crypto/srp/srp_lib.c

   1 /*
   2  * Copyright 2011-2016 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
   3  *
   4  * Licensed under the OpenSSL license (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 #ifndef OPENSSL_NO_SRP
  11 # include "internal/cryptlib.h"
  12 # include <openssl/sha.h>
  13 # include <openssl/srp.h>
  14 # include <openssl/evp.h>
  15 # include "internal/bn_srp.h"
  16
  17 static BIGNUM *srp_Calc_k(const BIGNUM *N, const BIGNUM *g)
  18 {
  19     /* k = SHA1(N | PAD(g)) -- tls-srp draft 8 */
  20
  21     unsigned char digest[SHA_DIGEST_LENGTH];
  22     unsigned char *tmp = NULL;
  23     EVP_MD_CTX *ctxt = NULL;
  24     int longg;
  25     int longN = BN_num_bytes(N);
  26     BIGNUM *res = NULL;
  27
  28     if (BN_ucmp(g, N) >= 0)
  29         return NULL;
  30
  31     ctxt = EVP_MD_CTX_new();
  32     if (ctxt == NULL)
  33         return NULL;
  34     if ((tmp = OPENSSL_malloc(longN)) == NULL)
  35         goto err;
  36     BN_bn2bin(N, tmp);
  37
  38     if (!EVP_DigestInit_ex(ctxt, EVP_sha1(), NULL)
  39         || !EVP_DigestUpdate(ctxt, tmp, longN))
  40         goto err;
  41
  42     memset(tmp, 0, longN);
  43     longg = BN_bn2bin(g, tmp);
  44     /* use the zeros behind to pad on left */
  45     if (!EVP_DigestUpdate(ctxt, tmp + longg, longN - longg)
  46         || !EVP_DigestUpdate(ctxt, tmp, longg))
  47         goto err;
  48
  49     if (!EVP_DigestFinal_ex(ctxt, digest, NULL))
  50         goto err;
  51     res = BN_bin2bn(digest, sizeof(digest), NULL);
  52  err:
  53     OPENSSL_free(tmp);
  54     EVP_MD_CTX_free(ctxt);
  55     return res;
  56 }
  57
  58 BIGNUM *SRP_Calc_u(const BIGNUM *A, const BIGNUM *B, const BIGNUM *N)
  59 {
  60     /* k = SHA1(PAD(A) || PAD(B) ) -- tls-srp draft 8 */
  61
  62     BIGNUM *u = NULL;
  63     unsigned char cu[SHA_DIGEST_LENGTH];
  64     unsigned char *cAB = NULL;
  65     EVP_MD_CTX *ctxt = NULL;
  66     int longN;
  67     if ((A == NULL) || (B == NULL) || (N == NULL))
  68         return NULL;
  69
  70     if (BN_ucmp(A, N) >= 0 || BN_ucmp(B, N) >= 0)
  71         return NULL;
  72
  73     longN = BN_num_bytes(N);
  74
  75     ctxt = EVP_MD_CTX_new();
  76     if (ctxt == NULL)
  77         return NULL;
  78     if ((cAB = OPENSSL_malloc(2 * longN)) == NULL)
  79         goto err;
  80
  81     memset(cAB, 0, longN);
  82
  83     if (!EVP_DigestInit_ex(ctxt, EVP_sha1(), NULL)
  84         || !EVP_DigestUpdate(ctxt, cAB + BN_bn2bin(A, cAB + longN), longN)
  85         || !EVP_DigestUpdate(ctxt, cAB + BN_bn2bin(B, cAB + longN), longN))
  86         goto err;
  87
  88     if (!EVP_DigestFinal_ex(ctxt, cu, NULL))
  89         goto err;
  90
  91     if ((u = BN_bin2bn(cu, sizeof(cu), NULL)) == NULL)
  92         goto err;
  93     if (BN_is_zero(u)) {
  94         BN_free(u);
  95         u = NULL;
  96     }
  97
  98  err:
  99     OPENSSL_free(cAB);
 100     EVP_MD_CTX_free(ctxt);
 101
 102     return u;
 103 }
 104
 105 BIGNUM *SRP_Calc_server_key(const BIGNUM *A, const BIGNUM *v, const BIGNUM *u,
 106                             const BIGNUM *b, const BIGNUM *N)
 107 {
 108     BIGNUM *tmp = NULL, *S = NULL;
 109     BN_CTX *bn_ctx;
 110
 111     if (u == NULL || A == NULL || v == NULL || b == NULL || N == NULL)
