libssl - Fix bug in libssl
[dragonfly.git] / crypto / openssl / ssl / s3_cbc.c
1 /* ssl/s3_cbc.c */
2 /* ====================================================================
3  * Copyright (c) 2012 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  *
9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
11  *
12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
14  *    the documentation and/or other materials provided with the
15  *    distribution.
16  *
17  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
18  *    software must display the following acknowledgment:
19  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
20  *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.openssl.org/)"
21  *
22  * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
23  *    endorse or promote products derived from this software without
24  *    prior written permission. For written permission, please contact
25  *    openssl-core@openssl.org.
26  *
27  * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
28  *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
29  *    permission of the OpenSSL Project.
30  *
31  * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
32  *    acknowledgment:
33  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
34  *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.openssl.org/)"
35  *
36  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
37  * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
38  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
39  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
40  * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
41  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
42  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
43  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
44  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
45  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
46  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
47  * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
48  * ====================================================================
49  *
50  * This product includes cryptographic software written by Eric Young
51  * (eay@cryptsoft.com).  This product includes software written by Tim
52  * Hudson (tjh@cryptsoft.com).
53  *
54  */
55
56 #include "ssl_locl.h"
57
58 #include <openssl/md5.h>
59 #include <openssl/sha.h>
60
61 /* MAX_HASH_BIT_COUNT_BYTES is the maximum number of bytes in the hash's length
62  * field. (SHA-384/512 have 128-bit length.) */
63 #define MAX_HASH_BIT_COUNT_BYTES 16
64
65 /* MAX_HASH_BLOCK_SIZE is the maximum hash block size that we'll support.
66  * Currently SHA-384/512 has a 128-byte block size and that's the largest
67  * supported by TLS.) */
68 #define MAX_HASH_BLOCK_SIZE 128
69
70 /* Some utility functions are needed:
71  *
72  * These macros return the given value with the MSB copied to all the other
73  * bits. They use the fact that arithmetic shift shifts-in the sign bit.
74  * However, this is not ensured by the C standard so you may need to replace
75  * them with something else on odd CPUs. */
76 #define DUPLICATE_MSB_TO_ALL(x) ( (unsigned)( (int)(x) >> (sizeof(int)*8-1) ) )
77 #define DUPLICATE_MSB_TO_ALL_8(x) ((unsigned char)(DUPLICATE_MSB_TO_ALL(x)))
78
79 /* constant_time_ge returns 0xff if a>=b and 0x00 otherwise. */
80 static unsigned constant_time_ge(unsigned a, unsigned b)
81         {
82         a -= b;
83         return DUPLICATE_MSB_TO_ALL(~a);
84         }
85
86 /* constant_time_eq_8 returns 0xff if a==b and 0x00 otherwise. */
87 static unsigned char constant_time_eq_8(unsigned char a, unsigned char b)
88         {
89         unsigned c = a ^ b;
90         c--;
91         return DUPLICATE_MSB_TO_ALL_8(c);
92         }
93
94 /* ssl3_cbc_remove_padding removes padding from the decrypted, SSLv3, CBC
95  * record in |rec| by updating |rec->length| in constant time.
96  *
97  * block_size: the block size of the cipher used to encrypt the record.
98  * returns:
99  *   0: (in non-constant time) if the record is publicly invalid.
100  *   1: if the padding was valid
101  *  -1: otherwise. */
102 int ssl3_cbc_remove_padding(const SSL* s,
103                             SSL3_RECORD *rec,
104                             unsigned block_size,
105                             unsigned mac_size)
106         {
107         unsigned padding_length, good;
108         const unsigned overhead = 1 /* padding length byte */ + mac_size;
109
110         /* These lengths are all public so we can test them in non-constant
111          * time. */
112         if (overhead > rec->length)
113                 return 0;
114
115         padding_length = rec->data[rec->length-1];
116         good = constant_time_ge(rec->length, padding_length+overhead);
117         /* SSLv3 requires that the padding is minimal. */
118         good &= constant_time_ge(block_size, padding_length+1);
119         padding_length = good & (padding_length+1);
120         rec->length -= padding_length;
121         rec->type |= padding_length<<8; /* kludge: pass padding length */
122         return (int)((good & 1) | (~good & -1));
123 }
124
125 /* tls1_cbc_remove_padding removes the CBC padding from the decrypted, TLS, CBC
126  * record in |rec| in constant time and returns 1 if the padding is valid and
127  * -1 otherwise. It also removes any explicit IV from the start of the record
128  * without leaking any timing about whether there was enough space after the
129  * padding was removed.
