src/util/crypto_symmetric.c

   1 /*
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   3      (C) 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2013 Christian Grothoff (and other contributing authors)
   4
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   9
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  14
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  18      Boston, MA 02111-1307, USA.
  19 */
  20
  21 /**
  22  * @file util/crypto_symmetric.c
  23  * @brief Symmetric encryption services; combined cipher AES+TWOFISH (256-bit each)
  24  * @author Christian Grothoff
  25  * @author Ioana Patrascu
  26  */
  27
  28 #include "platform.h"
  29 #include "gnunet_common.h"
  30 #include "gnunet_crypto_lib.h"
  31 #include <gcrypt.h>
  32
  33 #define LOG(kind,...) GNUNET_log_from (kind, "util", __VA_ARGS__)
  34
  35 /**
  36  * Create a new SessionKey (for symmetric encryption).
  37  *
  38  * @param key session key to initialize
  39  */
  40 void
  41 GNUNET_CRYPTO_symmetric_create_session_key (struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *key)
  42 {
  43   gcry_randomize (key->aes_key,
  44                   GNUNET_CRYPTO_AES_KEY_LENGTH,
  45                   GCRY_STRONG_RANDOM);
  46   gcry_randomize (key->twofish_key,
  47                   GNUNET_CRYPTO_AES_KEY_LENGTH,
  48                   GCRY_STRONG_RANDOM);
  49 }
  50
  51
  52 /**
  53  * Initialize AES cipher.
  54  *
  55  * @param handle handle to initialize
  56  * @param sessionkey session key to use
  57  * @param iv initialization vector to use
  58  * @return #GNUNET_OK on success, #GNUNET_SYSERR on error
  59  */
  60 static int
  61 setup_cipher_aes (gcry_cipher_hd_t *handle,
  62                   const struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *sessionkey,
  63                   const struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricInitializationVector *iv)
  64 {
  65   int rc;
  66
  67   GNUNET_assert (0 ==
  68                  gcry_cipher_open (handle, GCRY_CIPHER_AES256,
  69                                    GCRY_CIPHER_MODE_CFB, 0));
  70   rc = gcry_cipher_setkey (*handle,
  71                            sessionkey->aes_key,
  72                            sizeof (sessionkey->aes_key));
  73   GNUNET_assert ((0 == rc) || ((char) rc == GPG_ERR_WEAK_KEY));
  74   rc = gcry_cipher_setiv (*handle,
  75                           iv->aes_iv,
  76                           sizeof (iv->aes_iv));
  77   GNUNET_assert ((0 == rc) || ((char) rc == GPG_ERR_WEAK_KEY));
  78   return GNUNET_OK;
  79 }
  80
  81
  82 /**
  83  * Initialize TWOFISH cipher.
  84  *
  85  * @param handle handle to initialize
  86  * @param sessionkey session key to use
  87  * @param iv initialization vector to use
  88  * @return #GNUNET_OK on success, #GNUNET_SYSERR on error
  89  */
  90 static int
  91 setup_cipher_twofish (gcry_cipher_hd_t *handle,
  92                       const struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *sessionkey,
  93                       const struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricInitializationVector *iv)
  94 {
  95   int rc;
  96
  97   GNUNET_assert (0 ==
  98                  gcry_cipher_open (handle, GCRY_CIPHER_TWOFISH,
  99                                    GCRY_CIPHER_MODE_CFB, 0));
 100   rc = gcry_cipher_setkey (*handle,
 101                            sessionkey->twofish_key,
 102                            sizeof (sessionkey->twofish_key));
 103   GNUNET_assert ((0 == rc) || ((char) rc == GPG_ERR_WEAK_KEY));
 104   rc = gcry_cipher_setiv (*handle,
 105                           iv->twofish_iv,
 106                           sizeof (iv->twofish_iv));
 107   GNUNET_assert ((0 == rc) || ((char) rc == GPG_ERR_WEAK_KEY));
 108   return GNUNET_OK;
 109 }
 110
 111
 112 /**
 113  * Encrypt a block with the public key of another
 114  * host that uses the same cyper.
 115  *
 116  * @param block the block to encrypt
 117  * @param len the size of the @a block
 118  * @param sessionkey the key used to encrypt
 119  * @param iv the initialization vector to use, use INITVALUE
 120  *        for streams.
