bin/ed/cbc.c

   1 /* cbc.c: This file contains the encryption routines for the ed line editor */
   2 /*-
   3  * Copyright (c) 1993 The Regents of the University of California.
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * Copyright (c) 1993 Andrew Moore, Talke Studio.
   7  * All rights reserved.
   8  *
   9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10  * modification, are permitted provided that the following conditions
  11  * are met:
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  18  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  19  *    without specific prior written permission.
  20  *
  21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  31  * SUCH DAMAGE.
  32  *
  33  *      from: @(#)bdes.c        5.5 (Berkeley) 6/27/91
  34  *
  35  * @(#)cbc.c,v 1.2 1994/02/01 00:34:36 alm Exp
  36  * $FreeBSD: head/bin/ed/cbc.c 248656 2013-03-23 19:04:57Z jmg $
  37  */
  38
  39 #include <sys/types.h>
  40 #include <errno.h>
  41 #include <pwd.h>
  42 #ifdef DES
  43 #include <time.h>
  44 #include <openssl/des.h>
  45 #define ED_DES_INCLUDES
  46 #endif
  47
  48 #include "ed.h"
  49
  50
  51 /*
  52  * BSD and System V systems offer special library calls that do
  53  * block move_liness and fills, so if possible we take advantage of them
  54  */
  55 #define MEMCPY(dest,src,len)    memcpy((dest),(src),(len))
  56 #define MEMZERO(dest,len)       memset((dest), 0, (len))
  57
  58 /* Hide the calls to the primitive encryption routines. */
  59 #define DES_XFORM(buf)                                                  \
  60                 DES_ecb_encrypt(buf, buf, &schedule,                    \
  61                     inverse ? DES_DECRYPT : DES_ENCRYPT);
  62
  63 /*
  64  * read/write - no error checking
  65  */
  66 #define READ(buf, n, fp)        fread(buf, sizeof(char), n, fp)
  67 #define WRITE(buf, n, fp)       fwrite(buf, sizeof(char), n, fp)
  68
  69 /*
  70  * global variables and related macros
  71  */
  72
  73 #ifdef DES
  74 static DES_cblock ivec;                 /* initialization vector */
  75 static DES_cblock pvec;                 /* padding vector */
  76
  77 static char bits[] = {                  /* used to extract bits from a char */
  78         '\200', '\100', '\040', '\020', '\010', '\004', '\002', '\001'
  79 };
  80
  81 static int pflag;                       /* 1 to preserve parity bits */
  82
  83 static DES_key_schedule schedule;       /* expanded DES key */
  84
  85 static unsigned char des_buf[8];/* shared buffer for get_des_char/put_des_char */
  86 static int des_ct = 0;          /* count for get_des_char/put_des_char */
  87 static int des_n = 0;           /* index for put_des_char/get_des_char */
  88 #endif
  89
  90 /* init_des_cipher: initialize DES */
  91 void
  92 init_des_cipher(void)
  93 {
  94 #ifdef DES
  95         int i;
  96
  97         des_ct = des_n = 0;
  98
  99         /* initialize the initialization vector */
 100         MEMZERO(ivec, 8);
 101
 102         /* initialize the padding vector */
 103         for (i = 0; i < 8; i++)
 104                 pvec[i] = (char) (arc4random() % 256);
 105 #endif
 106 }
 107
 108
 109 /* get_des_char: return next char in an encrypted file */
 110 int
 111 get_des_char(FILE *fp)
 112 {
 113 #ifdef DES
 114         if (des_n >= des_ct) {
 115                 des_n = 0;
 116                 des_ct = cbc_decode(des_buf, fp);
 117         }
 118         return (des_ct > 0) ? des_buf[des_n++] : EOF;
 119 #else
 120         return (getc(fp));
 121 #endif
 122 }
 123
 124
 125 /* put_des_char: write a char to an encrypted file; return char written */
 126 int
 127 put_des_char(int c, FILE *fp)
 128 {
 129 #ifdef DES
 130         if (des_n == sizeof des_buf) {
 131                 des_ct = cbc_encode(des_buf, des_n, fp);
 132                 des_n = 0;
 133         }
 134         return (des_ct >= 0) ? (des_buf[des_n++] = c) : EOF;
 135 #else
 136         return (fputc(c, fp));
 137 #endif
 138 }
 139
 140
 141 /* flush_des_file: flush an encrypted file's output; return status */
 142 int
 143 flush_des_file(FILE *fp)
 144 {
 145 #ifdef DES
 146         if (des_n == sizeof des_buf) {
 147                 des_ct = cbc_encode(des_buf, des_n, fp);
 148                 des_n = 0;
 149         }
 150         return (des_ct >= 0 && cbc_encode(des_buf, des_n, fp) >= 0) ? 0 : EOF;
 151 #else
 152         return (fflush(fp));
 153 #endif
 154 }
 155
 156 #ifdef DES
 157 /*
 158  * get keyword from tty or stdin
 159  */
 160 int
 161 get_keyword(void)
 162 {
 163         char *p;                        /* used to obtain the key */
 164         DES_cblock msgbuf;              /* I/O buffer */
 165
 166         /*
 167          * get the key
 168          */
 169         if (*(p = getpass("Enter key: "))) {
 170
 171                 /*