130  *
131  * block_size: the block size of the cipher used to encrypt the record.
132  * returns:
133  *   0: (in non-constant time) if the record is publicly invalid.
134  *   1: if the padding was valid
135  *  -1: otherwise. */
136 int tls1_cbc_remove_padding(const SSL* s,
137                             SSL3_RECORD *rec,
138                             unsigned block_size,
139                             unsigned mac_size)
140         {
141         unsigned padding_length, good, to_check, i;
142         const unsigned overhead = 1 /* padding length byte */ + mac_size;
143         /* Check if version requires explicit IV */
144         if (s->version >= TLS1_1_VERSION || s->version == DTLS1_VERSION)
145                 {
146                 /* These lengths are all public so we can test them in
147                  * non-constant time.
148                  */
149                 if (overhead + block_size > rec->length)
150                         return 0;
151                 /* We can now safely skip explicit IV */
152                 rec->data += block_size;
153                 rec->input += block_size;
154                 rec->length -= block_size;
155                 }
156         else if (overhead > rec->length)
157                 return 0;
158
159         padding_length = rec->data[rec->length-1];
160
161         /* NB: if compression is in operation the first packet may not be of
162          * even length so the padding bug check cannot be performed. This bug
163          * workaround has been around since SSLeay so hopefully it is either
164          * fixed now or no buggy implementation supports compression [steve]
165          */
166         if ( (s->options&SSL_OP_TLS_BLOCK_PADDING_BUG) && !s->expand)
167                 {
168                 /* First packet is even in size, so check */
169                 if ((memcmp(s->s3->read_sequence, "\0\0\0\0\0\0\0\0",8) == 0) &&
170                     !(padding_length & 1))
171                         {
172                         s->s3->flags|=TLS1_FLAGS_TLS_PADDING_BUG;
173                         }
174                 if ((s->s3->flags & TLS1_FLAGS_TLS_PADDING_BUG) &&
175                     padding_length > 0)
176                         {
177                         padding_length--;
178                         }
179                 }
180
181         if (EVP_CIPHER_flags(s->enc_read_ctx->cipher)&EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER)
182                 {
183                 /* padding is already verified */
184                 rec->length -= padding_length + 1;
185                 return 1;
186                 }
187
188         good = constant_time_ge(rec->length, overhead+padding_length);
189         /* The padding consists of a length byte at the end of the record and
190          * then that many bytes of padding, all with the same value as the
191          * length byte. Thus, with the length byte included, there are i+1
192          * bytes of padding.
193          *
194          * We can't check just |padding_length+1| bytes because that leaks
195          * decrypted information. Therefore we always have to check the maximum
196          * amount of padding possible. (Again, the length of the record is
197          * public information so we can use it.) */
198         to_check = 255; /* maximum amount of padding. */
199         if (to_check > rec->length-1)
200                 to_check = rec->length-1;
201
202         for (i = 0; i < to_check; i++)
203                 {
204                 unsigned char mask = constant_time_ge(padding_length, i);
205                 unsigned char b = rec->data[rec->length-1-i];
206                 /* The final |padding_length+1| bytes should all have the value
207                  * |padding_length|. Therefore the XOR should be zero. */
208                 good &= ~(mask&(padding_length ^ b));
209                 }
210
211         /* If any of the final |padding_length+1| bytes had the wrong value,
212          * one or more of the lower eight bits of |good| will be cleared. We
213          * AND the bottom 8 bits together and duplicate the result to all the
214          * bits. */
215         good &= good >> 4;
216         good &= good >> 2;
217         good &= good >> 1;
218         good <<= sizeof(good)*8-1;
219         good = DUPLICATE_MSB_TO_ALL(good);
220
221         padding_length = good & (padding_length+1);
222         rec->length -= padding_length;
223         rec->type |= padding_length<<8; /* kludge: pass padding length */
224
225         return (int)((good & 1) | (~good & -1));
226         }
227
228 #if defined(_M_AMD64) || defined(__x86_64__)
229 #define CBC_MAC_ROTATE_IN_PLACE
230 #endif
231
232 /* ssl3_cbc_copy_mac copies |md_size| bytes from the end of |rec| to |out| in
233  * constant time (independent of the concrete value of rec->length, which may
234  * vary within a 256-byte window).
