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/bn.h>
  69 #include <openssl/rsa.h>
  70 #include <openssl/err.h>
  71 #include <openssl/fips.h>
  72
  73 #ifdef OPENSSL_FIPS
  74
  75 int fips_check_rsa(RSA *rsa)
  76     {
  77     int n, ret = 0;
  78     unsigned char tctext[256], *ctext = tctext;
  79     unsigned char tptext[256], *ptext = tptext;
  80     /* The longest we can have with PKCS#1 v1.5 padding and a 512 bit key,
  81      * namely 512/8-11-1 = 52 bytes */
  82     static const unsigned char original_ptext[] =
  83         "\x01\x23\x45\x67\x89\xab\xcd\xef\x01\x23\x45\x67\x89\xab\xcd\xef"
  84         "\x01\x23\x45\x67\x89\xab\xcd\xef\x01\x23\x45\x67\x89\xab\xcd\xef"
  85         "\x01\x23\x45\x67\x89\xab\xcd\xef\x01\x23\x45\x67\x89\xab\xcd\xef"
  86         "\x01\x23\x45\x67";
  87
  88     if (RSA_size(rsa) > sizeof(tctext))
  89         {
  90         ctext = OPENSSL_malloc(RSA_size(rsa));
  91         ptext = OPENSSL_malloc(RSA_size(rsa));
  92         if (!ctext || !ptext)
  93                 {
  94                 FIPSerr(FIPS_F_FIPS_CHECK_RSA,ERR_R_MALLOC_FAILURE);
  95                 goto error;
  96                 }
  97         }
  98
  99
 100     /* this will fail for keys shorter than 512 bits */
 101     n=RSA_private_encrypt(sizeof(original_ptext)-1,original_ptext,ctext,rsa,
 102                          RSA_PKCS1_PADDING);
 103     if(n < 0)
 104         {
 105         FIPSerr(FIPS_F_FIPS_CHECK_RSA,FIPS_R_RSA_ENCRYPT_ERROR);
 106         goto error;
 107         }
 108     if(!memcmp(ctext,original_ptext,n))
 109         {
 110         FIPSerr(FIPS_F_FIPS_CHECK_RSA,FIPS_R_PAIRWISE_TEST_FAILED);
 111         goto error;
 112         }
 113     n=RSA_public_decrypt(n,ctext,ptext,rsa,RSA_PKCS1_PADDING);
 114     if(n < 0)
 115         {
 116         FIPSerr(FIPS_F_FIPS_CHECK_RSA,FIPS_R_RSA_DECRYPT_ERROR);
 117         goto error;
 118         }
 119     if(n != sizeof(original_ptext)-1 || memcmp(ptext,original_ptext,n))
 120         {
 121         FIPSerr(FIPS_F_FIPS_CHECK_RSA,FIPS_R_PAIRWISE_TEST_FAILED);
 122         goto error;
 123         }
 124
 125     ret = 1;
 126
 127     error:
 128
 129     if (RSA_size(rsa) > sizeof(tctext))
 130         {
 131         OPENSSL_free(ctext);
 132         OPENSSL_free(ptext);
 133         }
 134
 135     return ret;
 136     }
 137
 138 static int rsa_builtin_keygen(RSA *rsa, int bits, BIGNUM *e_value, BN_GENCB *cb);
 139
 140 /* NB: this wrapper would normally be placed in rsa_lib.c and the static
 141  * implementation would probably be in rsa_eay.c. Nonetheless, is kept here so
 142  * that we don't introduce a new linker dependency. Eg. any application that
 143  * wasn't previously linking object code related to key-generation won't have to
 144  * now just because key-generation is part of RSA_METHOD. */
 145 int RSA_generate_key_ex(RSA *rsa, int bits, BIGNUM *e_value, BN_GENCB *cb)
 146         {
 147         if(rsa->meth->rsa_keygen)
 148                 return rsa->meth->rsa_keygen(rsa, bits, e_value, cb);
 149         return rsa_builtin_keygen(rsa, bits, e_value, cb);
 150         }
 151
 152 static int rsa_builtin_keygen(RSA *rsa, int bits, BIGNUM *e_value, BN_GENCB *cb)
 153         {
 154         BIGNUM *r0=NULL,*r1=NULL,*r2=NULL,*r3=NULL,*tmp;
 155         BIGNUM local_r0,local_d,local_p;
 156         BIGNUM *pr0,*d,*p;
 157         int bitsp,bitsq,ok= -1,n=0;
 158         BN_CTX *ctx=NULL;
 159
 160         if (bits < 512)
 161             {
 162             FIPSerr(FIPS_F_RSA_GENERATE_KEY,FIPS_R_KEY_TOO_SHORT);
 163             return 0;
 164             }
 165
 166         if(FIPS_selftest_failed())
 167             {
 168             FIPSerr(FIPS_F_RSA_GENERATE_KEY,FIPS_R_FIPS_SELFTEST_FAILED);
 169             return 0;
 170             }
 171
 172         ctx=BN_CTX_new();
 173         if (ctx == NULL) goto err;
 174         BN_CTX_start(ctx);
 175         r0 = BN_CTX_get(ctx);
 176         r1 = BN_CTX_get(ctx);
 177         r2 = BN_CTX_get(ctx);
 178         r3 = BN_CTX_get(ctx);
 179         if (r3 == NULL) goto err;
 180
 181         bitsp=(bits+1)/2;
 182         bitsq=bits-bitsp;
 183
 184         /* We need the RSA components non-NULL */
 185         if(!rsa->n && ((rsa->n=BN_new()) == NULL)) goto err;
 186         if(!rsa->d && ((rsa->d=BN_new()) == NULL)) goto err;
 187         if(!rsa->e && ((rsa->e=BN_new()) == NULL)) goto err;
 188         if(!rsa->p && ((rsa->p=BN_new()) == NULL)) goto err;
