crypto/sm2/sm2_pmeth.c

   1 /*
   2  * Copyright 2006-2018 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 "internal/cryptlib.h"
  11 #include <openssl/asn1t.h>
  12 #include <openssl/ec.h>
  13 #include <openssl/evp.h>
  14 #include "crypto/evp.h"
  15 #include "crypto/sm2.h"
  16 #include "crypto/sm2err.h"
  17
  18 /* EC pkey context structure */
  19
  20 typedef struct {
  21     /* message digest */
  22     const EVP_MD *md;
  23     /* Distinguishing Identifier, ISO/IEC 15946-3 */
  24     uint8_t *id;
  25     size_t id_len;
  26     /* id_set indicates if the 'id' field is set (1) or not (0) */
  27     int id_set;
  28 } SM2_PKEY_CTX;
  29
  30 static int pkey_sm2_init(EVP_PKEY_CTX *ctx)
  31 {
  32     SM2_PKEY_CTX *smctx;
  33
  34     if ((smctx = OPENSSL_zalloc(sizeof(*smctx))) == NULL) {
  35         SM2err(SM2_F_PKEY_SM2_INIT, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
  36         return 0;
  37     }
  38
  39     ctx->data = smctx;
  40     return 1;
  41 }
  42
  43 static void pkey_sm2_cleanup(EVP_PKEY_CTX *ctx)
  44 {
  45     SM2_PKEY_CTX *smctx = ctx->data;
  46
  47     if (smctx != NULL) {
  48         OPENSSL_free(smctx->id);
  49         OPENSSL_free(smctx);
  50         ctx->data = NULL;
  51     }
  52 }
  53
  54 static int pkey_sm2_copy(EVP_PKEY_CTX *dst, const EVP_PKEY_CTX *src)
  55 {
  56     SM2_PKEY_CTX *dctx, *sctx;
  57
  58     if (!pkey_sm2_init(dst))
  59         return 0;
  60     sctx = src->data;
  61     dctx = dst->data;
  62     if (sctx->id != NULL) {
  63         dctx->id = OPENSSL_malloc(sctx->id_len);
  64         if (dctx->id == NULL) {
  65             SM2err(SM2_F_PKEY_SM2_COPY, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
  66             pkey_sm2_cleanup(dst);
  67             return 0;
  68         }
  69         memcpy(dctx->id, sctx->id, sctx->id_len);
  70     }
  71     dctx->id_len = sctx->id_len;
  72     dctx->id_set = sctx->id_set;
  73     dctx->md = sctx->md;
  74
  75     return 1;
  76 }
  77
  78 static int pkey_sm2_sign(EVP_PKEY_CTX *ctx, unsigned char *sig, size_t *siglen,
  79                          const unsigned char *tbs, size_t tbslen)
  80 {
  81     int ret;
  82     unsigned int sltmp;
  83     EC_KEY *ec = ctx->pkey->pkey.ec;
  84     const int sig_sz = ECDSA_size(ctx->pkey->pkey.ec);
  85
  86     if (sig_sz <= 0) {
  87         return 0;
  88     }
  89
  90     if (sig == NULL) {
  91         *siglen = (size_t)sig_sz;
  92         return 1;
  93     }
  94
  95     if (*siglen < (size_t)sig_sz) {
  96         SM2err(SM2_F_PKEY_SM2_SIGN, SM2_R_BUFFER_TOO_SMALL);
  97         return 0;
  98     }
  99
 100     ret = sm2_sign(tbs, tbslen, sig, &sltmp, ec);
 101
 102     if (ret <= 0)
 103         return ret;
 104     *siglen = (size_t)sltmp;
 105     return 1;
 106 }
 107
 108 static int pkey_sm2_verify(EVP_PKEY_CTX *ctx,
 109                            const unsigned char *sig, size_t siglen,
 110                            const unsigned char *tbs, size_t tbslen)
 111 {
 112     EC_KEY *ec = ctx->pkey->pkey.ec;
 113
 114     return sm2_verify(tbs, tbslen, sig, siglen, ec);
 115 }
 116
 117 static int pkey_sm2_encrypt(EVP_PKEY_CTX *ctx,
 118                             unsigned char *out, size_t *outlen,
 119                             const unsigned char *in, size_t inlen)
 120 {
 121     EC_KEY *ec = ctx->pkey->pkey.ec;
 122     SM2_PKEY_CTX *dctx = ctx->data;
 123     const EVP_MD *md = (dctx->md == NULL) ? EVP_sm3() : dctx->md;
 124
 125     if (out == NULL) {
 126         if (!sm2_ciphertext_size(ec, md, inlen, outlen))
 127             return -1;
 128         else
 129             return 1;
 130     }
 131
 132     return sm2_encrypt(ec, md, in, inlen, out, outlen);
