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(NO_SHA) && !defined(NO_SHA1)
  23 #include <stdio.h>
  24 #include "cryptlib.h"
  25 #include <openssl/bn.h>
  26 #include <openssl/rsa.h>
  27 #include <openssl/sha.h>
  28 #include <openssl/rand.h>
  29
  30 int MGF1(unsigned char *mask, long len,
  31         unsigned char *seed, long seedlen);
  32
  33 int RSA_padding_add_PKCS1_OAEP(unsigned char *to, int tlen,
  34         unsigned char *from, int flen,
  35         unsigned char *param, int plen)
  36         {
  37         int i, emlen = tlen - 1;
  38         unsigned char *db, *seed;
  39         unsigned char *dbmask, seedmask[SHA_DIGEST_LENGTH];
  40
  41         if (flen > emlen - 2 * SHA_DIGEST_LENGTH - 1)
  42                 {
  43                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_OAEP,
  44                    RSA_R_DATA_TOO_LARGE_FOR_KEY_SIZE);
  45                 return 0;
  46                 }
  47
  48         if (emlen < 2 * SHA_DIGEST_LENGTH + 1)
  49                 {
  50                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_OAEP, RSA_R_KEY_SIZE_TOO_SMALL);
  51                 return 0;
  52                 }
  53
  54         dbmask = OPENSSL_malloc(emlen - SHA_DIGEST_LENGTH);
  55         if (dbmask == NULL)
  56                 {
  57                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_OAEP, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
  58                 return 0;
  59                 }
  60
  61         to[0] = 0;
  62         seed = to + 1;
  63         db = to + SHA_DIGEST_LENGTH + 1;
  64
  65         SHA1(param, plen, db);
  66         memset(db + SHA_DIGEST_LENGTH, 0,
  67                 emlen - flen - 2 * SHA_DIGEST_LENGTH - 1);
  68         db[emlen - flen - SHA_DIGEST_LENGTH - 1] = 0x01;
  69         memcpy(db + emlen - flen - SHA_DIGEST_LENGTH, from, (unsigned int) flen);
  70         if (RAND_bytes(seed, SHA_DIGEST_LENGTH) <= 0)
  71                 return 0;
  72 #ifdef PKCS_TESTVECT
  73         memcpy(seed,
  74            "\xaa\xfd\x12\xf6\x59\xca\xe6\x34\x89\xb4\x79\xe5\x07\x6d\xde\xc2\xf0\x6c\xb5\x8f",
  75            20);
  76 #endif
  77
  78         MGF1(dbmask, emlen - SHA_DIGEST_LENGTH, seed, SHA_DIGEST_LENGTH);
  79         for (i = 0; i < emlen - SHA_DIGEST_LENGTH; i++)
  80                 db[i] ^= dbmask[i];
  81
  82         MGF1(seedmask, SHA_DIGEST_LENGTH, db, emlen - SHA_DIGEST_LENGTH);
  83         for (i = 0; i < SHA_DIGEST_LENGTH; i++)
  84                 seed[i] ^= seedmask[i];
  85
  86         OPENSSL_free(dbmask);
  87         return 1;
  88         }
  89
  90 int RSA_padding_check_PKCS1_OAEP(unsigned char *to, int tlen,
  91              unsigned char *from, int flen, int num, unsigned char *param,
  92              int plen)
  93         {
  94         int i, dblen, mlen = -1;
  95         unsigned char *maskeddb;
  96         int lzero;
  97         unsigned char *db = NULL, seed[SHA_DIGEST_LENGTH], phash[SHA_DIGEST_LENGTH];
  98         int bad = 0;
  99
 100         if (--num < 2 * SHA_DIGEST_LENGTH + 1)
 101                 /* 'num' is the length of the modulus, i.e. does not depend on the
 102                  * particular ciphertext. */
 103                 goto decoding_err;
 104
 105         lzero = num - flen;
 106         if (lzero < 0)
 107                 {
 108                 /* lzero == -1 */
 109
 110                 /* signalling this error immediately after detection might allow
 111                  * for side-channel attacks (e.g. timing if 'plen' is huge
 112                  * -- cf. James H. Manger, "A Chosen Ciphertext Attack on RSA Optimal