235  *
236  * ssl3_cbc_remove_padding or tls1_cbc_remove_padding must be called prior to
237  * this function.
238  *
239  * On entry:
240  *   rec->orig_len >= md_size
241  *   md_size <= EVP_MAX_MD_SIZE
242  *
243  * If CBC_MAC_ROTATE_IN_PLACE is defined then the rotation is performed with
244  * variable accesses in a 64-byte-aligned buffer. Assuming that this fits into
245  * a single cache-line, then the variable memory accesses don't actually affect
246  * the timing. This has been tested to be true on Intel amd64 chips.
247  */
248 void ssl3_cbc_copy_mac(unsigned char* out,
249                        const SSL3_RECORD *rec,
250                        unsigned md_size,unsigned orig_len)
251         {
252 #if defined(CBC_MAC_ROTATE_IN_PLACE)
253         unsigned char rotated_mac_buf[EVP_MAX_MD_SIZE*2];
254         unsigned char *rotated_mac;
255 #else
256         unsigned char rotated_mac[EVP_MAX_MD_SIZE];
257 #endif
258
259         /* mac_end is the index of |rec->data| just after the end of the MAC. */
260         unsigned mac_end = rec->length;
261         unsigned mac_start = mac_end - md_size;
262         /* scan_start contains the number of bytes that we can ignore because
263          * the MAC's position can only vary by 255 bytes. */
264         unsigned scan_start = 0;
265         unsigned i, j;
266         unsigned div_spoiler;
267         unsigned rotate_offset;
268
269         OPENSSL_assert(orig_len >= md_size);
270         OPENSSL_assert(md_size <= EVP_MAX_MD_SIZE);
271
272 #if defined(CBC_MAC_ROTATE_IN_PLACE)
273         rotated_mac = (unsigned char*) (((intptr_t)(rotated_mac_buf + 64)) & ~63);
274 #endif
275
276         /* This information is public so it's safe to branch based on it. */
277         if (orig_len > md_size + 255 + 1)
278                 scan_start = orig_len - (md_size + 255 + 1);
279         /* div_spoiler contains a multiple of md_size that is used to cause the
280          * modulo operation to be constant time. Without this, the time varies
281          * based on the amount of padding when running on Intel chips at least.