 133 }
 134
 135 static int pkey_sm2_decrypt(EVP_PKEY_CTX *ctx,
 136                             unsigned char *out, size_t *outlen,
 137                             const unsigned char *in, size_t inlen)
 138 {
 139     EC_KEY *ec = ctx->pkey->pkey.ec;
 140     SM2_PKEY_CTX *dctx = ctx->data;
 141     const EVP_MD *md = (dctx->md == NULL) ? EVP_sm3() : dctx->md;
 142
 143     if (out == NULL) {
 144         if (!sm2_plaintext_size(ec, md, inlen, outlen))
 145             return -1;
 146         else
 147             return 1;
 148     }
 149
 150     return sm2_decrypt(ec, md, in, inlen, out, outlen);
 151 }
 152
 153 static int pkey_sm2_ctrl(EVP_PKEY_CTX *ctx, int type, int p1, void *p2)
 154 {
 155     SM2_PKEY_CTX *smctx = ctx->data;
 156     uint8_t *tmp_id;
 157
 158     switch (type) {
 159     case EVP_PKEY_CTRL_EC_PARAMGEN_CURVE_NID:
 160         /*
 161          * This control could be removed, which would signal it being
 162          * unsupported.  However, that means that when the caller uses
 163          * the correct curve, it may interpret the unsupported signal
 164          * as an error, so it's better to accept the control, check the
 165          * value and return a corresponding value.
 166          */
 167         if (p1 != NID_sm2) {
 168             SM2err(SM2_F_PKEY_SM2_CTRL, SM2_R_INVALID_CURVE);
 169             return 0;
 170         }
 171         return 1;
 172
 173     case EVP_PKEY_CTRL_MD:
 174         smctx->md = p2;
 175         return 1;
 176
 177     case EVP_PKEY_CTRL_GET_MD:
 178         *(const EVP_MD **)p2 = smctx->md;
 179         return 1;
 180
 181     case EVP_PKEY_CTRL_SET1_ID:
 182         if (p1 > 0) {
 183             tmp_id = OPENSSL_malloc(p1);
 184             if (tmp_id == NULL) {
 185                 SM2err(SM2_F_PKEY_SM2_CTRL, ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 186                 return 0;
 187             }
 188             memcpy(tmp_id, p2, p1);
 189             OPENSSL_free(smctx->id);
 190             smctx->id = tmp_id;
 191         } else {
 192             /* set null-ID */
 193             OPENSSL_free(smctx->id);
 194             smctx->id = NULL;
 195         }
 196         smctx->id_len = (size_t)p1;
 197         smctx->id_set = 1;
 198         return 1;
 199
 200     case EVP_PKEY_CTRL_GET1_ID:
 201         memcpy(p2, smctx->id, smctx->id_len);
 202         return 1;
 203
 204     case EVP_PKEY_CTRL_GET1_ID_LEN:
 205         *(size_t *)p2 = smctx->id_len;
 206         return 1;
 207
 208     case EVP_PKEY_CTRL_DIGESTINIT:
 209         /* nothing to be inited, this is to suppress the error... */
 210         return 1;
 211
 212     default:
 213         return -2;
 214     }
 215 }
 216
 217 static int pkey_sm2_ctrl_str(EVP_PKEY_CTX *ctx,
 218                              const char *type, const char *value)
 219 {
 220     uint8_t *hex_id;
 221     long hex_len = 0;
 222     int ret = 0;
 223
 224     if (strcmp(type, "ec_paramgen_curve") == 0) {
 225         int nid = NID_undef;
 226
 227         if (((nid = EC_curve_nist2nid(value)) == NID_undef)
 228             && ((nid = OBJ_sn2nid(value)) == NID_undef)
 229             && ((nid = OBJ_ln2nid(value)) == NID_undef)) {
 230             SM2err(SM2_F_PKEY_SM2_CTRL_STR, SM2_R_INVALID_CURVE);
 231             return 0;
 232         }
 233         return EVP_PKEY_CTX_set_ec_paramgen_curve_nid(ctx, nid);
 234     } else if (strcmp(type, "ec_param_enc") == 0) {
 235         int param_enc;
 236
 237         if (strcmp(value, "explicit") == 0)
 238             param_enc = 0;
 239         else if (strcmp(value, "named_curve") == 0)
 240             param_enc = OPENSSL_EC_NAMED_CURVE;
 241         else