 121  * @param result the output parameter in which to store the encrypted result
 122  * @returns the size of the encrypted block, -1 for errors
 123  */
 124 ssize_t
 125 GNUNET_CRYPTO_symmetric_encrypt (const void *block, size_t len,
 126                            const struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *
 127                            sessionkey,
 128                            const struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricInitializationVector *
 129                            iv, void *result)
 130 {
 131   gcry_cipher_hd_t handle;
 132   char tmp[len];
 133
 134   if (GNUNET_OK != setup_cipher_aes (&handle, sessionkey, iv))
 135     return -1;
 136   GNUNET_assert (0 == gcry_cipher_encrypt (handle, tmp, len, block, len));
 137   gcry_cipher_close (handle);
 138   if (GNUNET_OK != setup_cipher_twofish (&handle, sessionkey, iv))
 139     return -1;
 140   GNUNET_assert (0 == gcry_cipher_encrypt (handle, result, len, tmp, len));
 141   gcry_cipher_close (handle);
 142   memset (tmp, 0, sizeof (tmp));
 143   return len;
 144 }
 145
 146
 147 /**
 148  * Decrypt a given block with the sessionkey.
 149  *
 150  * @param block the data to decrypt, encoded as returned by encrypt
 151  * @param size the size of the @a block to decrypt
 152  * @param sessionkey the key used to decrypt
 153  * @param iv the initialization vector to use, use INITVALUE
 154  *        for streams.
 155  * @param result address to store the result at
 156  * @return -1 on failure, size of decrypted block on success
 157  */
 158 ssize_t
 159 GNUNET_CRYPTO_symmetric_decrypt (const void *block, size_t size,
 160                            const struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *sessionkey,
 161                            const struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricInitializationVector *iv,
 162                            void *result)
 163 {
 164   gcry_cipher_hd_t handle;
 165   char tmp[size];
 166
 167   if (GNUNET_OK != setup_cipher_twofish (&handle, sessionkey, iv))
 168     return -1;
 169   GNUNET_assert (0 == gcry_cipher_decrypt (handle, tmp, size, block, size));
 170   gcry_cipher_close (handle);
 171   if (GNUNET_OK != setup_cipher_aes (&handle, sessionkey, iv))
 172     return -1;
 173   GNUNET_assert (0 == gcry_cipher_decrypt (handle, result, size, tmp, size));
 174   gcry_cipher_close (handle);
 175   memset (tmp, 0, sizeof (tmp));
 176   return size;
 177 }
 178
 179
 180 /**
 181  * @brief Derive an IV
 182  *
 183  * @param iv initialization vector
 184  * @param skey session key
 185  * @param salt salt for the derivation
 186  * @param salt_len size of the @a salt
 187  * @param ... pairs of void * & size_t for context chunks, terminated by NULL
 188  */
 189 void
 190 GNUNET_CRYPTO_symmetric_derive_iv (struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricInitializationVector *iv,
 191                              const struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *skey,
 192                              const void *salt, size_t salt_len, ...)
 193 {
 194   va_list argp;
 195
 196   va_start (argp, salt_len);
 197   GNUNET_CRYPTO_symmetric_derive_iv_v (iv, skey, salt, salt_len, argp);
 198   va_end (argp);
 199 }
 200
 201
 202 /**
 203  * @brief Derive an IV
 204  *
 205  * @param iv initialization vector
 206  * @param skey session key
 207  * @param salt salt for the derivation
 208  * @param salt_len size of the salt
 209  * @param argp pairs of void * & size_t for context chunks, terminated by NULL
 210  */
 211 void
 212 GNUNET_CRYPTO_symmetric_derive_iv_v (struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricInitializationVector *iv,
 213                                const struct GNUNET_CRYPTO_SymmetricSessionKey *skey,
 214                                const void *salt, size_t salt_len, va_list argp)
 215 {
 216   char aes_salt[salt_len + 4];
 217   char twofish_salt[salt_len + 4];
 218
 219   memcpy (aes_salt, salt, salt_len);
 220   memcpy (&aes_salt[salt_len], "AES!", 4);
 221   memcpy (twofish_salt, salt, salt_len);
 222   memcpy (&twofish_salt[salt_len], "FISH", 4);
 223   GNUNET_CRYPTO_kdf_v (iv->aes_iv, sizeof (iv->aes_iv),
 224                        aes_salt, salt_len + 4,
 225                        skey->aes_key, sizeof (skey->aes_key),
 226                        argp);
 227   GNUNET_CRYPTO_kdf_v (iv->twofish_iv, sizeof (iv->twofish_iv),
 228                        twofish_salt, salt_len + 4,
 229                        skey->twofish_key, sizeof (skey->twofish_key),
 230                        argp);
 231 }
 232
 233 /* end of crypto_aes.c */