crypto/openssh-3.9p1/cipher.c

   1 /*
   2  * Author: Tatu Ylonen <ylo@cs.hut.fi>
   3  * Copyright (c) 1995 Tatu Ylonen <ylo@cs.hut.fi>, Espoo, Finland
   4  *                    All rights reserved
   5  *
   6  * As far as I am concerned, the code I have written for this software
   7  * can be used freely for any purpose.  Any derived versions of this
   8  * software must be clearly marked as such, and if the derived work is
   9  * incompatible with the protocol description in the RFC file, it must be
  10  * called by a name other than "ssh" or "Secure Shell".
  11  *
  12  *
  13  * Copyright (c) 1999 Niels Provos.  All rights reserved.
  14  * Copyright (c) 1999, 2000 Markus Friedl.  All rights reserved.
  15  *
  16  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  17  * modification, are permitted provided that the following conditions
  18  * are met:
  19  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  20  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  21  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  22  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  23  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  24  *
  25  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  26  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  27  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  28  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  29  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  30  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  31  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  32  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  33  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  34  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  35  */
  36
  37 #include "includes.h"
  38 RCSID("$OpenBSD: cipher.c,v 1.71 2004/07/28 09:40:29 markus Exp $");
  39
  40 #include "xmalloc.h"
  41 #include "log.h"
  42 #include "cipher.h"
  43
  44 #include <openssl/md5.h>
  45
  46 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER < 0x00906000L
  47 #define SSH_OLD_EVP
  48 #define EVP_CIPHER_CTX_get_app_data(e)          ((e)->app_data)
  49 #endif
  50
  51 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER < 0x00907000L
  52 extern const EVP_CIPHER *evp_rijndael(void);
  53 extern void ssh_rijndael_iv(EVP_CIPHER_CTX *, int, u_char *, u_int);
  54 #endif
  55
  56 #if !defined(EVP_CTRL_SET_ACSS_MODE)
  57 # if (OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x00907000L)
  58 extern const EVP_CIPHER *evp_acss(void);
  59 #  define EVP_acss evp_acss
  60 #  define EVP_CTRL_SET_ACSS_MODE xxx    /* used below */
  61 # else
  62 #  define EVP_acss NULL /* Don't try to support ACSS on older OpenSSL */
  63 # endif /* (OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x00906000L) */
  64 #endif /* !defined(EVP_CTRL_SET_ACSS_MODE) */
  65
  66 extern const EVP_CIPHER *evp_ssh1_bf(void);
  67 extern const EVP_CIPHER *evp_ssh1_3des(void);
  68 extern void ssh1_3des_iv(EVP_CIPHER_CTX *, int, u_char *, int);
  69 extern const EVP_CIPHER *evp_aes_128_ctr(void);
  70 extern void ssh_aes_ctr_iv(EVP_CIPHER_CTX *, int, u_char *, u_int);
  71
  72 struct Cipher {
  73         char    *name;
  74         int     number;         /* for ssh1 only */
  75         u_int   block_size;
  76         u_int   key_len;
  77         const EVP_CIPHER        *(*evptype)(void);
  78 } ciphers[] = {
  79         { "none",               SSH_CIPHER_NONE, 8, 0, EVP_enc_null },
  80         { "des",                SSH_CIPHER_DES, 8, 8, EVP_des_cbc },
  81         { "3des",               SSH_CIPHER_3DES, 8, 16, evp_ssh1_3des },
  82         { "blowfish",           SSH_CIPHER_BLOWFISH, 8, 32, evp_ssh1_bf },
  83
  84         { "3des-cbc",           SSH_CIPHER_SSH2, 8, 24, EVP_des_ede3_cbc },
