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 int RSA_padding_add_PKCS1_OAEP(unsigned char *to, int tlen,
  32         const unsigned char *from, int flen,
  33         const unsigned char *param, int plen)
  34         {
  35         return RSA_padding_add_PKCS1_OAEP_mgf1(to, tlen, from, flen,
  36                                                 param, plen, NULL, NULL);
  37         }
  38
  39 int RSA_padding_add_PKCS1_OAEP_mgf1(unsigned char *to, int tlen,
  40         const unsigned char *from, int flen,
  41         const unsigned char *param, int plen,
  42         const EVP_MD *md, const EVP_MD *mgf1md)
  43         {
  44         int i, emlen = tlen - 1;
  45         unsigned char *db, *seed;
  46         unsigned char *dbmask, seedmask[EVP_MAX_MD_SIZE];
  47         int mdlen;
  48
  49         if (md == NULL)
  50                 md = EVP_sha1();
  51         if (mgf1md == NULL)
  52                 mgf1md = md;
  53
  54         mdlen = EVP_MD_size(md);
  55
  56         if (flen > emlen - 2 * mdlen - 1)
  57                 {
  58                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_OAEP_MGF1,
  59                    RSA_R_DATA_TOO_LARGE_FOR_KEY_SIZE);
  60                 return 0;
  61                 }
  62
  63         if (emlen < 2 * mdlen + 1)
  64                 {
  65                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_OAEP_MGF1, RSA_R_KEY_SIZE_TOO_SMALL);
  66                 return 0;
  67                 }
  68
  69         to[0] = 0;
  70         seed = to + 1;
  71         db = to + mdlen + 1;
  72
  73         if (!EVP_Digest((void *)param, plen, db, NULL, md, NULL))
  74                 return 0;
  75         memset(db + mdlen, 0,
  76                 emlen - flen - 2 * mdlen - 1);
  77         db[emlen - flen - mdlen - 1] = 0x01;
  78         memcpy(db + emlen - flen - mdlen, from, (unsigned int) flen);
  79         if (RAND_bytes(seed, mdlen) <= 0)
  80                 return 0;
  81 #ifdef PKCS_TESTVECT
  82         memcpy(seed,
  83            "\xaa\xfd\x12\xf6\x59\xca\xe6\x34\x89\xb4\x79\xe5\x07\x6d\xde\xc2\xf0\x6c\xb5\x8f",
  84            20);
  85 #endif
  86
  87         dbmask = OPENSSL_malloc(emlen - mdlen);
  88         if (dbmask == NULL)
  89                 {
  90                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_OAEP_MGF1, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
  91                 return 0;
  92                 }
  93
  94         if (PKCS1_MGF1(dbmask, emlen - mdlen, seed, mdlen, mgf1md) < 0)
  95                 return 0;
  96         for (i = 0; i < emlen - mdlen; i++)
  97                 db[i] ^= dbmask[i];
  98
  99         if (PKCS1_MGF1(seedmask, mdlen, db, emlen - mdlen, mgf1md) < 0)
 100                 return 0;
 101         for (i = 0; i < mdlen; i++)
 102                 seed[i] ^= seedmask[i];
 103
 104         OPENSSL_free(dbmask);
 105         return 1;
 106         }
 107
 108 int RSA_padding_check_PKCS1_OAEP(unsigned char *to, int tlen,
 109         const unsigned char *from, int flen, int num,
 110         const unsigned char *param, int plen)
 111         {
 112         return RSA_padding_check_PKCS1_OAEP_mgf1(to, tlen, from , flen, num,
 113                                                         param, plen,
 114                                                         NULL, NULL);
 115         }
 116
 117 int RSA_padding_check_PKCS1_OAEP_mgf1(unsigned char *to, int tlen,
 118         const unsigned char *from, int flen, int num,
 119         const unsigned char *param, int plen,
 120         const EVP_MD *md, const EVP_MD *mgf1md)
 121         {
 122         int i, dblen, mlen = -1;
 123         const unsigned char *maskeddb;
 124         int lzero;
 125         unsigned char *db = NULL, seed[EVP_MAX_MD_SIZE], phash[EVP_MAX_MD_SIZE];
 126         unsigned char *padded_from;
 127         int bad = 0;
 128         int mdlen;
 129
 130         if (md == NULL)
 131                 md = EVP_sha1();
 132         if (mgf1md == NULL)
 133                 mgf1md = md;
 134
 135         mdlen = EVP_MD_size(md);
 136
 137         if (--num < 2 * mdlen + 1)
 138                 /* 'num' is the length of the modulus, i.e. does not depend on the
 139                  * particular ciphertext. */
 140                 goto decoding_err;
 141
 142         lzero = num - flen;
 143         if (lzero < 0)
 144                 {
 145                 /* signalling this error immediately after detection might allow
 146                  * for side-channel attacks (e.g. timing if 'plen' is huge
 147                  * -- cf. James H. Manger, "A Chosen Ciphertext Attack on RSA Optimal
