crypto/openssl/crypto/rsa/rsa_oaep.c

   1 /* crypto/rsa/rsa_oaep.c */
   2 /* Written by Ulf Moeller. This software is distributed on an "AS IS"
   3    basis, WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, either express or implied. */
   4
   5 /* EME-OAEP as defined in RFC 2437 (PKCS #1 v2.0) */
   6
   7 /* See Victor Shoup, "OAEP reconsidered," Nov. 2000,
   8  * <URL: http://www.shoup.net/papers/oaep.ps.Z>
   9  * for problems with the security proof for the
  10  * original OAEP scheme, which EME-OAEP is based on.
  11  *
  12  * A new proof can be found in E. Fujisaki, T. Okamoto,
  13  * D. Pointcheval, J. Stern, "RSA-OEAP is Still Alive!",
  14  * Dec. 2000, <URL: http://eprint.iacr.org/2000/061/>.
  15  * The new proof has stronger requirements for the
  16  * underlying permutation: "partial-one-wayness" instead
  17  * of one-wayness.  For the RSA function, this is
  18  * an equivalent notion.
  19  */
  20
  21
  22 #if !defined(OPENSSL_NO_SHA) && !defined(OPENSSL_NO_SHA1)
  23 #include <stdio.h>
  24 #include "cryptlib.h"
  25 #include <openssl/bn.h>
  26 #include <openssl/rsa.h>
  27 #include <openssl/evp.h>
  28 #include <openssl/rand.h>
  29 #include <openssl/sha.h>
  30
  31 static int MGF1(unsigned char *mask, long len,
  32         const unsigned char *seed, long seedlen);
  33
  34 int RSA_padding_add_PKCS1_OAEP(unsigned char *to, int tlen,
  35         const unsigned char *from, int flen,
  36         const unsigned char *param, int plen)
  37         {
  38         int i, emlen = tlen - 1;
  39         unsigned char *db, *seed;
  40         unsigned char *dbmask, seedmask[SHA_DIGEST_LENGTH];
  41
  42         if (flen > emlen - 2 * SHA_DIGEST_LENGTH - 1)
  43                 {
  44                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_OAEP,
  45                    RSA_R_DATA_TOO_LARGE_FOR_KEY_SIZE);
  46                 return 0;
  47                 }
  48
  49         if (emlen < 2 * SHA_DIGEST_LENGTH + 1)
  50                 {
  51                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_OAEP, RSA_R_KEY_SIZE_TOO_SMALL);
  52                 return 0;
  53                 }
  54
  55         to[0] = 0;
  56         seed = to + 1;
  57         db = to + SHA_DIGEST_LENGTH + 1;
  58
  59         EVP_Digest((void *)param, plen, db, NULL, EVP_sha1(), NULL);
  60         memset(db + SHA_DIGEST_LENGTH, 0,
  61                 emlen - flen - 2 * SHA_DIGEST_LENGTH - 1);
  62         db[emlen - flen - SHA_DIGEST_LENGTH - 1] = 0x01;
  63         memcpy(db + emlen - flen - SHA_DIGEST_LENGTH, from, (unsigned int) flen);
  64         if (RAND_bytes(seed, SHA_DIGEST_LENGTH) <= 0)
  65                 return 0;
  66 #ifdef PKCS_TESTVECT
  67         memcpy(seed,
  68            "\xaa\xfd\x12\xf6\x59\xca\xe6\x34\x89\xb4\x79\xe5\x07\x6d\xde\xc2\xf0\x6c\xb5\x8f",
  69            20);
  70 #endif
  71
  72         dbmask = OPENSSL_malloc(emlen - SHA_DIGEST_LENGTH);
  73         if (dbmask == NULL)
  74                 {
  75                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_OAEP, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
  76                 return 0;
  77                 }
  78
  79         if (MGF1(dbmask, emlen - SHA_DIGEST_LENGTH, seed, SHA_DIGEST_LENGTH) < 0)
  80                 return 0;
  81         for (i = 0; i < emlen - SHA_DIGEST_LENGTH; i++)
  82                 db[i] ^= dbmask[i];
  83
  84         if (MGF1(seedmask, SHA_DIGEST_LENGTH, db, emlen - SHA_DIGEST_LENGTH) < 0)
  85                 return 0;
  86         for (i = 0; i < SHA_DIGEST_LENGTH; i++)
  87                 seed[i] ^= seedmask[i];
  88
  89         OPENSSL_free(dbmask);
  90         return 1;
  91         }
  92
  93 int RSA_padding_check_PKCS1_OAEP(unsigned char *to, int tlen,
  94         const unsigned char *from, int flen, int num,
  95         const unsigned char *param, int plen)
  96         {
  97         int i, dblen, mlen = -1;
  98         const unsigned char *maskeddb;
  99         int lzero;
 100         unsigned char *db = NULL, seed[SHA_DIGEST_LENGTH], phash[SHA_DIGEST_LENGTH];
 101         unsigned char *padded_from;
 102         int bad = 0;
 103
 104         if (--num < 2 * SHA_DIGEST_LENGTH + 1)
 105                 /* 'num' is the length of the modulus, i.e. does not depend on the
 106                  * particular ciphertext. */
 107                 goto decoding_err;
 108
 109         lzero = num - flen;
 110         if (lzero < 0)
 111                 {
 112                 /* signalling this error immediately after detection might allow
 113                  * for side-channel attacks (e.g. timing if 'plen' is huge
 114                  * -- cf. James H. Manger, "A Chosen Ciphertext Attack on RSA Optimal
 115                  * Asymmetric Encryption Padding (OAEP) [...]", CRYPTO 2001),