282          *
283          * The aim of right-shifting md_size is so that the compiler doesn't
284          * figure out that it can remove div_spoiler as that would require it
285          * to prove that md_size is always even, which I hope is beyond it. */
286         div_spoiler = md_size >> 1;
287         div_spoiler <<= (sizeof(div_spoiler)-1)*8;
288         rotate_offset = (div_spoiler + mac_start - scan_start) % md_size;
289
290         memset(rotated_mac, 0, md_size);
291         for (i = scan_start; i < orig_len;)
292                 {
293                 for (j = 0; j < md_size && i < orig_len; i++, j++)
294                         {
295                         unsigned char mac_started = constant_time_ge(i, mac_start);
296                         unsigned char mac_ended = constant_time_ge(i, mac_end);
297                         unsigned char b = 0;
298                         b = rec->data[i];
299                         rotated_mac[j] |= b & mac_started & ~mac_ended;
300                         }
301                 }
302
303         /* Now rotate the MAC */
304 #if defined(CBC_MAC_ROTATE_IN_PLACE)
305         j = 0;
306         for (i = 0; i < md_size; i++)
307                 {
308                 unsigned char offset = (div_spoiler + rotate_offset + i) % md_size;
309                 out[j++] = rotated_mac[offset];
310                 }
311 #else
312         memset(out, 0, md_size);
313         for (i = 0; i < md_size; i++)
314                 {
315                 unsigned char offset = (div_spoiler + md_size - rotate_offset + i) % md_size;
316                 for (j = 0; j < md_size; j++)
317                         out[j] |= rotated_mac[i] & constant_time_eq_8(j, offset);
318                 }
319 #endif
320         }
321
322 /* These functions serialize the state of a hash and thus perform the standard
323  * "final" operation without adding the padding and length that such a function
324  * typically does. */
325 static void tls1_md5_final_raw(void* ctx, unsigned char *md_out)
326         {
327         MD5_CTX *md5 = ctx;
328         l2n(md5->A, md_out);
329         l2n(md5->B, md_out);
330         l2n(md5->C, md_out);
331         l2n(md5->D, md_out);
332         }
333
334 static void tls1_sha1_final_raw(void* ctx, unsigned char *md_out)
335         {
336         SHA_CTX *sha1 = ctx;
337         l2n(sha1->h0, md_out);
338         l2n(sha1->h1, md_out);
339         l2n(sha1->h2, md_out);
340         l2n(sha1->h3, md_out);
341         l2n(sha1->h4, md_out);
342         }
343 #define LARGEST_DIGEST_CTX SHA_CTX
344
345 #ifndef OPENSSL_NO_SHA256
346 static void tls1_sha256_final_raw(void* ctx, unsigned char *md_out)
347         {
348         SHA256_CTX *sha256 = ctx;
349         unsigned i;
350
351         for (i = 0; i < 8; i++)
352                 {
353                 l2n(sha256->h[i], md_out);
354                 }
355         }
356 #undef  LARGEST_DIGEST_CTX
357 #define LARGEST_DIGEST_CTX SHA256_CTX
358 #endif
359
360 #ifndef OPENSSL_NO_SHA512
361 static void tls1_sha512_final_raw(void* ctx, unsigned char *md_out)
362         {
363         SHA512_CTX *sha512 = ctx;
364         unsigned i;
365
366         for (i = 0; i < 8; i++)
367                 {
368                 l2n8(sha512->h[i], md_out);
369                 }
370         }
371 #undef  LARGEST_DIGEST_CTX
372 #define LARGEST_DIGEST_CTX SHA512_CTX
373 #endif
374
375 /* ssl3_cbc_record_digest_supported returns 1 iff |ctx| uses a hash function
376  * which ssl3_cbc_digest_record supports. */
377 char ssl3_cbc_record_digest_supported(const EVP_MD_CTX *ctx)
378         {
379 #ifdef OPENSSL_FIPS
380         if (FIPS_mode())
381                 return 0;
382 #endif
383         switch (EVP_MD_CTX_type(ctx))
384                 {
385                 case NID_md5:
386                 case NID_sha1:
387 #ifndef OPENSSL_NO_SHA256
388                 case NID_sha224:
389                 case NID_sha256:
390 #endif
391 #ifndef OPENSSL_NO_SHA512
392                 case NID_sha384:
393                 case NID_sha512:
394 #endif
395                         return 1;
396                 default:
397                         return 0;
398                 }
399         }
400
401 /* ssl3_cbc_digest_record computes the MAC of a decrypted, padded SSLv3/TLS
402  * record.
403  *
404  *   ctx: the EVP_MD_CTX from which we take the hash function.
405  *     ssl3_cbc_record_digest_supported must return true for this EVP_MD_CTX.
406  *   md_out: the digest output. At most EVP_MAX_MD_SIZE bytes will be written.
407  *   md_out_size: if non-NULL, the number of output bytes is written here.
408  *   header: the 13-byte, TLS record header.
409  *   data: the record data itself, less any preceeding explicit IV.
410  *   data_plus_mac_size: the secret, reported length of the data and MAC
411  *     once the padding has been removed.
412  *   data_plus_mac_plus_padding_size: the public length of the whole
413  *     record, including padding.
414  *   is_sslv3: non-zero if we are to use SSLv3. Otherwise, TLS.
