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