FIPS 186-4 RSA Generation & Validation
[oweals/openssl.git] / crypto / rsa / rsa_chk.c
1 /*
2  * Copyright 1999-2017 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
3  *
4  * Licensed under the Apache License 2.0 (the "License").  You may not use
5  * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
6  * in the file LICENSE in the source distribution or at
7  * https://www.openssl.org/source/license.html
8  */
9
10 #include <openssl/bn.h>
11 #include <openssl/err.h>
12 #include "rsa_locl.h"
13
14 int RSA_check_key(const RSA *key)
15 {
16     return RSA_check_key_ex(key, NULL);
17 }
18
19 /*
20  * NOTE: Key validation requires separate checks to be able to be accessed
21  *  individually. These should be visible from the PKEY API..
22  *  See rsa_sp800_56b_check_public, rsa_sp800_56b_check_private and
23  *      rsa_sp800_56b_check_keypair.
24  */
25 int RSA_check_key_ex(const RSA *key, BN_GENCB *cb)
26 {
27 #ifdef FIPS_MODE
28     if (!(rsa_sp800_56b_check_public(key)
29             && rsa_sp800_56b_check_private(key)
30             && rsa_sp800_56b_check_keypair(key, NULL, -1, RSA_bits(key))
31         return 0;
32
33 #else
34     BIGNUM *i, *j, *k, *l, *m;
35     BN_CTX *ctx;
36     int ret = 1, ex_primes = 0, idx;
37     RSA_PRIME_INFO *pinfo;
38
39     if (key->p == NULL || key->q == NULL || key->n == NULL
40             || key->e == NULL || key->d == NULL) {
41         RSAerr(RSA_F_RSA_CHECK_KEY_EX, RSA_R_VALUE_MISSING);
42         return 0;
43     }
44
45     /* multi-prime? */
46     if (key->version == RSA_ASN1_VERSION_MULTI) {
47         ex_primes = sk_RSA_PRIME_INFO_num(key->prime_infos);
48         if (ex_primes <= 0
49                 || (ex_primes + 2) > rsa_multip_cap(BN_num_bits(key->n))) {
50             RSAerr(RSA_F_RSA_CHECK_KEY_EX, RSA_R_INVALID_MULTI_PRIME_KEY);
51             return 0;
52         }
53     }
54
55     i = BN_new();
56     j = BN_new();
57     k = BN_new();
58     l = BN_new();
59     m = BN_new();
60     ctx = BN_CTX_new();
61     if (i == NULL || j == NULL || k == NULL || l == NULL
62             || m == NULL || ctx == NULL) {
63         ret = -1;
64         RSAerr(RSA_F_RSA_CHECK_KEY_EX, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
65         goto err;
66     }
67
68     if (BN_is_one(key->e)) {
69         ret = 0;
70         RSAerr(RSA_F_RSA_CHECK_KEY_EX, RSA_R_BAD_E_VALUE);
71     }
72     if (!BN_is_odd(key->e)) {
73         ret = 0;
74         RSAerr(RSA_F_RSA_CHECK_KEY_EX, RSA_R_BAD_E_VALUE);
75     }
76
77     /* p prime? */
78     if (BN_is_prime_ex(key->p, BN_prime_checks, NULL, cb) != 1) {
79         ret = 0;
80         RSAerr(RSA_F_RSA_CHECK_KEY_EX, RSA_R_P_NOT_PRIME);
81     }
82
83     /* q prime? */
84     if (BN_is_prime_ex(key->q, BN_prime_checks, NULL, cb) != 1) {
85         ret = 0;
86         RSAerr(RSA_F_RSA_CHECK_KEY_EX, RSA_R_Q_NOT_PRIME);
87     }
88
89     /* r_i prime? */
90     for (idx = 0; idx < ex_primes; idx++) {
91         pinfo = sk_RSA_PRIME_INFO_value(key->prime_infos, idx);
92         if (BN_is_prime_ex(pinfo->r, BN_prime_checks, NULL, cb) != 1) {
93             ret = 0;
94             RSAerr(RSA_F_RSA_CHECK_KEY_EX, RSA_R_MP_R_NOT_PRIME);
95         }
96     }
97
98     /* n = p*q * r_3...r_i? */
99     if (!BN_mul(i, key->p, key->q, ctx)) {
100         ret = -1;
101         goto err;
102     }
103     for (idx = 0; idx < ex_primes; idx++) {
104         pinfo = sk_RSA_PRIME_INFO_value(key->prime_infos, idx);
105         if (!BN_mul(i, i, pinfo->r, ctx)) {
106             ret = -1;
107             goto err;
108         }
109     }
110     if (BN_cmp(i, key->n) != 0) {
111         ret = 0;
112         if (ex_primes)
113             RSAerr(RSA_F_RSA_CHECK_KEY_EX,
114                    RSA_R_N_DOES_NOT_EQUAL_PRODUCT_OF_PRIMES);
115         else