415  *
416  * On entry: by virtue of having been through one of the remove_padding
417  * functions, above, we know that data_plus_mac_size is large enough to contain
418  * a padding byte and MAC. (If the padding was invalid, it might contain the
419  * padding too. ) */
420 void ssl3_cbc_digest_record(
421         const EVP_MD_CTX *ctx,
422         unsigned char* md_out,
423         size_t* md_out_size,
424         const unsigned char header[13],
425         const unsigned char *data,
426         size_t data_plus_mac_size,
427         size_t data_plus_mac_plus_padding_size,
428         const unsigned char *mac_secret,
429         unsigned mac_secret_length,
430         char is_sslv3)
431         {
432         union { double align;
433                 unsigned char c[sizeof(LARGEST_DIGEST_CTX)]; } md_state;
434         void (*md_final_raw)(void *ctx, unsigned char *md_out);
435         void (*md_transform)(void *ctx, const unsigned char *block);
436         unsigned md_size, md_block_size = 64;
437         unsigned sslv3_pad_length = 40, header_length, variance_blocks,
438                  len, max_mac_bytes, num_blocks,
439                  num_starting_blocks, k, mac_end_offset, c, index_a, index_b;
440         unsigned int bits;      /* at most 18 bits */
441         unsigned char length_bytes[MAX_HASH_BIT_COUNT_BYTES];
442         /* hmac_pad is the masked HMAC key. */
443         unsigned char hmac_pad[MAX_HASH_BLOCK_SIZE];
444         unsigned char first_block[MAX_HASH_BLOCK_SIZE];
445         unsigned char mac_out[EVP_MAX_MD_SIZE];
446         unsigned i, j, md_out_size_u;
447         EVP_MD_CTX md_ctx;
448         /* mdLengthSize is the number of bytes in the length field that terminates
449         * the hash. */
450         unsigned md_length_size = 8;
451
452         /* This is a, hopefully redundant, check that allows us to forget about
453          * many possible overflows later in this function. */
454         OPENSSL_assert(data_plus_mac_plus_padding_size < 1024*1024);
455
456         switch (EVP_MD_CTX_type(ctx))
457                 {
458                 case NID_md5:
459                         MD5_Init((MD5_CTX*)md_state.c);
460                         md_final_raw = tls1_md5_final_raw;
461                         md_transform = (void(*)(void *ctx, const unsigned char *block)) MD5_Transform;
462                         md_size = 16;
463                         sslv3_pad_length = 48;
464                         break;
465                 case NID_sha1:
466                         SHA1_Init((SHA_CTX*)md_state.c);
467                         md_final_raw = tls1_sha1_final_raw;
468                         md_transform = (void(*)(void *ctx, const unsigned char *block)) SHA1_Transform;
469                         md_size = 20;
470                         break;
471 #ifndef OPENSSL_NO_SHA256
472                 case NID_sha224:
473                         SHA224_Init((SHA256_CTX*)md_state.c);
474                         md_final_raw = tls1_sha256_final_raw;
475                         md_transform = (void(*)(void *ctx, const unsigned char *block)) SHA256_Transform;
476                         md_size = 224/8;
477                         break;
478                 case NID_sha256:
479                         SHA256_Init((SHA256_CTX*)md_state.c);
480                         md_final_raw = tls1_sha256_final_raw;
481                         md_transform = (void(*)(void *ctx, const unsigned char *block)) SHA256_Transform;
482                         md_size = 32;
483                         break;
484 #endif
485 #ifndef OPENSSL_NO_SHA512
486                 case NID_sha384:
487                         SHA384_Init((SHA512_CTX*)md_state.c);
488                         md_final_raw = tls1_sha512_final_raw;
489                         md_transform = (void(*)(void *ctx, const unsigned char *block)) SHA512_Transform;
490                         md_size = 384/8;
491                         md_block_size = 128;
492                         md_length_size = 16;
493                         break;
494                 case NID_sha512:
495                         SHA512_Init((SHA512_CTX*)md_state.c);
496                         md_final_raw = tls1_sha512_final_raw;
497                         md_transform = (void(*)(void *ctx, const unsigned char *block)) SHA512_Transform;
498                         md_size = 64;
499                         md_block_size = 128;
500                         md_length_size = 16;
501                         break;
502 #endif
503                 default:
504                         /* ssl3_cbc_record_digest_supported should have been
505                          * called first to check that the hash function is
506                          * supported. */
507                         OPENSSL_assert(0);
508                         if (md_out_size)
509                                 *md_out_size = -1;
510                         return;
511                 }
512
513         OPENSSL_assert(md_length_size <= MAX_HASH_BIT_COUNT_BYTES);
514         OPENSSL_assert(md_block_size <= MAX_HASH_BLOCK_SIZE);
515         OPENSSL_assert(md_size <= EVP_MAX_MD_SIZE);
516
517         header_length = 13;
518         if (is_sslv3)
519                 {
520                 header_length =
521                         mac_secret_length +
522                         sslv3_pad_length +
523                         8 /* sequence number */ +
524                         1 /* record type */ +
525                         2 /* record length */;
526                 }
527
528         /* variance_blocks is the number of blocks of the hash that we have to
529          * calculate in constant time because they could be altered by the
530          * padding value.
