA_PSS_PARAMS *pss;
+    int secbits;
 
     /* Sanity check: make sure it is PSS */
     if (OBJ_obj2nid(sigalg->algorithm) != EVP_PKEY_RSA_PSS)
@@ -819,7 +899,24 @@ static int rsa_sig_info_set(X509_SIG_INFO *siginf, const X509_ALGOR *sigalg,
     else
         flags = 0;
     /* Note: security bits half number of digest bits */
-    X509_SIG_INFO_set(siginf, mdnid, EVP_PKEY_RSA_PSS, EVP_MD_size(md) * 4,
+    secbits = EVP_MD_size(md) * 4;
+    /*
+     * SHA1 and MD5 are known to be broken. Reduce security bits so that
+     * they're no longer accepted at security level 1. The real values don't
+     * really matter as long as they're lower than 80, which is our security
+     * level 1.
+     * https://eprint.iacr.org/2020/014 puts a chosen-prefix attack for SHA1 at
+     * 2^63.4
+     * https://documents.epfl.ch/users/l/le/lenstra/public/papers/lat.pdf
+     * puts a chosen-prefix attack for MD5 at 2^39.
+     */
+    if (mdnid == NID_sha1)
+        secbits = 64;
+    else if (mdnid == NID_md5_sha1)
+        secbits = 68;
+    else if (mdnid == NID_md5)
+        secbits = 39;
+    X509_SIG_INFO_set(siginf, mdnid, EVP_PKEY_RSA_PSS, secbits,
                       flags);
     rv = 1;
     err:
@@ -910,7 +1007,8 @@ static int rsa_cms_decrypt(CMS_RecipientInfo *ri)
         goto err;
     if (EVP_PKEY_CTX_set_rsa_mgf1_md(pkctx, mgf1md) <= 0)
         goto err;
-    if (EVP_PKEY_CTX_set0_rsa_oaep_label(pkctx, label, labellen) <= 0)
+    if (label != NULL
+            && EVP_PKEY_CTX_set0_rsa_oaep_label(pkctx, label, labellen) <= 0)
         goto err;
     /* Carry on */
     rv = 1;
@@ -930,7 +1028,8 @@ static int rsa_cms_encrypt(CMS_RecipientInfo *ri)
     int pad_mode = RSA_PKCS1_PADDING, rv = 0, labellen;
     unsigned char *label;
 
-    CMS_RecipientInfo_ktri_get0_algs(ri, NULL, NULL, &alg);
+    if (CMS_RecipientInfo_ktri_get0_algs(ri, NULL, NULL, &alg) <= 0)
+        return 0;
     if (pkctx) {
         if (EVP_PKEY_CTX_get_rsa_padding(pkctx, &pad_mode) <= 0)
             return 0;
@@ -989,6 +1088,177 @@ static int rsa_pkey_check(const EVP_PKEY *pkey)
     return RSA_check_key_ex(pkey->pkey.rsa, NULL);
 }
 
+static size_t rsa_pkey_dirty_cnt(const EVP_PKEY *pkey)
+{
+    return pkey->pkey.rsa->dirty_cnt;
+}
+
+/*
+ * For the moment, we trust the call path, where keys going through
+ * rsa_pkey_export_to() match a KEYMGMT for the "RSA" keytype, while
+ * keys going through rsa_pss_pkey_export_to() match a KEYMGMT for the
+ * "RSA-PSS" keytype.
+ * TODO(3.0) Investigate whether we should simply continue to trust the
+ * call path, or if we should strengthen this function by checking that
+ * |rsa_type| matches the RSA key subtype.  The latter requires ensuring
+ * that the type flag for the RSA key is properly set by other functions
+ * in this file.