  85         { "blowfish-cbc",       SSH_CIPHER_SSH2, 8, 16, EVP_bf_cbc },
  86         { "cast128-cbc",        SSH_CIPHER_SSH2, 8, 16, EVP_cast5_cbc },
  87         { "arcfour",            SSH_CIPHER_SSH2, 8, 16, EVP_rc4 },
  88 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER < 0x00907000L
  89         { "aes128-cbc",         SSH_CIPHER_SSH2, 16, 16, evp_rijndael },
  90         { "aes192-cbc",         SSH_CIPHER_SSH2, 16, 24, evp_rijndael },
  91         { "aes256-cbc",         SSH_CIPHER_SSH2, 16, 32, evp_rijndael },
  92         { "rijndael-cbc@lysator.liu.se",
  93                                 SSH_CIPHER_SSH2, 16, 32, evp_rijndael },
  94 #else
  95         { "aes128-cbc",         SSH_CIPHER_SSH2, 16, 16, EVP_aes_128_cbc },
  96         { "aes192-cbc",         SSH_CIPHER_SSH2, 16, 24, EVP_aes_192_cbc },
  97         { "aes256-cbc",         SSH_CIPHER_SSH2, 16, 32, EVP_aes_256_cbc },
  98         { "rijndael-cbc@lysator.liu.se",
  99                                 SSH_CIPHER_SSH2, 16, 32, EVP_aes_256_cbc },
 100 #endif
 101 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x00905000L
 102         { "aes128-ctr",         SSH_CIPHER_SSH2, 16, 16, evp_aes_128_ctr },
 103         { "aes192-ctr",         SSH_CIPHER_SSH2, 16, 24, evp_aes_128_ctr },
 104         { "aes256-ctr",         SSH_CIPHER_SSH2, 16, 32, evp_aes_128_ctr },
 105 #endif
 106 #if defined(EVP_CTRL_SET_ACSS_MODE)
 107         { "acss@openssh.org",   SSH_CIPHER_SSH2, 16, 5, EVP_acss },
 108 #endif
 109         { NULL,                 SSH_CIPHER_INVALID, 0, 0, NULL }
 110 };
 111
 112 /*--*/
 113
 114 u_int
 115 cipher_blocksize(const Cipher *c)
 116 {
 117         return (c->block_size);
 118 }
 119
 120 u_int
 121 cipher_keylen(const Cipher *c)
 122 {
 123         return (c->key_len);
 124 }
 125
 126 u_int
 127 cipher_get_number(const Cipher *c)
 128 {
 129         return (c->number);
 130 }
 131
 132 u_int
 133 cipher_mask_ssh1(int client)
 134 {
 135         u_int mask = 0;
 136         mask |= 1 << SSH_CIPHER_3DES;           /* Mandatory */
 137         mask |= 1 << SSH_CIPHER_BLOWFISH;
 138         if (client) {
 139                 mask |= 1 << SSH_CIPHER_DES;
 140         }
 141         return mask;
 142 }
 143
 144 Cipher *
 145 cipher_by_name(const char *name)
 146 {
 147         Cipher *c;
 148         for (c = ciphers; c->name != NULL; c++)
 149                 if (strcasecmp(c->name, name) == 0)
 150                         return c;
 151         return NULL;
 152 }
 153
 154 Cipher *
 155 cipher_by_number(int id)
 156 {
 157         Cipher *c;
 158         for (c = ciphers; c->name != NULL; c++)
 159                 if (c->number == id)
 160                         return c;
 161         return NULL;
 162 }
 163
 164 #define CIPHER_SEP      ","
 165 int
 166 ciphers_valid(const char *names)
 167 {
 168         Cipher *c;
 169         char *cipher_list, *cp;
 170         char *p;
 171
 172         if (names == NULL || strcmp(names, "") == 0)
 173                 return 0;
 174         cipher_list = cp = xstrdup(names);
 175         for ((p = strsep(&cp, CIPHER_SEP)); p && *p != '\0';
 176             (p = strsep(&cp, CIPHER_SEP))) {
 177                 c = cipher_by_name(p);
 178                 if (c == NULL || c->number != SSH_CIPHER_SSH2) {
 179                         debug("bad cipher %s [%s]", p, names);
 180                         xfree(cipher_list);
 181                         return 0;
 182                 } else {
 183                         debug3("cipher ok: %s [%s]", p, names);
 184                 }
 185         }
 186         debug3("ciphers ok: [%s]", names);
 187         xfree(cipher_list);
 188         return 1;
 189 }
 190
 191 /*
 192  * Parses the name of the cipher.  Returns the number of the corresponding
 193  * cipher, or -1 on error.