531          *
532          * In SSLv3, the padding must be minimal so the end of the plaintext
533          * varies by, at most, 15+20 = 35 bytes. (We conservatively assume that
534          * the MAC size varies from 0..20 bytes.) In case the 9 bytes of hash
535          * termination (0x80 + 64-bit length) don't fit in the final block, we
536          * say that the final two blocks can vary based on the padding.
537          *
538          * TLSv1 has MACs up to 48 bytes long (SHA-384) and the padding is not
539          * required to be minimal. Therefore we say that the final six blocks
540          * can vary based on the padding.
541          *
542          * Later in the function, if the message is short and there obviously
543          * cannot be this many blocks then variance_blocks can be reduced. */
544         variance_blocks = is_sslv3 ? 2 : 6;
545         /* From now on we're dealing with the MAC, which conceptually has 13
546          * bytes of `header' before the start of the data (TLS) or 71/75 bytes
547          * (SSLv3) */
548         len = data_plus_mac_plus_padding_size + header_length;
549         /* max_mac_bytes contains the maximum bytes of bytes in the MAC, including
550         * |header|, assuming that there's no padding. */
551         max_mac_bytes = len - md_size - 1;
552         /* num_blocks is the maximum number of hash blocks. */
553         num_blocks = (max_mac_bytes + 1 + md_length_size + md_block_size - 1) / md_block_size;
554         /* In order to calculate the MAC in constant time we have to handle
555          * the final blocks specially because the padding value could cause the
556          * end to appear somewhere in the final |variance_blocks| blocks and we
557          * can't leak where. However, |num_starting_blocks| worth of data can
558          * be hashed right away because no padding value can affect whether
559          * they are plaintext. */
560         num_starting_blocks = 0;
561         /* k is the starting byte offset into the conceptual header||data where
562          * we start processing. */
563         k = 0;
564         /* mac_end_offset is the index just past the end of the data to be
565          * MACed. */
566         mac_end_offset = data_plus_mac_size + header_length - md_size;
567         /* c is the index of the 0x80 byte in the final hash block that
568          * contains application data. */
569         c = mac_end_offset % md_block_size;
570         /* index_a is the hash block number that contains the 0x80 terminating
571          * value. */
572         index_a = mac_end_offset / md_block_size;
573         /* index_b is the hash block number that contains the 64-bit hash
574          * length, in bits. */
575         index_b = (mac_end_offset + md_length_size) / md_block_size;
576         /* bits is the hash-length in bits. It includes the additional hash
577          * block for the masked HMAC key, or whole of |header| in the case of
578          * SSLv3. */
579
580         /* For SSLv3, if we're going to have any starting blocks then we need
581          * at least two because the header is larger than a single block. */
582         if (num_blocks > variance_blocks + (is_sslv3 ? 1 : 0))
583                 {
584                 num_starting_blocks = num_blocks - variance_blocks;
585                 k = md_block_size*num_starting_blocks;
586                 }
587
588         bits = 8*mac_end_offset;
589         if (!is_sslv3)
590                 {
591                 /* Compute the initial HMAC block. For SSLv3, the padding and
592                  * secret bytes are included in |header| because they take more
593                  * than a single block. */
594                 bits += 8*md_block_size;
595                 memset(hmac_pad, 0, md_block_size);
596                 OPENSSL_assert(mac_secret_length <= sizeof(hmac_pad));
597                 memcpy(hmac_pad, mac_secret, mac_secret_length);
598                 for (i = 0; i < md_block_size; i++)
599                         hmac_pad[i] ^= 0x36;
600
601                 md_transform(md_state.c, hmac_pad);
602                 }
603
604         memset(length_bytes,0,md_length_size-4);
