fips-1.0/rsa/fips_rsa_gen.c

   1 /* crypto/rsa/rsa_gen.c */
   2 /* Copyright (C) 1995-1998 Eric Young (eay@cryptsoft.com)
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * This package is an SSL implementation written
   6  * by Eric Young (eay@cryptsoft.com).
   7  * The implementation was written so as to conform with Netscapes SSL.
   8  *
   9  * This library is free for commercial and non-commercial use as long as
  10  * the following conditions are aheared to.  The following conditions
  11  * apply to all code found in this distribution, be it the RC4, RSA,
  12  * lhash, DES, etc., code; not just the SSL code.  The SSL documentation
  13  * included with this distribution is covered by the same copyright terms
  14  * except that the holder is Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com).
  15  *
  16  * Copyright remains Eric Young's, and as such any Copyright notices in
  17  * the code are not to be removed.
  18  * If this package is used in a product, Eric Young should be given attribution
  19  * as the author of the parts of the library used.
  20  * This can be in the form of a textual message at program startup or
  21  * in documentation (online or textual) provided with the package.
  22  *
  23  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  24  * modification, are permitted provided that the following conditions
  25  * are met:
  26  * 1. Redistributions of source code must retain the copyright
  27  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  28  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  29  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  30  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  31  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  32  *    must display the following acknowledgement:
  33  *    "This product includes cryptographic software written by
  34  *     Eric Young (eay@cryptsoft.com)"
  35  *    The word 'cryptographic' can be left out if the rouines from the library
  36  *    being used are not cryptographic related :-).
  37  * 4. If you include any Windows specific code (or a derivative thereof) from
  38  *    the apps directory (application code) you must include an acknowledgement:
  39  *    "This product includes software written by Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com)"
  40  *
  41  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY ERIC YOUNG ``AS IS'' AND
  42  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  43  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  44  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  45  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  46  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  47  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  48  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  49  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  50  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  51  * SUCH DAMAGE.
  52  *
  53  * The licence and distribution terms for any publically available version or
  54  * derivative of this code cannot be changed.  i.e. this code cannot simply be
  55  * copied and put under another distribution licence
  56  * [including the GNU Public Licence.]
  57  */
  58
  59
  60 /* NB: these functions have been "upgraded", the deprecated versions (which are
  61  * compatibility wrappers using these functions) are in rsa_depr.c.
  62  * - Geoff
  63  */
  64
  65 #include <stdio.h>
  66 #include <time.h>
  67 #include <string.h>
  68 #include <openssl/crypto.h>
  69 #include <openssl/bn.h>
  70 #include <openssl/rsa.h>
  71 #include <openssl/err.h>
  72 #include <openssl/evp.h>
  73 #include <openssl/fips.h>