 194  */
 195
 196 int
 197 cipher_number(const char *name)
 198 {
 199         Cipher *c;
 200         if (name == NULL)
 201                 return -1;
 202         c = cipher_by_name(name);
 203         return (c==NULL) ? -1 : c->number;
 204 }
 205
 206 char *
 207 cipher_name(int id)
 208 {
 209         Cipher *c = cipher_by_number(id);
 210         return (c==NULL) ? "<unknown>" : c->name;
 211 }
 212
 213 void
 214 cipher_init(CipherContext *cc, Cipher *cipher,
 215     const u_char *key, u_int keylen, const u_char *iv, u_int ivlen,
 216     int do_encrypt)
 217 {
 218         static int dowarn = 1;
 219 #ifdef SSH_OLD_EVP
 220         EVP_CIPHER *type;
 221 #else
 222         const EVP_CIPHER *type;
 223 #endif
 224         int klen;
 225
 226         if (cipher->number == SSH_CIPHER_DES) {
 227                 if (dowarn) {
 228                         error("Warning: use of DES is strongly discouraged "
 229                             "due to cryptographic weaknesses");
 230                         dowarn = 0;
 231                 }
 232                 if (keylen > 8)
 233                         keylen = 8;
 234         }
 235         cc->plaintext = (cipher->number == SSH_CIPHER_NONE);
 236
 237         if (keylen < cipher->key_len)
 238                 fatal("cipher_init: key length %d is insufficient for %s.",
 239                     keylen, cipher->name);
 240         if (iv != NULL && ivlen < cipher->block_size)
 241                 fatal("cipher_init: iv length %d is insufficient for %s.",
 242                     ivlen, cipher->name);
 243         cc->cipher = cipher;
 244
 245         type = (*cipher->evptype)();
 246
 247         EVP_CIPHER_CTX_init(&cc->evp);
 248 #ifdef SSH_OLD_EVP
 249         if (type->key_len > 0 && type->key_len != keylen) {
 250                 debug("cipher_init: set keylen (%d -> %d)",
 251                     type->key_len, keylen);
 252                 type->key_len = keylen;
 253         }
 254         EVP_CipherInit(&cc->evp, type, (u_char *)key, (u_char *)iv,
 255             (do_encrypt == CIPHER_ENCRYPT));
 256 #else
 257         if (EVP_CipherInit(&cc->evp, type, NULL, (u_char *)iv,
 258             (do_encrypt == CIPHER_ENCRYPT)) == 0)
 259                 fatal("cipher_init: EVP_CipherInit failed for %s",
 260                     cipher->name);
 261         klen = EVP_CIPHER_CTX_key_length(&cc->evp);
 262         if (klen > 0 && keylen != klen) {
 263                 debug2("cipher_init: set keylen (%d -> %d)", klen, keylen);
 264                 if (EVP_CIPHER_CTX_set_key_length(&cc->evp, keylen) == 0)
 265                         fatal("cipher_init: set keylen failed (%d -> %d)",
 266                             klen, keylen);
 267         }
 268         if (EVP_CipherInit(&cc->evp, NULL, (u_char *)key, NULL, -1) == 0)
 269                 fatal("cipher_init: EVP_CipherInit: set key failed for %s",
 270                     cipher->name);
 271 #endif
 272 }
 273
 274 void
 275 cipher_crypt(CipherContext *cc, u_char *dest, const u_char *src, u_int len)
 276 {
 277         if (len % cc->cipher->block_size)
 278                 fatal("cipher_encrypt: bad plaintext length %d", len);
 279 #ifdef SSH_OLD_EVP
 280         EVP_Cipher(&cc->evp, dest, (u_char *)src, len);
 281 #else
 282         if (EVP_Cipher(&cc->evp, dest, (u_char *)src, len) == 0)
 283                 fatal("evp_crypt: EVP_Cipher failed");
 284 #endif
 285 }
 286
 287 void
 288 cipher_cleanup(CipherContext *cc)
 289 {
 290 #ifdef SSH_OLD_EVP
 291         EVP_CIPHER_CTX_cleanup(&cc->evp);
 292 #else
 293         if (EVP_CIPHER_CTX_cleanup(&cc->evp) == 0)
 294                 error("cipher_cleanup: EVP_CIPHER_CTX_cleanup failed");
 295 #endif
 296 }
 297
 298 /*
 299  * Selects the cipher, and keys if by computing the MD5 checksum of the
 300  * passphrase and using the resulting 16 bytes as the key.
 301  */
 302
 303 void
 304 cipher_set_key_string(CipherContext *cc, Cipher *cipher,
 305     const char *passphrase, int do_encrypt)
 306 {
 307         MD5_CTX md;
 308         u_char digest[16];
 309
 310         MD5_Init(&md);
 311         MD5_Update(&md, (const u_char *)passphrase, strlen(passphrase));
 312         MD5_Final(digest, &md);
 313
 314         cipher_init(cc, cipher, digest, 16, NULL, 0, do_encrypt);
 315
 316         memset(digest, 0, sizeof(digest));
 317         memset(&md, 0, sizeof(md));
 318 }
 319
 320 /*
 321  * Exports an IV from the CipherContext required to export the key
 322  * state back from the unprivileged child to the privileged parent
 323  * process.