 112         return NULL;
 113
 114     if ((bn_ctx = BN_CTX_new()) == NULL || (tmp = BN_new()) == NULL)
 115         goto err;
 116
 117     /* S = (A*v**u) ** b */
 118
 119     if (!BN_mod_exp(tmp, v, u, N, bn_ctx))
 120         goto err;
 121     if (!BN_mod_mul(tmp, A, tmp, N, bn_ctx))
 122         goto err;
 123
 124     S = BN_new();
 125     if (S != NULL && !BN_mod_exp(S, tmp, b, N, bn_ctx)) {
 126         BN_free(S);
 127         S = NULL;
 128     }
 129  err:
 130     BN_CTX_free(bn_ctx);
 131     BN_clear_free(tmp);
 132     return S;
 133 }
 134
 135 BIGNUM *SRP_Calc_B(const BIGNUM *b, const BIGNUM *N, const BIGNUM *g,
 136                    const BIGNUM *v)
 137 {
 138     BIGNUM *kv = NULL, *gb = NULL;
 139     BIGNUM *B = NULL, *k = NULL;
 140     BN_CTX *bn_ctx;
 141
 142     if (b == NULL || N == NULL || g == NULL || v == NULL ||
 143         (bn_ctx = BN_CTX_new()) == NULL)
 144         return NULL;
 145
 146     if ((kv = BN_new()) == NULL ||
 147         (gb = BN_new()) == NULL || (B = BN_new()) == NULL)
 148         goto err;
 149
 150     /* B = g**b + k*v */
 151
 152     if (!BN_mod_exp(gb, g, b, N, bn_ctx)
 153         || (k = srp_Calc_k(N, g)) == NULL
 154         || !BN_mod_mul(kv, v, k, N, bn_ctx)
 155         || !BN_mod_add(B, gb, kv, N, bn_ctx)) {
 156         BN_free(B);
 157         B = NULL;
 158     }
 159  err:
 160     BN_CTX_free(bn_ctx);
 161     BN_clear_free(kv);
 162     BN_clear_free(gb);
 163     BN_free(k);
 164     return B;
 165 }
 166
 167 BIGNUM *SRP_Calc_x(const BIGNUM *s, const char *user, const char *pass)
 168 {
 169     unsigned char dig[SHA_DIGEST_LENGTH];
 170     EVP_MD_CTX *ctxt;
 171     unsigned char *cs = NULL;
 172     BIGNUM *res = NULL;
 173
 174     if ((s == NULL) || (user == NULL) || (pass == NULL))
 175         return NULL;
 176
 177     ctxt = EVP_MD_CTX_new();
 178     if (ctxt == NULL)
 179         return NULL;
 180     if ((cs = OPENSSL_malloc(BN_num_bytes(s))) == NULL)
 181         goto err;
 182
 183     if (!EVP_DigestInit_ex(ctxt, EVP_sha1(), NULL)
 184         || !EVP_DigestUpdate(ctxt, user, strlen(user))
 185         || !EVP_DigestUpdate(ctxt, ":", 1)
 186         || !EVP_DigestUpdate(ctxt, pass, strlen(pass))
 187         || !EVP_DigestFinal_ex(ctxt, dig, NULL)
 188         || !EVP_DigestInit_ex(ctxt, EVP_sha1(), NULL))
 189         goto err;
 190     BN_bn2bin(s, cs);
 191     if (!EVP_DigestUpdate(ctxt, cs, BN_num_bytes(s)))
 192         goto err;
 193
 194     if (!EVP_DigestUpdate(ctxt, dig, sizeof(dig))
 195         || !EVP_DigestFinal_ex(ctxt, dig, NULL))
 196         goto err;
 197
 198     res = BN_bin2bn(dig, sizeof(dig), NULL);
 199
 200  err:
 201     OPENSSL_free(cs);
 202     EVP_MD_CTX_free(ctxt);
 203     return res;
 204 }
 205
 206 BIGNUM *SRP_Calc_A(const BIGNUM *a, const BIGNUM *N, const BIGNUM *g)
 207 {
 208     BN_CTX *bn_ctx;
 209     BIGNUM *A = NULL;
 210
 211     if (a == NULL || N == NULL || g == NULL || (bn_ctx = BN_CTX_new()) == NULL)
 212         return NULL;
 213
 214     if ((A = BN_new()) != NULL && !BN_mod_exp(A, g, a, N, bn_ctx)) {
 215         BN_free(A);
 216         A = NULL;
 217     }
 218     BN_CTX_free(bn_ctx);
 219     return A;
 220 }
 221
 222 BIGNUM *SRP_Calc_client_key(const BIGNUM *N, const BIGNUM *B, const BIGNUM *g,