 172                  * copy it, nul-padded, into the key area
 173                  */
 174                 expand_des_key(msgbuf, p);
 175                 MEMZERO(p, _PASSWORD_LEN);
 176                 set_des_key(&msgbuf);
 177                 MEMZERO(msgbuf, sizeof msgbuf);
 178                 return 1;
 179         }
 180         return 0;
 181 }
 182
 183
 184 /*
 185  * print a warning message and, possibly, terminate
 186  */
 187 void
 188 des_error(const char *s)
 189 {
 190         errmsg = s ? s : strerror(errno);
 191 }
 192
 193 /*
 194  * map a hex character to an integer
 195  */
 196 int
 197 hex_to_binary(int c, int radix)
 198 {
 199         switch(c) {
 200         case '0':               return(0x0);
 201         case '1':               return(0x1);
 202         case '2':               return(radix > 2 ? 0x2 : -1);
 203         case '3':               return(radix > 3 ? 0x3 : -1);
 204         case '4':               return(radix > 4 ? 0x4 : -1);
 205         case '5':               return(radix > 5 ? 0x5 : -1);
 206         case '6':               return(radix > 6 ? 0x6 : -1);
 207         case '7':               return(radix > 7 ? 0x7 : -1);
 208         case '8':               return(radix > 8 ? 0x8 : -1);
 209         case '9':               return(radix > 9 ? 0x9 : -1);
 210         case 'A': case 'a':     return(radix > 10 ? 0xa : -1);
 211         case 'B': case 'b':     return(radix > 11 ? 0xb : -1);
 212         case 'C': case 'c':     return(radix > 12 ? 0xc : -1);
 213         case 'D': case 'd':     return(radix > 13 ? 0xd : -1);
 214         case 'E': case 'e':     return(radix > 14 ? 0xe : -1);
 215         case 'F': case 'f':     return(radix > 15 ? 0xf : -1);
 216         }
 217         /*
 218          * invalid character
 219          */
 220         return(-1);
 221 }
 222
 223 /*
 224  * convert the key to a bit pattern
 225  *      obuf            bit pattern
 226  *      kbuf            the key itself
 227  */
 228 void
 229 expand_des_key(char *obuf, char *kbuf)
 230 {
 231         int i, j;                       /* counter in a for loop */
 232         int nbuf[64];                   /* used for hex/key translation */
 233
 234         /*
 235          * leading '0x' or '0X' == hex key
 236          */
 237         if (kbuf[0] == '0' && (kbuf[1] == 'x' || kbuf[1] == 'X')) {
 238                 kbuf = &kbuf[2];
 239                 /*
 240                  * now translate it, bombing on any illegal hex digit
 241                  */
 242                 for (i = 0; i < 16 && kbuf[i]; i++)
 243                         if ((nbuf[i] = hex_to_binary((int) kbuf[i], 16)) == -1)
 244                                 des_error("bad hex digit in key");
 245                 while (i < 16)
 246                         nbuf[i++] = 0;
 247                 for (i = 0; i < 8; i++)
 248                         obuf[i] =
 249                             ((nbuf[2*i]&0xf)<<4) | (nbuf[2*i+1]&0xf);
 250                 /* preserve parity bits */
 251                 pflag = 1;
 252                 return;
 253         }
 254         /*
 255          * leading '0b' or '0B' == binary key
 256          */
 257         if (kbuf[0] == '0' && (kbuf[1] == 'b' || kbuf[1] == 'B')) {
 258                 kbuf = &kbuf[2];
 259                 /*
 260                  * now translate it, bombing on any illegal binary digit
 261                  */
 262                 for (i = 0; i < 16 && kbuf[i]; i++)
 263                         if ((nbuf[i] = hex_to_binary((int) kbuf[i], 2)) == -1)
 264                                 des_error("bad binary digit in key");
 265                 while (i < 64)
 266                         nbuf[i++] = 0;
 267                 for (i = 0; i < 8; i++)
 268                         for (j = 0; j < 8; j++)
 269                                 obuf[i] = (obuf[i]<<1)|nbuf[8*i+j];
 270                 /* preserve parity bits */
 271                 pflag = 1;
 272                 return;
 273         }
 274         /*
 275          * no special leader -- ASCII
 276          */
 277         strncpy(obuf, kbuf, 8);
 278 }
 279
 280 /*****************
 281  * DES FUNCTIONS *
 282  *****************/
 283 /*
 284  * This sets the DES key and (if you're using the deszip version)
 285  * the direction of the transformation.  This uses the Sun
 286  * to map the 64-bit key onto the 56 bits that the key schedule
 287  * generation routines use: the old way, which just uses the user-
 288  * supplied 64 bits as is, and the new way, which resets the parity
 289  * bit to be the same as the low-order bit in each character.  The
 290  * new way generates a greater variety of key schedules, since many
 291  * systems set the parity (high) bit of each character to 0, and the
 292  * DES ignores the low order bit of each character.