+ */
+static int rsa_int_export_to(const EVP_PKEY *from, int rsa_type,
+                             void *to_keydata, EVP_KEYMGMT *to_keymgmt,
+                             OPENSSL_CTX *libctx, const char *propq)
+{
+    RSA *rsa = from->pkey.rsa;
+    OSSL_PARAM_BLD *tmpl = OSSL_PARAM_BLD_new();
+    OSSL_PARAM *params = NULL;
+    int selection = 0;
+    int rv = 0;
+
+    if (tmpl == NULL)
+        return 0;
+    /*
+     * If the RSA method is foreign, then we can't be sure of anything, and
+     * can therefore not export or pretend to export.
+     */
+    if (RSA_get_method(rsa) != RSA_PKCS1_OpenSSL())
+        goto err;
+
+    /* Public parameters must always be present */
+    if (RSA_get0_n(rsa) == NULL || RSA_get0_e(rsa) == NULL)
+        goto err;
+
+    if (!rsa_todata(rsa, tmpl, NULL))
+        goto err;
+
+    selection |= OSSL_KEYMGMT_SELECT_PUBLIC_KEY;
+    if (RSA_get0_d(rsa) != NULL)
+        selection |= OSSL_KEYMGMT_SELECT_PRIVATE_KEY;
+
+    if (rsa->pss != NULL) {
+        const EVP_MD *md = NULL, *mgf1md = NULL;
+        int md_nid, mgf1md_nid, saltlen;
+        RSA_PSS_PARAMS_30 pss_params;
+
+        if (!rsa_pss_get_param(rsa->pss, &md, &mgf1md, &saltlen))
+            goto err;
+        md_nid = EVP_MD_type(md);
+        mgf1md_nid = EVP_MD_type(mgf1md);
+        if (!rsa_pss_params_30_set_defaults(&pss_params)
+            || !rsa_pss_params_30_set_hashalg(&pss_params, md_nid)
+            || !rsa_pss_params_30_set_maskgenhashalg(&pss_params, mgf1md_nid)
+            || !rsa_pss_params_30_set_saltlen(&pss_params, saltlen)
+            || !rsa_pss_params_30_todata(&pss_params, propq, tmpl, NULL))
+            goto err;
+        selection |= OSSL_KEYMGMT_SELECT_OTHER_PARAMETERS;
+    }
+
+    if ((params = OSSL_PARAM_BLD_to_param(tmpl)) == NULL)
+        goto err;
+
+    /* We export, the provider imports */
+    rv = evp_keymgmt_import(to_keymgmt, to_keydata, selection, params);
+
+ err:
+    OSSL_PARAM_BLD_free_params(params);
+    OSSL_PARAM_BLD_free(tmpl);
+    return rv;
+}
+
+static int rsa_int_import_from(const OSSL_PARAM params[], void *vpctx,
+                               int rsa_type)
+{
+    EVP_PKEY_CTX *pctx = vpctx;
+    EVP_PKEY *pkey = EVP_PKEY_CTX_get0_pkey(pctx);
+    RSA *rsa = rsa_new_with_ctx(pctx->libctx);
+    RSA_PSS_PARAMS_30 rsa_pss_params = { 0, };
+    int ok = 0;
+
+    if (rsa == NULL) {
+        ERR_raise(ERR_LIB_DH, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
+        return 0;
+    }
+
+    RSA_clear_flags(rsa, RSA_FLAG_TYPE_MASK);
+    RSA_set_flags(rsa, rsa_type);
+
+    if (!rsa_pss_params_30_fromdata(&rsa_pss_params, params, pctx->libctx))
+        goto err;
+
+    switch (rsa_type) {
+    case RSA_FLAG_TYPE_RSA:
+        /*
+         * Were PSS parameters filled in?
+         * In that case, something's wrong
+         */
+        if (!rsa_pss_params_30_is_unrestricted(&rsa_pss_params))
+            goto err;
+        break;
+    case RSA_FLAG_TYPE_RSASSAPSS:
+        /*
+         * Were PSS parameters filled in?  In that case, create the old
+         * RSA_PSS_PARAMS structure.  Otherwise, this is an unrestricted key.