  74
  75 #ifdef OPENSSL_FIPS
  76
  77 int fips_check_rsa(RSA *rsa)
  78         {
  79         const unsigned char tbs[] = "RSA Pairwise Check Data";
  80         EVP_PKEY pk;
  81         pk.type = EVP_PKEY_RSA;
  82         pk.pkey.rsa = rsa;
  83
  84         if (!fips_pkey_signature_test(&pk, tbs, -1,
  85                         NULL, 0, EVP_sha1(), EVP_MD_CTX_FLAG_PAD_PKCS1, NULL)
  86                 || !fips_pkey_signature_test(&pk, tbs, -1,
  87                         NULL, 0, EVP_sha1(), EVP_MD_CTX_FLAG_PAD_X931, NULL)
  88                 || !fips_pkey_signature_test(&pk, tbs, -1,
  89                         NULL, 0, EVP_sha1(), EVP_MD_CTX_FLAG_PAD_PSS, NULL))
  90                 {
  91                 FIPSerr(FIPS_F_FIPS_CHECK_RSA,FIPS_R_PAIRWISE_TEST_FAILED);
  92                 return 0;
  93                 }
  94         return 1;
  95         }
  96
  97 static int rsa_builtin_keygen(RSA *rsa, int bits, BIGNUM *e_value, BN_GENCB *cb);
  98
  99 /* NB: this wrapper would normally be placed in rsa_lib.c and the static
 100  * implementation would probably be in rsa_eay.c. Nonetheless, is kept here so
 101  * that we don't introduce a new linker dependency. Eg. any application that
 102  * wasn't previously linking object code related to key-generation won't have to
 103  * now just because key-generation is part of RSA_METHOD. */
 104 int RSA_generate_key_ex(RSA *rsa, int bits, BIGNUM *e_value, BN_GENCB *cb)
 105         {
 106         if(rsa->meth->rsa_keygen)
 107                 return rsa->meth->rsa_keygen(rsa, bits, e_value, cb);
 108         return rsa_builtin_keygen(rsa, bits, e_value, cb);
 109         }
 110
 111 static int rsa_builtin_keygen(RSA *rsa, int bits, BIGNUM *e_value, BN_GENCB *cb)
 112         {
 113         BIGNUM *r0=NULL,*r1=NULL,*r2=NULL,*r3=NULL,*tmp;
 114         BIGNUM local_r0,local_d,local_p;
 115         BIGNUM *pr0,*d,*p;
 116         int bitsp,bitsq,ok= -1,n=0;
 117         BN_CTX *ctx=NULL;
 118
 119         if (bits < 512)
 120             {
 121             FIPSerr(FIPS_F_RSA_GENERATE_KEY,FIPS_R_KEY_TOO_SHORT);
 122             return 0;
 123             }
 124
 125         if(FIPS_selftest_failed())
 126             {
 127             FIPSerr(FIPS_F_RSA_GENERATE_KEY,FIPS_R_FIPS_SELFTEST_FAILED);
 128             return 0;
 129             }
 130
 131         ctx=BN_CTX_new();
 132         if (ctx == NULL) goto err;
 133         BN_CTX_start(ctx);
 134         r0 = BN_CTX_get(ctx);
 135         r1 = BN_CTX_get(ctx);
 136         r2 = BN_CTX_get(ctx);
 137         r3 = BN_CTX_get(ctx);
 138         if (r3 == NULL) goto err;
 139
 140         bitsp=(bits+1)/2;
 141         bitsq=bits-bitsp;
 142
 143         /* We need the RSA components non-NULL */
 144         if(!rsa->n && ((rsa->n=BN_new()) == NULL)) goto err;
 145         if(!rsa->d && ((rsa->d=BN_new()) == NULL)) goto err;
 146         if(!rsa->e && ((rsa->e=BN_new()) == NULL)) goto err;
 147         if(!rsa->p && ((rsa->p=BN_new()) == NULL)) goto err;
 148         if(!rsa->q && ((rsa->q=BN_new()) == NULL)) goto err;
 149         if(!rsa->dmp1 && ((rsa->dmp1=BN_new()) == NULL)) goto err;
 150         if(!rsa->dmq1 && ((rsa->dmq1=BN_new()) == NULL)) goto err;
 151         if(!rsa->iqmp && ((rsa->iqmp=BN_new()) == NULL)) goto err;
 152
 153         BN_copy(rsa->e, e_value);
 154
 155         /* generate p and q */
 156         for (;;)
 157                 {
 158                 if(!BN_generate_prime_ex(rsa->p, bitsp, 0, NULL, NULL, cb))
 159                         goto err;
 160                 if (!BN_sub(r2,rsa->p,BN_value_one())) goto err;
 161                 if (!BN_gcd(r1,r2,rsa->e,ctx)) goto err;
 162                 if (BN_is_one(r1)) break;