605         length_bytes[md_length_size-4] = (unsigned char)(bits>>24);
606         length_bytes[md_length_size-3] = (unsigned char)(bits>>16);
607         length_bytes[md_length_size-2] = (unsigned char)(bits>>8);
608         length_bytes[md_length_size-1] = (unsigned char)bits;
609
610         if (k > 0)
611                 {
612                 if (is_sslv3)
613                         {
614                         /* The SSLv3 header is larger than a single block.
615                          * overhang is the number of bytes beyond a single
616                          * block that the header consumes: either 7 bytes
617                          * (SHA1) or 11 bytes (MD5). */
618                         unsigned overhang = header_length-md_block_size;
619                         md_transform(md_state.c, header);
620                         memcpy(first_block, header + md_block_size, overhang);
621                         memcpy(first_block + overhang, data, md_block_size-overhang);
622                         md_transform(md_state.c, first_block);
623                         for (i = 1; i < k/md_block_size - 1; i++)
624                                 md_transform(md_state.c, data + md_block_size*i - overhang);
625                         }
626                 else
627                         {
628                         /* k is a multiple of md_block_size. */
629                         memcpy(first_block, header, 13);
630                         memcpy(first_block+13, data, md_block_size-13);
631                         md_transform(md_state.c, first_block);
632                         for (i = 1; i < k/md_block_size; i++)
633                                 md_transform(md_state.c, data + md_block_size*i - 13);
634                         }
635                 }
636
637         memset(mac_out, 0, sizeof(mac_out));
638
639         /* We now process the final hash blocks. For each block, we construct
640          * it in constant time. If the |i==index_a| then we'll include the 0x80
641          * bytes and zero pad etc. For each block we selectively copy it, in
642          * constant time, to |mac_out|. */
643         for (i = num_starting_blocks; i <= num_starting_blocks+variance_blocks; i++)
644                 {
645                 unsigned char block[MAX_HASH_BLOCK_SIZE];
646                 unsigned char is_block_a = constant_time_eq_8(i, index_a);
647                 unsigned char is_block_b = constant_time_eq_8(i, index_b);
648                 for (j = 0; j < md_block_size; j++)
649                         {
650                         unsigned char b = 0, is_past_c, is_past_cp1;
651                         if (k < header_length)
652                                 b = header[k];
653                         else if (k < data_plus_mac_plus_padding_size + header_length)
654                                 b = data[k-header_length];
655                         k++;
656
657                         is_past_c = is_block_a & constant_time_ge(j, c);
658                         is_past_cp1 = is_block_a & constant_time_ge(j, c+1);
659                         /* If this is the block containing the end of the
660                          * application data, and we are at the offset for the
661                          * 0x80 value, then overwrite b with 0x80. */
662                         b = (b&~is_past_c) | (0x80&is_past_c);
663                         /* If this the the block containing the end of the
664                          * application data and we're past the 0x80 value then
665                          * just write zero. */
666                         b = b&~is_past_cp1;
667                         /* If this is index_b (the final block), but not
668                          * index_a (the end of the data), then the 64-bit
669                          * length didn't fit into index_a and we're having to
670                          * add an extra block of zeros. */
671                         b &= ~is_block_b | is_block_a;
672
673                         /* The final bytes of one of the blocks contains the
674                          * length. */