 116                  * so we use a 'bad' flag */
 117                 bad = 1;
 118                 lzero = 0;
 119                 flen = num; /* don't overflow the memcpy to padded_from */
 120                 }
 121
 122         dblen = num - SHA_DIGEST_LENGTH;
 123         db = OPENSSL_malloc(dblen + num);
 124         if (db == NULL)
 125                 {
 126                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_OAEP, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 127                 return -1;
 128                 }
 129
 130         /* Always do this zero-padding copy (even when lzero == 0)
 131          * to avoid leaking timing info about the value of lzero. */
 132         padded_from = db + dblen;
 133         memset(padded_from, 0, lzero);
 134         memcpy(padded_from + lzero, from, flen);
 135
 136         maskeddb = padded_from + SHA_DIGEST_LENGTH;
 137
 138         if (MGF1(seed, SHA_DIGEST_LENGTH, maskeddb, dblen))
 139                 return -1;
 140         for (i = 0; i < SHA_DIGEST_LENGTH; i++)
 141                 seed[i] ^= padded_from[i];
 142
 143         if (MGF1(db, dblen, seed, SHA_DIGEST_LENGTH))
 144                 return -1;
 145         for (i = 0; i < dblen; i++)
 146                 db[i] ^= maskeddb[i];
 147
 148         EVP_Digest((void *)param, plen, phash, NULL, EVP_sha1(), NULL);
 149
 150         if (memcmp(db, phash, SHA_DIGEST_LENGTH) != 0 || bad)
 151                 goto decoding_err;
 152         else
 153                 {
 154                 for (i = SHA_DIGEST_LENGTH; i < dblen; i++)
 155                         if (db[i] != 0x00)
 156                                 break;
 157                 if (i == dblen || db[i] != 0x01)
 158                         goto decoding_err;
 159                 else
 160                         {
 161                         /* everything looks OK */
 162
 163                         mlen = dblen - ++i;
 164                         if (tlen < mlen)
 165                                 {
 166                                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_OAEP, RSA_R_DATA_TOO_LARGE);
 167                                 mlen = -1;
 168                                 }
 169                         else
 170                                 memcpy(to, db + i, mlen);
 171                         }
 172                 }
 173         OPENSSL_free(db);
 174         return mlen;
 175
 176 decoding_err:
 177         /* to avoid chosen ciphertext attacks, the error message should not reveal
 178          * which kind of decoding error happened */
 179         RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_OAEP, RSA_R_OAEP_DECODING_ERROR);
 180         if (db != NULL) OPENSSL_free(db);
 181         return -1;
 182         }
 183
 184 int PKCS1_MGF1(unsigned char *mask, long len,
 185         const unsigned char *seed, long seedlen, const EVP_MD *dgst)
 186         {
 187         long i, outlen = 0;
 188         unsigned char cnt[4];
 189         EVP_MD_CTX c;
 190         unsigned char md[EVP_MAX_MD_SIZE];
 191         int mdlen;
 192         int rv = -1;
 193
 194         EVP_MD_CTX_init(&c);
 195         mdlen = EVP_MD_size(dgst);
 196         if (mdlen < 0)
 197                 goto err;
 198         for (i = 0; outlen < len; i++)
 199                 {
 200                 cnt[0] = (unsigned char)((i >> 24) & 255);
 201                 cnt[1] = (unsigned char)((i >> 16) & 255);
 202                 cnt[2] = (unsigned char)((i >> 8)) & 255;
 203                 cnt[3] = (unsigned char)(i & 255);
 204                 if (!EVP_DigestInit_ex(&c,dgst, NULL)
 205                         || !EVP_DigestUpdate(&c, seed, seedlen)
 206                         || !EVP_DigestUpdate(&c, cnt, 4))
 207                         goto err;
 208                 if (outlen + mdlen <= len)
 209                         {
 210                         if (!EVP_DigestFinal_ex(&c, mask + outlen, NULL))
 211                                 goto err;
 212                         outlen += mdlen;
 213                         }
 214                 else
 215                         {
 216                         if (!EVP_DigestFinal_ex(&c, md, NULL))
 217                                 goto err;
 218                         memcpy(mask + outlen, md, len - outlen);
 219                         outlen = len;
 220                         }
 221                 }
 222         rv = 0;
 223         err:
 224         EVP_MD_CTX_cleanup(&c);
 225         return rv;
 226         }
 227
 228 static int MGF1(unsigned char *mask, long len, const unsigned char *seed,
 229                  long seedlen)
 230         {
 231         return PKCS1_MGF1(mask, len, seed, seedlen, EVP_sha1());
 232         }
 233 #endif