 324  */
 325
 326 int
 327 cipher_get_keyiv_len(const CipherContext *cc)
 328 {
 329         Cipher *c = cc->cipher;
 330         int ivlen;
 331
 332         if (c->number == SSH_CIPHER_3DES)
 333                 ivlen = 24;
 334         else
 335                 ivlen = EVP_CIPHER_CTX_iv_length(&cc->evp);
 336         return (ivlen);
 337 }
 338
 339 void
 340 cipher_get_keyiv(CipherContext *cc, u_char *iv, u_int len)
 341 {
 342         Cipher *c = cc->cipher;
 343         int evplen;
 344
 345         switch (c->number) {
 346         case SSH_CIPHER_SSH2:
 347         case SSH_CIPHER_DES:
 348         case SSH_CIPHER_BLOWFISH:
 349                 evplen = EVP_CIPHER_CTX_iv_length(&cc->evp);
 350                 if (evplen == 0)
 351                         return;
 352                 if (evplen != len)
 353                         fatal("%s: wrong iv length %d != %d", __func__,
 354                             evplen, len);
 355 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER < 0x00907000L
 356                 if (c->evptype == evp_rijndael)
 357                         ssh_rijndael_iv(&cc->evp, 0, iv, len);
 358                 else
 359 #endif
 360                 if (c->evptype == evp_aes_128_ctr)
 361                         ssh_aes_ctr_iv(&cc->evp, 0, iv, len);
 362                 else
 363                         memcpy(iv, cc->evp.iv, len);
 364                 break;
 365         case SSH_CIPHER_3DES:
 366                 ssh1_3des_iv(&cc->evp, 0, iv, 24);
 367                 break;
 368         default:
 369                 fatal("%s: bad cipher %d", __func__, c->number);
 370         }
 371 }
 372
 373 void
 374 cipher_set_keyiv(CipherContext *cc, u_char *iv)
 375 {
 376         Cipher *c = cc->cipher;
 377         int evplen = 0;
 378
 379         switch (c->number) {
 380         case SSH_CIPHER_SSH2:
 381         case SSH_CIPHER_DES:
 382         case SSH_CIPHER_BLOWFISH:
 383                 evplen = EVP_CIPHER_CTX_iv_length(&cc->evp);
 384                 if (evplen == 0)
 385                         return;
 386 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER < 0x00907000L
 387                 if (c->evptype == evp_rijndael)
 388                         ssh_rijndael_iv(&cc->evp, 1, iv, evplen);
 389                 else
 390 #endif
 391                 if (c->evptype == evp_aes_128_ctr)
 392                         ssh_aes_ctr_iv(&cc->evp, 1, iv, evplen);
 393                 else
 394                         memcpy(cc->evp.iv, iv, evplen);
 395                 break;
 396         case SSH_CIPHER_3DES:
 397                 ssh1_3des_iv(&cc->evp, 1, iv, 24);
 398                 break;
 399         default:
 400                 fatal("%s: bad cipher %d", __func__, c->number);
 401         }
 402 }
 403
 404 #if OPENSSL_VERSION_NUMBER < 0x00907000L
 405 #define EVP_X_STATE(evp)        &(evp).c
 406 #define EVP_X_STATE_LEN(evp)    sizeof((evp).c)
 407 #else
 408 #define EVP_X_STATE(evp)        (evp).cipher_data
 409 #define EVP_X_STATE_LEN(evp)    (evp).cipher->ctx_size
 410 #endif
 411
 412 int
 413 cipher_get_keycontext(const CipherContext *cc, u_char *dat)
 414 {
 415         Cipher *c = cc->cipher;
 416         int plen = 0;
 417
 418         if (c->evptype == EVP_rc4 || c->evptype == EVP_acss) {
 419                 plen = EVP_X_STATE_LEN(cc->evp);
 420                 if (dat == NULL)
 421                         return (plen);
 422                 memcpy(dat, EVP_X_STATE(cc->evp), plen);
 423         }
 424         return (plen);
 425 }
 426
 427 void
 428 cipher_set_keycontext(CipherContext *cc, u_char *dat)
 429 {
 430         Cipher *c = cc->cipher;
 431         int plen;
 432
 433         if (c->evptype == EVP_rc4 || c->evptype == EVP_acss) {
 434                 plen = EVP_X_STATE_LEN(cc->evp);
 435                 memcpy(EVP_X_STATE(cc->evp), dat, plen);
 436         }
 437 }