+         */
+        if (!rsa_pss_params_30_is_unrestricted(&rsa_pss_params)) {
+            /* Create the older RSA_PSS_PARAMS from RSA_PSS_PARAMS_30 data */
+            int mdnid = rsa_pss_params_30_hashalg(&rsa_pss_params);
+            int mgf1mdnid = rsa_pss_params_30_maskgenhashalg(&rsa_pss_params);
+            int saltlen = rsa_pss_params_30_saltlen(&rsa_pss_params);
+            const EVP_MD *md = EVP_get_digestbynid(mdnid);
+            const EVP_MD *mgf1md = EVP_get_digestbynid(mgf1mdnid);
+
+            if ((rsa->pss = rsa_pss_params_create(md, mgf1md, saltlen)) == NULL)
+                goto err;
+        }
+        break;
+    default:
+        /* RSA key sub-types we don't know how to handle yet */
+        goto err;
+    }
+
+    if (!rsa_fromdata(rsa, params))
+        goto err;
+
+    switch (rsa_type) {
+    case RSA_FLAG_TYPE_RSA:
+        ok = EVP_PKEY_assign_RSA(pkey, rsa);
+        break;
+    case RSA_FLAG_TYPE_RSASSAPSS:
+        ok = EVP_PKEY_assign(pkey, EVP_PKEY_RSA_PSS, rsa);
+        break;
+    }
+
+ err:
+    if (!ok)
+        RSA_free(rsa);
+    return ok;
+}
+
+static int rsa_pkey_export_to(const EVP_PKEY *from, void *to_keydata,
+                              EVP_KEYMGMT *to_keymgmt, OPENSSL_CTX *libctx,
+                              const char *propq)
+{
+    return rsa_int_export_to(from, RSA_FLAG_TYPE_RSA, to_keydata,
+                             to_keymgmt, libctx, propq);
+}
+
+static int rsa_pss_pkey_export_to(const EVP_PKEY *from, void *to_keydata,
+                                  EVP_KEYMGMT *to_keymgmt, OPENSSL_CTX *libctx,
+                                  const char *propq)
+{
+    return rsa_int_export_to(from, RSA_FLAG_TYPE_RSASSAPSS, to_keydata,
+                             to_keymgmt, libctx, propq);
+}
+
+static int rsa_pkey_import_from(const OSSL_PARAM params[], void *vpctx)
+{
+    return rsa_int_import_from(params, vpctx, RSA_FLAG_TYPE_RSA);
+}
+
+static int rsa_pss_pkey_import_from(const OSSL_PARAM params[], void *vpctx)
+{
+    return rsa_int_import_from(params, vpctx, RSA_FLAG_TYPE_RSASSAPSS);
+}
+
 const EVP_PKEY_ASN1_METHOD rsa_asn1_meths[2] = {
     {
      EVP_PKEY_RSA,
@@ -1021,7 +1291,14 @@ const EVP_PKEY_ASN1_METHOD rsa_asn1_meths[2] = {
      rsa_item_verify,
      rsa_item_sign,
      rsa_sig_info_set,
-     rsa_pkey_check
+     rsa_pkey_check,
+
+     0, 0,
+     0, 0, 0, 0,
+
+     rsa_pkey_dirty_cnt,
+     rsa_pkey_export_to,
+     rsa_pkey_import_from
     },
 
     {
@@ -1060,5 +1337,12 @@ const EVP_PKEY_ASN1_METHOD rsa_pss_asn1_meth = {
      rsa_item_verify,
      rsa_item_sign,
      0,
-     rsa_pkey_check
+     rsa_pkey_check,
+
+     0, 0,
+     0, 0, 0, 0,
+
+     rsa_pkey_dirty_cnt,
+     rsa_pss_pkey_export_to,
+     rsa_pss_pkey_import_from
 };