 148                  * Asymmetric Encryption Padding (OAEP) [...]", CRYPTO 2001),
 149                  * so we use a 'bad' flag */
 150                 bad = 1;
 151                 lzero = 0;
 152                 flen = num; /* don't overflow the memcpy to padded_from */
 153                 }
 154
 155         dblen = num - mdlen;
 156         db = OPENSSL_malloc(dblen + num);
 157         if (db == NULL)
 158                 {
 159                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_OAEP_MGF1, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 160                 return -1;
 161                 }
 162
 163         /* Always do this zero-padding copy (even when lzero == 0)
 164          * to avoid leaking timing info about the value of lzero. */
 165         padded_from = db + dblen;
 166         memset(padded_from, 0, lzero);
 167         memcpy(padded_from + lzero, from, flen);
 168
 169         maskeddb = padded_from + mdlen;
 170
 171         if (PKCS1_MGF1(seed, mdlen, maskeddb, dblen, mgf1md))
 172                 return -1;
 173         for (i = 0; i < mdlen; i++)
 174                 seed[i] ^= padded_from[i];
 175
 176         if (PKCS1_MGF1(db, dblen, seed, mdlen, mgf1md))
 177                 return -1;
 178         for (i = 0; i < dblen; i++)
 179                 db[i] ^= maskeddb[i];
 180
 181         if (!EVP_Digest((void *)param, plen, phash, NULL, md, NULL))
 182                 return -1;
 183
 184         if (CRYPTO_memcmp(db, phash, mdlen) != 0 || bad)
 185                 goto decoding_err;
 186         else
 187                 {
 188                 for (i = mdlen; i < dblen; i++)
 189                         if (db[i] != 0x00)
 190                                 break;
 191                 if (i == dblen || db[i] != 0x01)
 192                         goto decoding_err;
 193                 else
 194                         {
 195                         /* everything looks OK */
 196
 197                         mlen = dblen - ++i;
 198                         if (tlen < mlen)
 199                                 {
 200                                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_OAEP_MGF1, RSA_R_DATA_TOO_LARGE);
 201                                 mlen = -1;
 202                                 }
 203                         else
 204                                 memcpy(to, db + i, mlen);
 205                         }
 206                 }
 207         OPENSSL_free(db);
 208         return mlen;
 209
 210 decoding_err:
 211         /* to avoid chosen ciphertext attacks, the error message should not reveal
 212          * which kind of decoding error happened */
 213         RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_OAEP_MGF1, RSA_R_OAEP_DECODING_ERROR);
 214         if (db != NULL) OPENSSL_free(db);
 215         return -1;
 216         }
 217
 218 int PKCS1_MGF1(unsigned char *mask, long len,
 219         const unsigned char *seed, long seedlen, const EVP_MD *dgst)
 220         {
 221         long i, outlen = 0;
 222         unsigned char cnt[4];
 223         EVP_MD_CTX c;
 224         unsigned char md[EVP_MAX_MD_SIZE];
 225         int mdlen;
 226         int rv = -1;
 227
 228         EVP_MD_CTX_init(&c);
 229         mdlen = EVP_MD_size(dgst);
 230         if (mdlen < 0)
 231                 goto err;
 232         for (i = 0; outlen < len; i++)
 233                 {
 234                 cnt[0] = (unsigned char)((i >> 24) & 255);
 235                 cnt[1] = (unsigned char)((i >> 16) & 255);
 236                 cnt[2] = (unsigned char)((i >> 8)) & 255;
 237                 cnt[3] = (unsigned char)(i & 255);
 238                 if (!EVP_DigestInit_ex(&c,dgst, NULL)
 239                         || !EVP_DigestUpdate(&c, seed, seedlen)
 240                         || !EVP_DigestUpdate(&c, cnt, 4))
 241                         goto err;
 242                 if (outlen + mdlen <= len)
 243                         {
 244                         if (!EVP_DigestFinal_ex(&c, mask + outlen, NULL))
 245                                 goto err;
 246                         outlen += mdlen;
 247                         }
 248                 else
 249                         {
 250                         if (!EVP_DigestFinal_ex(&c, md, NULL))
 251                                 goto err;
 252                         memcpy(mask + outlen, md, len - outlen);
 253                         outlen = len;
 254                         }
 255                 }
 256         rv = 0;
 257         err:
 258         EVP_MD_CTX_cleanup(&c);
 259         return rv;
 260         }
 261
 262 #endif