116             RSAerr(RSA_F_RSA_CHECK_KEY_EX, RSA_R_N_DOES_NOT_EQUAL_P_Q);
117     }
118
119     /* d*e = 1  mod \lambda(n)? */
120     if (!BN_sub(i, key->p, BN_value_one())) {
121         ret = -1;
122         goto err;
123     }
124     if (!BN_sub(j, key->q, BN_value_one())) {
125         ret = -1;
126         goto err;
127     }
128
129     /* now compute k = \lambda(n) = LCM(i, j, r_3 - 1...) */
130     if (!BN_mul(l, i, j, ctx)) {
131         ret = -1;
132         goto err;
133     }
134     if (!BN_gcd(m, i, j, ctx)) {
135         ret = -1;
136         goto err;
137     }
138     for (idx = 0; idx < ex_primes; idx++) {
139         pinfo = sk_RSA_PRIME_INFO_value(key->prime_infos, idx);
140         if (!BN_sub(k, pinfo->r, BN_value_one())) {
141             ret = -1;
142             goto err;
143         }
144         if (!BN_mul(l, l, k, ctx)) {
145             ret = -1;
146             goto err;
147         }
148         if (!BN_gcd(m, m, k, ctx)) {
149             ret = -1;
150             goto err;
151         }
152     }
153     if (!BN_div(k, NULL, l, m, ctx)) { /* remainder is 0 */
154         ret = -1;
155         goto err;
156     }
157     if (!BN_mod_mul(i, key->d, key->e, k, ctx)) {
158         ret = -1;
159         goto err;
160     }
161
162     if (!BN_is_one(i)) {
163         ret = 0;
164         RSAerr(RSA_F_RSA_CHECK_KEY_EX, RSA_R_D_E_NOT_CONGRUENT_TO_1);
165     }
166
167     if (key->dmp1 != NULL && key->dmq1 != NULL && key->iqmp != NULL) {
168         /* dmp1 = d mod (p-1)? */
169         if (!BN_sub(i, key->p, BN_value_one())) {
170             ret = -1;
171             goto err;
172         }
173         if (!BN_mod(j, key->d, i, ctx)) {
174             ret = -1;
175             goto err;
176         }
177         if (BN_cmp(j, key->dmp1) != 0) {
178             ret = 0;
179             RSAerr(RSA_F_RSA_CHECK_KEY_EX, RSA_R_DMP1_NOT_CONGRUENT_TO_D);
180         }
181
182         /* dmq1 = d mod (q-1)? */
183         if (!BN_sub(i, key->q, BN_value_one())) {
184             ret = -1;
185             goto err;
186         }
187         if (!BN_mod(j, key->d, i, ctx)) {
188             ret = -1;
189             goto err;
190         }
191         if (BN_cmp(j, key->dmq1) != 0) {
192             ret = 0;
193             RSAerr(RSA_F_RSA_CHECK_KEY_EX, RSA_R_DMQ1_NOT_CONGRUENT_TO_D);
194         }
195
196         /* iqmp = q^-1 mod p? */
197         if (!BN_mod_inverse(i, key->q, key->p, ctx)) {
198             ret = -1;
199             goto err;
200         }
201         if (BN_cmp(i, key->iqmp) != 0) {
202             ret = 0;
203             RSAerr(RSA_F_RSA_CHECK_KEY_EX, RSA_R_IQMP_NOT_INVERSE_OF_Q);
204         }
205     }
206
207     for (idx = 0; idx < ex_primes; idx++) {
208         pinfo = sk_RSA_PRIME_INFO_value(key->prime_infos, idx);
209         /* d_i = d mod (r_i - 1)? */
210         if (!BN_sub(i, pinfo->r, BN_value_one())) {
211             ret = -1;
212             goto err;
213         }
214         if (!BN_mod(j, key->d, i, ctx)) {
215             ret = -1;
216             goto err;
217         }
218         if (BN_cmp(j, pinfo->d) != 0) {
219             ret = 0;
220             RSAerr(RSA_F_RSA_CHECK_KEY_EX, RSA_R_MP_EXPONENT_NOT_CONGRUENT_TO_D);
221         }
222         /* t_i = R_i ^ -1 mod r_i ? */
223         if (!BN_mod_inverse(i, pinfo->pp, pinfo->r, ctx)) {
224             ret = -1;
225             goto err;
226         }
227         if (BN_cmp(i, pinfo->t) != 0) {
228             ret = 0;
229             RSAerr(RSA_F_RSA_CHECK_KEY_EX, RSA_R_MP_COEFFICIENT_NOT_INVERSE_OF_R);
230         }
231     }
232
233  err:
234     BN_free(i);
235     BN_free(j);
236     BN_free(k);
237     BN_free(l);
238     BN_free(m);
239     BN_CTX_free(ctx);
240     return ret;
241 #endif /* FIPS_MODE */
242 }