Modify the RSA_private_decrypt functions to check the padding in
[openssl.git] / crypto / rsa / rsa_pk1.c
index 8f8587a3ea693d4eac05a864f33c451ece181fdd..745d22eaf1d0cfef96b75342d2b466236329faf4 100644 (file)
@@ -1,59 +1,10 @@
-/* crypto/rsa/rsa_pk1.c */
-/* Copyright (C) 1995-1998 Eric Young (eay@cryptsoft.com)
- * All rights reserved.
+/*
+ * Copyright 1995-2019 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
  *
- * This package is an SSL implementation written
- * by Eric Young (eay@cryptsoft.com).
- * The implementation was written so as to conform with Netscapes SSL.
- *
- * This library is free for commercial and non-commercial use as long as
- * the following conditions are aheared to.  The following conditions
- * apply to all code found in this distribution, be it the RC4, RSA,
- * lhash, DES, etc., code; not just the SSL code.  The SSL documentation
- * included with this distribution is covered by the same copyright terms
- * except that the holder is Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com).
- *
- * Copyright remains Eric Young's, and as such any Copyright notices in
- * the code are not to be removed.
- * If this package is used in a product, Eric Young should be given attribution
- * as the author of the parts of the library used.
- * This can be in the form of a textual message at program startup or
- * in documentation (online or textual) provided with the package.
- *
- * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
- * modification, are permitted provided that the following conditions
- * are met:
- * 1. Redistributions of source code must retain the copyright
- *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
- * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
- *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
- *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
- * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
- *    must display the following acknowledgement:
- *    "This product includes cryptographic software written by
- *     Eric Young (eay@cryptsoft.com)"
- *    The word 'cryptographic' can be left out if the rouines from the library
- *    being used are not cryptographic related :-).
- * 4. If you include any Windows specific code (or a derivative thereof) from
- *    the apps directory (application code) you must include an acknowledgement:
- *    "This product includes software written by Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com)"
- *
- * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY ERIC YOUNG ``AS IS'' AND
- * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
- * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
- * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
- * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
- * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
- * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
- * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
- * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
- * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
- * SUCH DAMAGE.
- *
- * The licence and distribution terms for any publically available version or
- * derivative of this code cannot be changed.  i.e. this code cannot simply be
- * copied and put under another distribution licence
- * [including the GNU Public Licence.]
+ * Licensed under the OpenSSL license (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
  */
 
 #include "internal/constant_time_locl.h"
@@ -98,7 +49,28 @@ int RSA_padding_check_PKCS1_type_1(unsigned char *to, int tlen,
     const unsigned char *p;
 
     p = from;
-    if ((num != (flen + 1)) || (*(p++) != 01)) {
+
+    /*
+     * The format is
+     * 00 || 01 || PS || 00 || D
+     * PS - padding string, at least 8 bytes of FF
+     * D  - data.
+     */
+
+    if (num < 11)
+        return -1;
+
+    /* Accept inputs with and without the leading 0-byte. */
+    if (num == flen) {
+        if ((*p++) != 0x00) {
+            RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_TYPE_1,
+                   RSA_R_INVALID_PADDING);
+            return -1;
+        }
+        flen--;
+    }
+
+    if ((num != (flen + 1)) || (*(p++) != 0x01)) {
         RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_TYPE_1,
                RSA_R_BLOCK_TYPE_IS_NOT_01);
         return (-1);
@@ -186,7 +158,7 @@ int RSA_padding_check_PKCS1_type_2(unsigned char *to, int tlen,
     int i;
     /* |em| is the encoded message, zero-padded to exactly |num| bytes */
     unsigned char *em = NULL;
-    unsigned int good, found_zero_byte;
+    unsigned int good, found_zero_byte, mask;
     int zero_index = 0, msg_index, mlen = -1;
 
     if (tlen < 0 || flen < 0)
@@ -197,36 +169,40 @@ int RSA_padding_check_PKCS1_type_2(unsigned char *to, int tlen,
      * section 7.2.2.
      */
 
-    if (flen > num)
-        goto err;
-
-    if (num < 11)
-        goto err;
+    if (flen > num || num < 11) {
+        RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_TYPE_2,
+               RSA_R_PKCS_DECODING_ERROR);
+        return -1;
+    }
 