 293  */
 294 void
 295 set_des_key(DES_cblock *buf)                    /* key block */
 296 {
 297         int i, j;                               /* counter in a for loop */
 298         int par;                                /* parity counter */
 299
 300         /*
 301          * if the parity is not preserved, flip it
 302          */
 303         if (!pflag) {
 304                 for (i = 0; i < 8; i++) {
 305                         par = 0;
 306                         for (j = 1; j < 8; j++)
 307                                 if ((bits[j] & (*buf)[i]) != 0)
 308                                         par++;
 309                         if ((par & 0x01) == 0x01)
 310                                 (*buf)[i] &= 0x7f;
 311                         else
 312                                 (*buf)[i] = ((*buf)[i] & 0x7f) | 0x80;
 313                 }
 314         }
 315
 316         DES_set_odd_parity(buf);
 317         DES_set_key(buf, &schedule);
 318 }
 319
 320
 321 /*
 322  * This encrypts using the Cipher Block Chaining mode of DES
 323  */
 324 int
 325 cbc_encode(unsigned char *msgbuf, int n, FILE *fp)
 326 {
 327         int inverse = 0;        /* 0 to encrypt, 1 to decrypt */
 328
 329         /*
 330          * do the transformation
 331          */
 332         if (n == 8) {
 333                 for (n = 0; n < 8; n++)
 334                         msgbuf[n] ^= ivec[n];
 335                 DES_XFORM((DES_cblock *)msgbuf);
 336                 MEMCPY(ivec, msgbuf, 8);
 337                 return WRITE(msgbuf, 8, fp);
 338         }
 339         /*
 340          * at EOF or last block -- in either case, the last byte contains
 341          * the character representation of the number of bytes in it
 342          */
 343 /*
 344         MEMZERO(msgbuf +  n, 8 - n);
 345 */
 346         /*
 347          *  Pad the last block randomly
 348          */
 349         MEMCPY(msgbuf + n, pvec, 8 - n);
 350         msgbuf[7] = n;
 351         for (n = 0; n < 8; n++)
 352                 msgbuf[n] ^= ivec[n];
 353         DES_XFORM((DES_cblock *)msgbuf);
 354         return WRITE(msgbuf, 8, fp);
 355 }
 356
 357 /*
 358  * This decrypts using the Cipher Block Chaining mode of DES
 359  *      msgbuf  I/O buffer
 360  *      fp      input file descriptor
 361  */
 362 int
 363 cbc_decode(unsigned char *msgbuf, FILE *fp)
 364 {
 365         DES_cblock tbuf;        /* temp buffer for initialization vector */
 366         int n;                  /* number of bytes actually read */
 367         int c;                  /* used to test for EOF */
 368         int inverse = 1;        /* 0 to encrypt, 1 to decrypt */
 369
 370         if ((n = READ(msgbuf, 8, fp)) == 8) {
 371                 /*
 372                  * do the transformation
 373                  */
 374                 MEMCPY(tbuf, msgbuf, 8);
 375                 DES_XFORM((DES_cblock *)msgbuf);
 376                 for (c = 0; c < 8; c++)
 377                         msgbuf[c] ^= ivec[c];
 378                 MEMCPY(ivec, tbuf, 8);
 379                 /*
 380                  * if the last one, handle it specially
 381                  */
 382                 if ((c = fgetc(fp)) == EOF) {
 383                         n = msgbuf[7];
 384                         if (n < 0 || n > 7) {
 385                                 des_error("decryption failed (block corrupted)");
 386                                 return EOF;
 387                         }
 388                 } else
 389                         ungetc(c, fp);
 390                 return n;
 391         }
 392         if (n > 0)
 393                 des_error("decryption failed (incomplete block)");
 394         else if (n < 0)
 395                 des_error("cannot read file");
 396         return EOF;
 397 }
 398 #endif  /* DES */