Remove some unnecessary OPENSSL_FIPS references
[openssl.git] / ssl / s3_cbc.c
index 8472158233c78ef20851c2894ea39eb8f42b8721..6087ee3553faeaa1420a2f84936abd3cd4a627e0 100644 (file)
@@ -53,6 +53,7 @@
  *
  */
 
+#include "../crypto/constant_time_locl.h"
 #include "ssl_locl.h"
 
 #include <openssl/md5.h>
  * supported by TLS.) */
 #define MAX_HASH_BLOCK_SIZE 128
 
-/* Some utility functions are needed:
- *
- * These macros return the given value with the MSB copied to all the other
- * bits. They use the fact that arithmetic shift shifts-in the sign bit.
- * However, this is not ensured by the C standard so you may need to replace
- * them with something else on odd CPUs. */
-#define DUPLICATE_MSB_TO_ALL(x) ( (unsigned)( (int)(x) >> (sizeof(int)*8-1) ) )
-#define DUPLICATE_MSB_TO_ALL_8(x) ((unsigned char)(DUPLICATE_MSB_TO_ALL(x)))
-
-/* constant_time_ge returns 0xff if a>=b and 0x00 otherwise. */
-static unsigned constant_time_ge(unsigned a, unsigned b)
-       {
-       a -= b;
-       return DUPLICATE_MSB_TO_ALL(~a);
-       }
-
-/* constant_time_eq_8 returns 0xff if a==b and 0x00 otherwise. */
-static unsigned char constant_time_eq_8(unsigned a, unsigned b)
-       {
-       unsigned c = a ^ b;
-       c--;
-       return DUPLICATE_MSB_TO_ALL_8(c);
-       }
-
 /* ssl3_cbc_remove_padding removes padding from the decrypted, SSLv3, CBC
  * record in |rec| by updating |rec->length| in constant time.
  *
@@ -117,8 +94,8 @@ int ssl3_cbc_remove_padding(const SSL* s,
        /* SSLv3 requires that the padding is minimal. */
        good &= constant_time_ge(block_size, padding_length+1);
        rec->length -= good & (padding_length+1);
-       return (int)((good & 1) | (~good & -1));
-}
+       return constant_time_select_int(good, 1, -1);
+       }
 
 /* tls1_cbc_remove_padding removes the CBC padding from the decrypted, TLS, CBC
  * record in |rec| in constant time and returns 1 if the padding is valid and
@@ -139,7 +116,7 @@ int tls1_cbc_remove_padding(const SSL* s,
        unsigned padding_length, good, to_check, i;
        const unsigned overhead = 1 /* padding length byte */ + mac_size;
        /* Check if version requires explicit IV */
-       if (s->version >= TLS1_1_VERSION || s->version == DTLS1_VERSION)
+       if (SSL_USE_EXPLICIT_IV(s))
                {
                /* These lengths are all public so we can test them in
                 * non-constant time.
@@ -200,7 +177,7 @@ int tls1_cbc_remove_padding(const SSL* s,
 
        for (i = 0; i < to_check; i++)
                {
-               unsigned char mask = constant_time_ge(padding_length, i);
+               unsigned char mask = constant_time_ge_8(padding_length, i);
                unsigned char b = rec->data[rec->length-1-i];
                /* The final |padding_length+1| bytes should all have the value
                 * |padding_length|. Therefore the XOR should be zero. */
@@ -208,24 +185,14 @@ int tls1_cbc_remove_padding(const SSL* s,
                }
 
        /* If any of the final |padding_length+1| bytes had the wrong value,
-        * one or more of the lower eight bits of |good| will be cleared. We
-        * AND the bottom 8 bits together and duplicate the result to all the
-        * bits. */
-       good &= good >> 4;
-       good &= good >> 2;
-       good &= good >> 1;
-       good <<= sizeof(good)*8-1;
-       good = DUPLICATE_MSB_TO_ALL(good);
-
+        * one or more of the lower eight bits of |good| will be cleared.
+        */
+       good = constant_time_eq(0xff, good & 0xff);
        rec->length -= good & (padding_length+1);
 
-       return (int)((good & 1) | (~good & -1));
+       return constant_time_select_int(good, 1, -1);
        }
 