 189         if(!rsa->q && ((rsa->q=BN_new()) == NULL)) goto err;
 190         if(!rsa->dmp1 && ((rsa->dmp1=BN_new()) == NULL)) goto err;
 191         if(!rsa->dmq1 && ((rsa->dmq1=BN_new()) == NULL)) goto err;
 192         if(!rsa->iqmp && ((rsa->iqmp=BN_new()) == NULL)) goto err;
 193
 194         BN_copy(rsa->e, e_value);
 195
 196         /* generate p and q */
 197         for (;;)
 198                 {
 199                 if(!BN_generate_prime_ex(rsa->p, bitsp, 0, NULL, NULL, cb))
 200                         goto err;
 201                 if (!BN_sub(r2,rsa->p,BN_value_one())) goto err;
 202                 if (!BN_gcd(r1,r2,rsa->e,ctx)) goto err;
 203                 if (BN_is_one(r1)) break;
 204                 if(!BN_GENCB_call(cb, 2, n++))
 205                         goto err;
 206                 }
 207         if(!BN_GENCB_call(cb, 3, 0))
 208                 goto err;
 209         for (;;)
 210                 {
 211                 /* When generating ridiculously small keys, we can get stuck
 212                  * continually regenerating the same prime values. Check for
 213                  * this and bail if it happens 3 times. */
 214                 unsigned int degenerate = 0;
 215                 do
 216                         {
 217                         if(!BN_generate_prime_ex(rsa->q, bitsq, 0, NULL, NULL, cb))
 218                                 goto err;
 219                         } while((BN_cmp(rsa->p, rsa->q) == 0) && (++degenerate < 3));
 220                 if(degenerate == 3)
 221                         {
 222                         ok = 0; /* we set our own err */
 223                         RSAerr(RSA_F_RSA_BUILTIN_KEYGEN,RSA_R_KEY_SIZE_TOO_SMALL);
 224                         goto err;
 225                         }
 226                 if (!BN_sub(r2,rsa->q,BN_value_one())) goto err;
 227                 if (!BN_gcd(r1,r2,rsa->e,ctx)) goto err;
 228                 if (BN_is_one(r1))
 229                         break;
 230                 if(!BN_GENCB_call(cb, 2, n++))
 231                         goto err;
 232                 }
 233         if(!BN_GENCB_call(cb, 3, 1))
 234                 goto err;
 235         if (BN_cmp(rsa->p,rsa->q) < 0)
 236                 {
 237                 tmp=rsa->p;
 238                 rsa->p=rsa->q;
 239                 rsa->q=tmp;
 240                 }
 241
 242         /* calculate n */
 243         if (!BN_mul(rsa->n,rsa->p,rsa->q,ctx)) goto err;
 244
 245         /* calculate d */
 246         if (!BN_sub(r1,rsa->p,BN_value_one())) goto err;        /* p-1 */
 247         if (!BN_sub(r2,rsa->q,BN_value_one())) goto err;        /* q-1 */
 248         if (!BN_mul(r0,r1,r2,ctx)) goto err;    /* (p-1)(q-1) */
 249         if (!(rsa->flags & RSA_FLAG_NO_CONSTTIME))
 250                 {
 251                   pr0 = &local_r0;
 252                   BN_with_flags(pr0, r0, BN_FLG_CONSTTIME);
 253                 }
 254         else
 255           pr0 = r0;
 256         if (!BN_mod_inverse(rsa->d,rsa->e,pr0,ctx)) goto err;   /* d */
 257
 258         /* set up d for correct BN_FLG_CONSTTIME flag */
 259         if (!(rsa->flags & RSA_FLAG_NO_CONSTTIME))
 260                 {
 261                 d = &local_d;
 262                 BN_with_flags(d, rsa->d, BN_FLG_CONSTTIME);
 263                 }
 264         else
 265                 d = rsa->d;
 266
 267         /* calculate d mod (p-1) */
 268         if (!BN_mod(rsa->dmp1,d,r1,ctx)) goto err;
 269
 270         /* calculate d mod (q-1) */
 271         if (!BN_mod(rsa->dmq1,d,r2,ctx)) goto err;
 272
 273         /* calculate inverse of q mod p */
 274         if (!(rsa->flags & RSA_FLAG_NO_CONSTTIME))
 275                 {
 276                 p = &local_p;
 277                 BN_with_flags(p, rsa->p, BN_FLG_CONSTTIME);
 278                 }
 279         else
 280                 p = rsa->p;
 281         if (!BN_mod_inverse(rsa->iqmp,rsa->q,p,ctx)) goto err;
 282
 283         if(!fips_check_rsa(rsa))
 284             goto err;
 285
 286         ok=1;
 287 err:
 288         if (ok == -1)
 289                 {
 290                 RSAerr(RSA_F_RSA_BUILTIN_KEYGEN,ERR_LIB_BN);
 291                 ok=0;
 292                 }
 293         if (ctx != NULL)
 294                 {
 295                 BN_CTX_end(ctx);
 296                 BN_CTX_free(ctx);
 297                 }
 298
 299         return ok;
 300         }
 301
 302 #endif