 223                             const BIGNUM *x, const BIGNUM *a, const BIGNUM *u)
 224 {
 225     BIGNUM *tmp = NULL, *tmp2 = NULL, *tmp3 = NULL, *k = NULL, *K = NULL;
 226     BN_CTX *bn_ctx;
 227
 228     if (u == NULL || B == NULL || N == NULL || g == NULL || x == NULL
 229         || a == NULL || (bn_ctx = BN_CTX_new()) == NULL)
 230         return NULL;
 231
 232     if ((tmp = BN_new()) == NULL ||
 233         (tmp2 = BN_new()) == NULL ||
 234         (tmp3 = BN_new()) == NULL)
 235         goto err;
 236
 237     if (!BN_mod_exp(tmp, g, x, N, bn_ctx))
 238         goto err;
 239     if ((k = srp_Calc_k(N, g)) == NULL)
 240         goto err;
 241     if (!BN_mod_mul(tmp2, tmp, k, N, bn_ctx))
 242         goto err;
 243     if (!BN_mod_sub(tmp, B, tmp2, N, bn_ctx))
 244         goto err;
 245     if (!BN_mul(tmp3, u, x, bn_ctx))
 246         goto err;
 247     if (!BN_add(tmp2, a, tmp3))
 248         goto err;
 249     K = BN_new();
 250     if (K != NULL && !BN_mod_exp(K, tmp, tmp2, N, bn_ctx)) {
 251         BN_free(K);
 252         K = NULL;
 253     }
 254
 255  err:
 256     BN_CTX_free(bn_ctx);
 257     BN_clear_free(tmp);
 258     BN_clear_free(tmp2);
 259     BN_clear_free(tmp3);
 260     BN_free(k);
 261     return K;
 262 }
 263
 264 int SRP_Verify_B_mod_N(const BIGNUM *B, const BIGNUM *N)
 265 {
 266     BIGNUM *r;
 267     BN_CTX *bn_ctx;
 268     int ret = 0;
 269
 270     if (B == NULL || N == NULL || (bn_ctx = BN_CTX_new()) == NULL)
 271         return 0;
 272
 273     if ((r = BN_new()) == NULL)
 274         goto err;
 275     /* Checks if B % N == 0 */
 276     if (!BN_nnmod(r, B, N, bn_ctx))
 277         goto err;
 278     ret = !BN_is_zero(r);
 279  err:
 280     BN_CTX_free(bn_ctx);
 281     BN_free(r);
 282     return ret;
 283 }
 284
 285 int SRP_Verify_A_mod_N(const BIGNUM *A, const BIGNUM *N)
 286 {
 287     /* Checks if A % N == 0 */
 288     return SRP_Verify_B_mod_N(A, N);
 289 }
 290
 291 static SRP_gN knowngN[] = {
 292     {"8192", &bn_generator_19, &bn_group_8192},
 293     {"6144", &bn_generator_5, &bn_group_6144},
 294     {"4096", &bn_generator_5, &bn_group_4096},
 295     {"3072", &bn_generator_5, &bn_group_3072},
 296     {"2048", &bn_generator_2, &bn_group_2048},
 297     {"1536", &bn_generator_2, &bn_group_1536},
 298     {"1024", &bn_generator_2, &bn_group_1024},
 299 };
 300
 301 # define KNOWN_GN_NUMBER sizeof(knowngN) / sizeof(SRP_gN)
 302
 303 /*
 304  * Check if G and N are known parameters. The values have been generated
 305  * from the ietf-tls-srp draft version 8
 306  */
 307 char *SRP_check_known_gN_param(const BIGNUM *g, const BIGNUM *N)
 308 {
 309     size_t i;
 310     if ((g == NULL) || (N == NULL))
 311         return 0;
 312
 313     for (i = 0; i < KNOWN_GN_NUMBER; i++) {
 314         if (BN_cmp(knowngN[i].g, g) == 0 && BN_cmp(knowngN[i].N, N) == 0)
 315             return knowngN[i].id;
 316     }
 317     return NULL;
 318 }
 319
 320 SRP_gN *SRP_get_default_gN(const char *id)
 321 {
 322     size_t i;
 323
 324     if (id == NULL)
 325         return knowngN;
 326     for (i = 0; i < KNOWN_GN_NUMBER; i++) {
 327         if (strcmp(knowngN[i].id, id) == 0)
 328             return knowngN + i;
 329     }
 330     return NULL;
 331 }
 332 #endif