-#if defined(_M_AMD64) || defined(__x86_64__)
-#define CBC_MAC_ROTATE_IN_PLACE
-#endif
-
 /* ssl3_cbc_copy_mac copies |md_size| bytes from the end of |rec| to |out| in
  * constant time (independent of the concrete value of rec->length, which may
  * vary within a 256-byte window).
@@ -239,15 +206,18 @@ int tls1_cbc_remove_padding(const SSL* s,
  *
  * If CBC_MAC_ROTATE_IN_PLACE is defined then the rotation is performed with
  * variable accesses in a 64-byte-aligned buffer. Assuming that this fits into
- * a single cache-line, then the variable memory accesses don't actually affect
- * the timing. This has been tested to be true on Intel amd64 chips.
+ * a single or pair of cache-lines, then the variable memory accesses don't
+ * actually affect the timing. CPUs with smaller cache-lines [if any] are
+ * not multi-core and are not considered vulnerable to cache-timing attacks.
  */
+#define CBC_MAC_ROTATE_IN_PLACE
+
 void ssl3_cbc_copy_mac(unsigned char* out,
                       const SSL3_RECORD *rec,
                       unsigned md_size)
        {
 #if defined(CBC_MAC_ROTATE_IN_PLACE)
-       unsigned char rotated_mac_buf[EVP_MAX_MD_SIZE*2];
+       unsigned char rotated_mac_buf[64+EVP_MAX_MD_SIZE];
        unsigned char *rotated_mac;
 #else
        unsigned char rotated_mac[EVP_MAX_MD_SIZE];
@@ -267,7 +237,7 @@ void ssl3_cbc_copy_mac(unsigned char* out,
        OPENSSL_assert(md_size <= EVP_MAX_MD_SIZE);
 
 #if defined(CBC_MAC_ROTATE_IN_PLACE)
-       rotated_mac = (unsigned char*) (((intptr_t)(rotated_mac_buf + 64)) & ~63);
+       rotated_mac = rotated_mac_buf + ((0-(size_t)rotated_mac_buf)&63);
 #endif
 
        /* This information is public so it's safe to branch based on it. */
@@ -285,16 +255,13 @@ void ssl3_cbc_copy_mac(unsigned char* out,
        rotate_offset = (div_spoiler + mac_start - scan_start) % md_size;
 
        memset(rotated_mac, 0, md_size);
-       for (i = scan_start; i < rec->orig_len;)
+       for (i = scan_start, j = 0; i < rec->orig_len; i++)
                {
-               for (j = 0; j < md_size && i < rec->orig_len; i++, j++)
-                       {
-                       unsigned char mac_started = constant_time_ge(i, mac_start);
-                       unsigned char mac_ended = constant_time_ge(i, mac_end);
-                       unsigned char b = 0;
-                       b = rec->data[i];
-                       rotated_mac[j] |= b & mac_started & ~mac_ended;
-                       }
+               unsigned char mac_started = constant_time_ge_8(i, mac_start);
+               unsigned char mac_ended = constant_time_ge_8(i, mac_end);
+               unsigned char b = rec->data[i];
+               rotated_mac[j++] |= b & mac_started & ~mac_ended;
+               j &= constant_time_lt(j,md_size);
                }
 