 242             return -2;
 243         return EVP_PKEY_CTX_set_ec_param_enc(ctx, param_enc);
 244     } else if (strcmp(type, "sm2_id") == 0) {
 245         return pkey_sm2_ctrl(ctx, EVP_PKEY_CTRL_SET1_ID,
 246                              (int)strlen(value), (void *)value);
 247     } else if (strcmp(type, "sm2_hex_id") == 0) {
 248         /*
 249          * TODO(3.0): reconsider the name "sm2_hex_id", OR change
 250          * OSSL_PARAM_construct_from_text() / OSSL_PARAM_allocate_from_text()
 251          * to handle infix "_hex_"
 252          */
 253         hex_id = OPENSSL_hexstr2buf((const char *)value, &hex_len);
 254         if (hex_id == NULL) {
 255             SM2err(SM2_F_PKEY_SM2_CTRL_STR, ERR_R_PASSED_INVALID_ARGUMENT);
 256             return 0;
 257         }
 258         ret = pkey_sm2_ctrl(ctx, EVP_PKEY_CTRL_SET1_ID, (int)hex_len,
 259                             (void *)hex_id);
 260         OPENSSL_free(hex_id);
 261         return ret;
 262     }
 263
 264     return -2;
 265 }
 266
 267 static int pkey_sm2_digest_custom(EVP_PKEY_CTX *ctx, EVP_MD_CTX *mctx)
 268 {
 269     uint8_t z[EVP_MAX_MD_SIZE];
 270     SM2_PKEY_CTX *smctx = ctx->data;
 271     EC_KEY *ec = ctx->pkey->pkey.ec;
 272     const EVP_MD *md = EVP_MD_CTX_md(mctx);
 273     int mdlen = EVP_MD_size(md);
 274
 275     if (!smctx->id_set) {
 276         /*
 277          * An ID value must be set. The specifications are not clear whether a
 278          * NULL is allowed. We only allow it if set explicitly for maximum
 279          * flexibility.
 280          */
 281         SM2err(SM2_F_PKEY_SM2_DIGEST_CUSTOM, SM2_R_ID_NOT_SET);
 282         return 0;
 283     }
 284
 285     if (mdlen < 0) {
 286         SM2err(SM2_F_PKEY_SM2_DIGEST_CUSTOM, SM2_R_INVALID_DIGEST);
 287         return 0;
 288     }
 289
 290     /* get hashed prefix 'z' of tbs message */
 291     if (!sm2_compute_z_digest(z, md, smctx->id, smctx->id_len, ec))
 292         return 0;
 293
 294     return EVP_DigestUpdate(mctx, z, (size_t)mdlen);
 295 }
 296
 297 static int pkey_sm2_paramgen(EVP_PKEY_CTX *ctx, EVP_PKEY *pkey)
 298 {
 299     EC_KEY *ec = NULL;
 300     int ret;
 301
 302     ec = EC_KEY_new_by_curve_name(NID_sm2);
 303     if (ec == NULL)
 304         return 0;
 305     if (!ossl_assert(ret = EVP_PKEY_assign_EC_KEY(pkey, ec)))
 306         EC_KEY_free(ec);
 307     return ret;
 308 }
 309
 310 static int pkey_sm2_keygen(EVP_PKEY_CTX *ctx, EVP_PKEY *pkey)
 311 {
 312     EC_KEY *ec = NULL;
 313
 314     ec = EC_KEY_new_by_curve_name(NID_sm2);
 315     if (ec == NULL)
 316         return 0;
 317     if (!ossl_assert(EVP_PKEY_assign_EC_KEY(pkey, ec))) {
 318         EC_KEY_free(ec);
 319         return 0;
 320     }
 321     /* Note: if error is returned, we count on caller to free pkey->pkey.ec */
 322     if (ctx->pkey != NULL
 323         && !EVP_PKEY_copy_parameters(pkey, ctx->pkey))
 324         return 0;
 325
 326     return EC_KEY_generate_key(ec);
 327 }
 328
 329 static const EVP_PKEY_METHOD sm2_pkey_meth = {
 330     EVP_PKEY_SM2,
 331     0,
 332     pkey_sm2_init,
 333     pkey_sm2_copy,
 334     pkey_sm2_cleanup,
 335
 336     0,
 337     pkey_sm2_paramgen,
 338
 339     0,
 340     pkey_sm2_keygen,
 341
 342     0,
 343     pkey_sm2_sign,
 344
 345     0,
 346     pkey_sm2_verify,
 347
 348     0, 0,
 349
 350     0, 0, 0, 0,
 351
 352     0,
 353     pkey_sm2_encrypt,
 354
 355     0,
 356     pkey_sm2_decrypt,
 357
 358     0,
 359     0,
 360     pkey_sm2_ctrl,
 361     pkey_sm2_ctrl_str,
 362
 363     0, 0,
 364
 365     0, 0, 0,
 366
 367     pkey_sm2_digest_custom
 368 };
 369
 370 const EVP_PKEY_METHOD *sm2_pkey_method(void)
 371 {
 372     return &sm2_pkey_meth;
 373 }