-    em = OPENSSL_zalloc(num);
+    em = OPENSSL_malloc(num);
     if (em == NULL) {
         RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_TYPE_2, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
         return -1;
     }
     /*
-     * Always do this zero-padding copy (even when num == flen) to avoid
-     * leaking that information. The copy still leaks some side-channel
-     * information, but it's impossible to have a fixed  memory access
-     * pattern since we can't read out of the bounds of |from|.
-     *
-     * TODO(emilia): Consider porting BN_bn2bin_padded from BoringSSL.
+     * Caller is encouraged to pass zero-padded message created with
+     * BN_bn2binpad. Trouble is that since we can't read out of |from|'s
+     * bounds, it's impossible to have an invariant memory access pattern
+     * in case |from| was not zero-padded in advance.
      */
-    memcpy(em + num - flen, from, flen);
+    for (from += flen, em += num, i = 0; i < num; i++) {
+        mask = ~constant_time_is_zero(flen);
+        flen -= 1 & mask;
+        from -= 1 & mask;
+        *--em = *from & mask;
+    }
 
     good = constant_time_is_zero(em[0]);
     good &= constant_time_eq(em[1], 2);
 
+    /* scan over padding data */
     found_zero_byte = 0;
     for (i = 2; i < num; i++) {
         unsigned int equals0 = constant_time_is_zero(em[i]);
-        zero_index =
-            constant_time_select_int(~found_zero_byte & equals0, i,
-                                     zero_index);
+
+        zero_index = constant_time_select_int(~found_zero_byte & equals0,
+                                              i, zero_index);
         found_zero_byte |= equals0;
     }
 
@@ -235,7 +211,7 @@ int RSA_padding_check_PKCS1_type_2(unsigned char *to, int tlen,
      * If we never found a 0-byte, then |zero_index| is 0 and the check
      * also fails.
      */
-    good &= constant_time_ge((unsigned int)(zero_index), 2 + 8);
+    good &= constant_time_ge(zero_index, 2 + 8);
 
     /*
      * Skip the zero byte. This is incorrect if we never found a zero-byte
@@ -245,29 +221,35 @@ int RSA_padding_check_PKCS1_type_2(unsigned char *to, int tlen,
     mlen = num - msg_index;
 
     /*
-     * For good measure, do this check in constant time as well; it could
-     * leak something if |tlen| was assuming valid padding.
+     * For good measure, do this check in constant time as well.
      */
-    good &= constant_time_ge((unsigned int)(tlen), (unsigned int)(mlen));
+    good &= constant_time_ge(tlen, mlen);
 
     /*
-     * We can't continue in constant-time because we need to copy the result
-     * and we cannot fake its length. This unavoidably leaks timing
-     * information at the API boundary.
-     * TODO(emilia): this could be addressed at the call site,
-     * see BoringSSL commit 0aa0767340baf925bda4804882aab0cb974b2d26.
+     * Move the result in-place by |num|-11-|mlen| bytes to the left.
+     * Then if |good| move |mlen| bytes from |em|+11 to |to|.
+     * Otherwise leave |to| unchanged.
+     * Copy the memory back in a way that does not reveal the size of
+     * the data being copied via a timing side channel. This requires copying
+     * parts of the buffer multiple times based on the bits set in the real
+     * length. Clear bits do a non-copy with identical access pattern.
+     * The loop below has overall complexity of O(N*log(N)).
      */
-    if (!good) {
-        mlen = -1;
-        goto err;
+    tlen = constant_time_select_int(constant_time_lt(num - 11, tlen),
+                                    num - 11, tlen);
+    for (msg_index = 1; msg_index < num - 11; msg_index <<= 1) {
+        mask = ~constant_time_eq(msg_index & (num - 11 - mlen), 0);
+        for (i = 11; i < num - msg_index; i++)
+            em[i] = constant_time_select_8(mask, em[i + msg_index], em[i]);
+    }
+    for (i = 0; i < tlen; i++) {
+        mask = good & constant_time_lt(i, mlen);
+        to[i] = constant_time_select_8(mask, em[i + 11], to[i]);
     }
 
-    memcpy(to, em + msg_index, mlen);
+    OPENSSL_clear_free(em, num);
+    RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_TYPE_2, RSA_R_PKCS_DECODING_ERROR);
+    err_clear_last_constant_time(1 & good);
 
- err:
-    OPENSSL_free(em);
-    if (mlen == -1)
-        RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_TYPE_2,
-               RSA_R_PKCS_DECODING_ERROR);
-    return mlen;
+    return constant_time_select_int(good, mlen, -1);
 }