        /* Now rotate the MAC */
@@ -302,16 +269,21 @@ void ssl3_cbc_copy_mac(unsigned char* out,
        j = 0;
        for (i = 0; i < md_size; i++)
                {
-               unsigned offset = (div_spoiler + rotate_offset + i) % md_size;
-               out[j++] = rotated_mac[offset];
+               /* in case cache-line is 32 bytes, touch second line */
+               ((volatile unsigned char *)rotated_mac)[rotate_offset^32];
+               out[j++] = rotated_mac[rotate_offset++];
+               rotate_offset &= constant_time_lt(rotate_offset,md_size);
                }
 #else
        memset(out, 0, md_size);
+       rotate_offset = md_size - rotate_offset;
+       rotate_offset &= constant_time_lt(rotate_offset,md_size);
        for (i = 0; i < md_size; i++)
                {
-               unsigned offset = (div_spoiler + md_size - rotate_offset + i) % md_size;
                for (j = 0; j < md_size; j++)
-                       out[j] |= rotated_mac[i] & constant_time_eq_8(j, offset);
+                       out[j] |= rotated_mac[i] & constant_time_eq_8(j, rotate_offset);
+               rotate_offset++;
+               rotate_offset &= constant_time_lt(rotate_offset,md_size);
                }
 #endif
        }
@@ -381,10 +353,8 @@ static void tls1_sha512_final_raw(void* ctx, unsigned char *md_out)
  * which ssl3_cbc_digest_record supports. */
 char ssl3_cbc_record_digest_supported(const EVP_MD_CTX *ctx)
        {
-#ifdef OPENSSL_FIPS
        if (FIPS_mode())
                return 0;
-#endif
        switch (EVP_MD_CTX_type(ctx))
                {
                case NID_md5:
@@ -411,7 +381,7 @@ char ssl3_cbc_record_digest_supported(const EVP_MD_CTX *ctx)
  *   md_out: the digest output. At most EVP_MAX_MD_SIZE bytes will be written.
  *   md_out_size: if non-NULL, the number of output bytes is written here.
  *   header: the 13-byte, TLS record header.
- *   data: the record data itself, less any preceeding explicit IV.
+ *   data: the record data itself, less any preceding explicit IV.
  *   data_plus_mac_size: the secret, reported length of the data and MAC
  *     once the padding has been removed.
  *   data_plus_mac_plus_padding_size: the public length of the whole
@@ -454,6 +424,7 @@ void ssl3_cbc_digest_record(
        * the hash. */
        unsigned md_length_size = 8;
        char length_is_big_endian = 1;
+       int ret;
 
        /* This is a, hopefully redundant, check that allows us to forget about
         * many possible overflows later in this function. */
@@ -672,12 +643,12 @@ void ssl3_cbc_digest_record(
                                b = data[k-header_length];
                        k++;
 
-                       is_past_c = is_block_a & constant_time_ge(j, c);
-                       is_past_cp1 = is_block_a & constant_time_ge(j, c+1);
+                       is_past_c = is_block_a & constant_time_ge_8(j, c);
+                       is_past_cp1 = is_block_a & constant_time_ge_8(j, c+1);
                        /* If this is the block containing the end of the
                         * application data, and we are at the offset for the
                         * 0x80 value, then overwrite b with 0x80. */
-                       b = (b&~is_past_c) | (0x80&is_past_c);
+                        b =  constant_time_select_8(is_past_c, 0x80, b);
                        /* If this the the block containing the end of the
                         * application data and we're past the 0x80 value then
                         * just write zero. */
@@ -693,7 +664,8 @@ void ssl3_cbc_digest_record(
                        if (j >= md_block_size - md_length_size)
                                {
                                /* If this is index_b, write a length byte. */
-                               b = (b&~is_block_b) | (is_block_b&length_bytes[j-(md_block_size-md_length_size)]);
+                               b = constant_time_select_8(
+                                       is_block_b, length_bytes[j-(md_block_size-md_length_size)], b);
                                }
                        block[j] = b;
                        }
@@ -725,14 +697,12 @@ void ssl3_cbc_digest_record(
                EVP_DigestUpdate(&md_ctx, hmac_pad, md_block_size);
                EVP_DigestUpdate(&md_ctx, mac_out, md_size);
                }
-       EVP_DigestFinal(&md_ctx, md_out, &md_out_size_u);
-       if (md_out_size)
+       ret = EVP_DigestFinal(&md_ctx, md_out, &md_out_size_u);
+       if (ret && md_out_size)
                *md_out_size = md_out_size_u;
        EVP_MD_CTX_cleanup(&md_ctx);
        }
 
-#ifdef OPENSSL_FIPS
-
 /* Due to the need to use EVP in FIPS mode we can't reimplement digests but
  * we can ensure the number of blocks processed is equal for all cases
  * by digesting additional data.
@@ -776,4 +746,3 @@ void tls_fips_digest_extra(
        EVP_DigestSignUpdate(mac_ctx, data,
                                (blocks_orig - blocks_data + 1) * block_size);
        }
-#endif