675                         if (j >= md_block_size - md_length_size)
676                                 {
677                                 /* If this is index_b, write a length byte. */
678                                 b = (b&~is_block_b) | (is_block_b&length_bytes[j-(md_block_size-md_length_size)]);
679                                 }
680                         block[j] = b;
681                         }
682
683                 md_transform(md_state.c, block);
684                 md_final_raw(md_state.c, block);
685                 /* If this is index_b, copy the hash value to |mac_out|. */
686                 for (j = 0; j < md_size; j++)
687                         mac_out[j] |= block[j]&is_block_b;
688                 }
689
690         EVP_MD_CTX_init(&md_ctx);
691         EVP_DigestInit_ex(&md_ctx, ctx->digest, NULL /* engine */);
692         if (is_sslv3)
693                 {
694                 /* We repurpose |hmac_pad| to contain the SSLv3 pad2 block. */
695                 memset(hmac_pad, 0x5c, sslv3_pad_length);
696
697                 EVP_DigestUpdate(&md_ctx, mac_secret, mac_secret_length);
698                 EVP_DigestUpdate(&md_ctx, hmac_pad, sslv3_pad_length);
699                 EVP_DigestUpdate(&md_ctx, mac_out, md_size);
700                 }
701         else
702                 {
703                 /* Complete the HMAC in the standard manner. */
704                 for (i = 0; i < md_block_size; i++)
705                         hmac_pad[i] ^= 0x6a;
706
707                 EVP_DigestUpdate(&md_ctx, hmac_pad, md_block_size);
708                 EVP_DigestUpdate(&md_ctx, mac_out, md_size);
709                 }
710         EVP_DigestFinal(&md_ctx, md_out, &md_out_size_u);
711         if (md_out_size)
712                 *md_out_size = md_out_size_u;
713         EVP_MD_CTX_cleanup(&md_ctx);
714         }
715
716 #ifdef OPENSSL_FIPS
717
718 /* Due to the need to use EVP in FIPS mode we can't reimplement digests but
719  * we can ensure the number of blocks processed is equal for all cases
720  * by digesting additional data.
721  */
722
723 void tls_fips_digest_extra(
724         const EVP_CIPHER_CTX *cipher_ctx, EVP_MD_CTX *mac_ctx,
725         const unsigned char *data, size_t data_len, size_t orig_len)
726         {
727         size_t block_size, digest_pad, blocks_data, blocks_orig;
728         if (EVP_CIPHER_CTX_mode(cipher_ctx) != EVP_CIPH_CBC_MODE)
729                 return;
730         block_size = EVP_MD_CTX_block_size(mac_ctx);
731         /* We are in FIPS mode if we get this far so we know we have only SHA*
732          * digests and TLS to deal with.
733          * Minimum digest padding length is 17 for SHA384/SHA512 and 9
734          * otherwise.
735          * Additional header is 13 bytes. To get the number of digest blocks
736          * processed round up the amount of data plus padding to the nearest
737          * block length. Block length is 128 for SHA384/SHA512 and 64 otherwise.
738          * So we have:
739          * blocks = (payload_len + digest_pad + 13 + block_size - 1)/block_size
740          * equivalently:
741          * blocks = (payload_len + digest_pad + 12)/block_size + 1
742          * HMAC adds a constant overhead.
743          * We're ultimately only interested in differences so this becomes
744          * blocks = (payload_len + 29)/128
745          * for SHA384/SHA512 and
746          * blocks = (payload_len + 21)/64
747          * otherwise.
748          */
749         digest_pad = block_size == 64 ? 21 : 29;
750         blocks_orig = (orig_len + digest_pad)/block_size;
751         blocks_data = (data_len + digest_pad)/block_size;
752         /* MAC enough blocks to make up the difference between the original
753          * and actual lengths plus one extra block to ensure this is never a
754          * no op. The "data" pointer should always have enough space to
755          * perform this operation as it is large enough for a maximum
756          * length TLS buffer. 
757          */
758         EVP_DigestSignUpdate(mac_ctx, data,
759                                 (blocks_orig - blocks_data + 1) * block_size);
760         }
761 #endif