 113                  * Asymmetric Encryption Padding (OAEP) [...]", CRYPTO 2001),
 114                  * so we use a 'bad' flag */
 115                 bad = 1;
 116                 lzero = 0;
 117                 }
 118         maskeddb = from - lzero + SHA_DIGEST_LENGTH;
 119
 120         dblen = num - SHA_DIGEST_LENGTH;
 121         db = OPENSSL_malloc(dblen);
 122         if (db == NULL)
 123                 {
 124                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_ADD_PKCS1_OAEP, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 125                 return -1;
 126                 }
 127
 128         MGF1(seed, SHA_DIGEST_LENGTH, maskeddb, dblen);
 129         for (i = lzero; i < SHA_DIGEST_LENGTH; i++)
 130                 seed[i] ^= from[i - lzero];
 131
 132         MGF1(db, dblen, seed, SHA_DIGEST_LENGTH);
 133         for (i = 0; i < dblen; i++)
 134                 db[i] ^= maskeddb[i];
 135
 136         SHA1(param, plen, phash);
 137
 138         if (memcmp(db, phash, SHA_DIGEST_LENGTH) != 0 || bad)
 139                 goto decoding_err;
 140         else
 141                 {
 142                 for (i = SHA_DIGEST_LENGTH; i < dblen; i++)
 143                         if (db[i] != 0x00)
 144                                 break;
 145                 if (db[i] != 0x01 || i++ >= dblen)
 146                         goto decoding_err;
 147                 else
 148                         {
 149                         /* everything looks OK */
 150
 151                         mlen = dblen - i;
 152                         if (tlen < mlen)
 153                                 {
 154                                 RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_OAEP, RSA_R_DATA_TOO_LARGE);
 155                                 mlen = -1;
 156                                 }
 157                         else
 158                                 memcpy(to, db + i, mlen);
 159                         }
 160                 }
 161         OPENSSL_free(db);
 162         return mlen;
 163
 164 decoding_err:
 165         /* to avoid chosen ciphertext attacks, the error message should not reveal
 166          * which kind of decoding error happened */
 167         RSAerr(RSA_F_RSA_PADDING_CHECK_PKCS1_OAEP, RSA_R_OAEP_DECODING_ERROR);
 168         if (db != NULL) OPENSSL_free(db);
 169         return -1;
 170         }
 171
 172 int MGF1(unsigned char *mask, long len, unsigned char *seed, long seedlen)
 173         {
 174         long i, outlen = 0;
 175         unsigned char cnt[4];
 176         SHA_CTX c;
 177         unsigned char md[SHA_DIGEST_LENGTH];
 178
 179         for (i = 0; outlen < len; i++)
 180                 {
 181                 cnt[0] = (unsigned char)((i >> 24) & 255);
 182                 cnt[1] = (unsigned char)((i >> 16) & 255);
 183                 cnt[2] = (unsigned char)((i >> 8)) & 255;
 184                 cnt[3] = (unsigned char)(i & 255);
 185                 SHA1_Init(&c);
 186                 SHA1_Update(&c, seed, seedlen);
 187                 SHA1_Update(&c, cnt, 4);
 188                 if (outlen + SHA_DIGEST_LENGTH <= len)
 189                         {
 190                         SHA1_Final(mask + outlen, &c);
 191                         outlen += SHA_DIGEST_LENGTH;
 192                         }
 193                 else
 194                         {
 195                         SHA1_Final(md, &c);
 196                         memcpy(mask + outlen, md, len - outlen);
 197                         outlen = len;
 198                         }
 199                 }
 200         return 0;
 201         }
 202 #endif