 163                 if(!BN_GENCB_call(cb, 2, n++))
 164                         goto err;
 165                 }
 166         if(!BN_GENCB_call(cb, 3, 0))
 167                 goto err;
 168         for (;;)
 169                 {
 170                 /* When generating ridiculously small keys, we can get stuck
 171                  * continually regenerating the same prime values. Check for
 172                  * this and bail if it happens 3 times. */
 173                 unsigned int degenerate = 0;
 174                 do
 175                         {
 176                         if(!BN_generate_prime_ex(rsa->q, bitsq, 0, NULL, NULL, cb))
 177                                 goto err;
 178                         } while((BN_cmp(rsa->p, rsa->q) == 0) && (++degenerate < 3));
 179                 if(degenerate == 3)
 180                         {
 181                         ok = 0; /* we set our own err */
 182                         RSAerr(RSA_F_RSA_BUILTIN_KEYGEN,RSA_R_KEY_SIZE_TOO_SMALL);
 183                         goto err;
 184                         }
 185                 if (!BN_sub(r2,rsa->q,BN_value_one())) goto err;
 186                 if (!BN_gcd(r1,r2,rsa->e,ctx)) goto err;
 187                 if (BN_is_one(r1))
 188                         break;
 189                 if(!BN_GENCB_call(cb, 2, n++))
 190                         goto err;
 191                 }
 192         if(!BN_GENCB_call(cb, 3, 1))
 193                 goto err;
 194         if (BN_cmp(rsa->p,rsa->q) < 0)
 195                 {
 196                 tmp=rsa->p;
 197                 rsa->p=rsa->q;
 198                 rsa->q=tmp;
 199                 }
 200
 201         /* calculate n */
 202         if (!BN_mul(rsa->n,rsa->p,rsa->q,ctx)) goto err;
 203
 204         /* calculate d */
 205         if (!BN_sub(r1,rsa->p,BN_value_one())) goto err;        /* p-1 */
 206         if (!BN_sub(r2,rsa->q,BN_value_one())) goto err;        /* q-1 */
 207         if (!BN_mul(r0,r1,r2,ctx)) goto err;    /* (p-1)(q-1) */
 208         if (!(rsa->flags & RSA_FLAG_NO_CONSTTIME))
 209                 {
 210                   pr0 = &local_r0;
 211                   BN_with_flags(pr0, r0, BN_FLG_CONSTTIME);
 212                 }
 213         else
 214           pr0 = r0;
 215         if (!BN_mod_inverse(rsa->d,rsa->e,pr0,ctx)) goto err;   /* d */
 216
 217         /* set up d for correct BN_FLG_CONSTTIME flag */
 218         if (!(rsa->flags & RSA_FLAG_NO_CONSTTIME))
 219                 {
 220                 d = &local_d;
 221                 BN_with_flags(d, rsa->d, BN_FLG_CONSTTIME);
 222                 }
 223         else
 224                 d = rsa->d;
 225
 226         /* calculate d mod (p-1) */
 227         if (!BN_mod(rsa->dmp1,d,r1,ctx)) goto err;
 228
 229         /* calculate d mod (q-1) */
 230         if (!BN_mod(rsa->dmq1,d,r2,ctx)) goto err;
 231
 232         /* calculate inverse of q mod p */
 233         if (!(rsa->flags & RSA_FLAG_NO_CONSTTIME))
 234                 {
 235                 p = &local_p;
 236                 BN_with_flags(p, rsa->p, BN_FLG_CONSTTIME);
 237                 }
 238         else
 239                 p = rsa->p;
 240         if (!BN_mod_inverse(rsa->iqmp,rsa->q,p,ctx)) goto err;
 241
 242         if(!fips_check_rsa(rsa))
 243             goto err;
 244
 245         ok=1;
 246 err:
 247         if (ok == -1)
 248                 {
 249                 RSAerr(RSA_F_RSA_BUILTIN_KEYGEN,ERR_LIB_BN);
 250                 ok=0;
 251                 }
 252         if (ctx != NULL)
 253                 {
 254                 BN_CTX_end(ctx);
 255                 BN_CTX_free(ctx);
 256                 }
 257
 258         return ok;
 259         }
 260
 261 #endif