src/util/srp.cpp

   1 /*
   2  * Secure Remote Password 6a implementation
   3  * https://github.com/est31/csrp-gmp
   4  *
   5  * The MIT License (MIT)
   6  *
   7  * Copyright (c) 2010, 2013 Tom Cocagne, 2015 est31 <MTest31@outlook.com>
   8  *
   9  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy of
  10  * this software and associated documentation files (the "Software"), to deal in
  11  * the Software without restriction, including without limitation the rights to
  12  * use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell copies
  13  * of the Software, and to permit persons to whom the Software is furnished to do
  14  * so, subject to the following conditions:
  15  *
  16  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in all
  17  * copies or substantial portions of the Software.
  18  *
  19  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  20  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  21  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
  22  * AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  23  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
  24  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
  25  * SOFTWARE.
  26  *
  27  */
  28
  29 // clang-format off
  30 #ifdef WIN32
  31         #include <windows.h>
  32         #include <wincrypt.h>
  33 #else
  34         #include <time.h>
  35 #endif
  36 // clang-format on
  37
  38 #include <stdlib.h>
  39 #include <string.h>
  40 #include <stdio.h>
  41
  42 #include <config.h>
  43
  44 #if USE_SYSTEM_GMP || defined (__ANDROID__) || defined (ANDROID)
  45         #include <gmp.h>
  46 #else
  47         #include <mini-gmp.h>
  48 #endif
  49
  50 #include <util/sha2.h>
  51
  52 #include "srp.h"
  53 //#define CSRP_USE_SHA1
  54 #define CSRP_USE_SHA256
  55
  56 #define srp_dbg_data(data, datalen, prevtext) ;
  57 /*void srp_dbg_data(unsigned char * data, size_t datalen, char * prevtext)
  58 {
  59         printf(prevtext);
  60         size_t i;
  61         for (i = 0; i < datalen; i++)
  62         {
  63                 printf("%02X", data[i]);
  64         }
  65         printf("\n");
  66 }*/
  67
  68 static int g_initialized = 0;
  69
  70 #define RAND_BUFF_MAX 128
  71 static unsigned int g_rand_idx;
  72 static unsigned char g_rand_buff[RAND_BUFF_MAX];
  73
  74 void *(*srp_alloc)(size_t) = &malloc;
  75 void *(*srp_realloc)(void *, size_t) = &realloc;
  76 void (*srp_free)(void *) = &free;
  77
  78 // clang-format off
  79 void srp_set_memory_functions(
  80                 void *(*new_srp_alloc)(size_t),
  81                 void *(*new_srp_realloc)(void *, size_t),
  82                 void (*new_srp_free)(void *))
  83 {
  84         srp_alloc = new_srp_alloc;
  85         srp_realloc = new_srp_realloc;
  86         srp_free = new_srp_free;
  87 }
  88 // clang-format on
  89
  90 typedef struct {
  91         mpz_t N;
  92         mpz_t g;
  93 } NGConstant;
  94
  95 struct NGHex {
  96         const char *n_hex;
  97         const char *g_hex;
  98 };
  99
 100 /* All constants here were pulled from Appendix A of RFC 5054 */
 101 static struct NGHex global_Ng_constants[] = {
 102         {/* 1024 */
 103                 "EEAF0AB9ADB38DD69C33F80AFA8FC5E86072618775FF3C0B9EA2314C"
 104                 "9C256576D674DF7496EA81D3383B4813D692C6E0E0D5D8E250B98BE4"
 105                 "8E495C1D6089DAD15DC7D7B46154D6B6CE8EF4AD69B15D4982559B29"
 106                 "7BCF1885C529F566660E57EC68EDBC3C05726CC02FD4CBF4976EAA9A"
 107                 "FD5138FE8376435B9FC61D2FC0EB06E3",
 108                 "2"},
 109         {/* 2048 */
 110                 "AC6BDB41324A9A9BF166DE5E1389582FAF72B6651987EE07FC319294"
 111                 "3DB56050A37329CBB4A099ED8193E0757767A13DD52312AB4B03310D"
 112                 "CD7F48A9DA04FD50E8083969EDB767B0CF6095179A163AB3661A05FB"
 113                 "D5FAAAE82918A9962F0B93B855F97993EC975EEAA80D740ADBF4FF74"
 114                 "7359D041D5C33EA71D281E446B14773BCA97B43A23FB801676BD207A"
 115                 "436C6481F1D2B9078717461A5B9D32E688F87748544523B524B0D57D"
 116                 "5EA77A2775D2ECFA032CFBDBF52FB3786160279004E57AE6AF874E73"
 117                 "03CE53299CCC041C7BC308D82A5698F3A8D0C38271AE35F8E9DBFBB6"
 118                 "94B5C803D89F7AE435DE236D525F54759B65E372FCD68EF20FA7111F"
 119                 "9E4AFF73",
 120                 "2"},
 121         {/* 4096 */
 122                 "FFFFFFFFFFFFFFFFC90FDAA22168C234C4C6628B80DC1CD129024E08"
 123                 "8A67CC74020BBEA63B139B22514A08798E3404DDEF9519B3CD3A431B"
 124                 "302B0A6DF25F14374FE1356D6D51C245E485B576625E7EC6F44C42E9"
 125                 "A637ED6B0BFF5CB6F406B7EDEE386BFB5A899FA5AE9F24117C4B1FE6"
 126                 "49286651ECE45B3DC2007CB8A163BF0598DA48361C55D39A69163FA8"
 127                 "FD24CF5F83655D23DCA3AD961C62F356208552BB9ED529077096966D"
 128                 "670C354E4ABC9804F1746C08CA18217C32905E462E36CE3BE39E772C"
 129                 "180E86039B2783A2EC07A28FB5C55DF06F4C52C9DE2BCBF695581718"
 130                 "3995497CEA956AE515D2261898FA051015728E5A8AAAC42DAD33170D"
 131                 "04507A33A85521ABDF1CBA64ECFB850458DBEF0A8AEA71575D060C7D"
 132                 "B3970F85A6E1E4C7ABF5AE8CDB0933D71E8C94E04A25619DCEE3D226"
 133                 "1AD2EE6BF12FFA06D98A0864D87602733EC86A64521F2B18177B200C"
 134                 "BBE117577A615D6C770988C0BAD946E208E24FA074E5AB3143DB5BFC"
 135                 "E0FD108E4B82D120A92108011A723C12A787E6D788719A10BDBA5B26"
 136                 "99C327186AF4E23C1A946834B6150BDA2583E9CA2AD44CE8DBBBC2DB"
 137                 "04DE8EF92E8EFC141FBECAA6287C59474E6BC05D99B2964FA090C3A2"
 138                 "233BA186515BE7ED1F612970CEE2D7AFB81BDD762170481CD0069127"
 139                 "D5B05AA993B4EA988D8FDDC186FFB7DC90A6C08F4DF435C934063199"
 140                 "FFFFFFFFFFFFFFFF",
 141                 "5"},
 142         {/* 8192 */
 143                 "FFFFFFFFFFFFFFFFC90FDAA22168C234C4C6628B80DC1CD129024E08"
 144                 "8A67CC74020BBEA63B139B22514A08798E3404DDEF9519B3CD3A431B"
 145                 "302B0A6DF25F14374FE1356D6D51C245E485B576625E7EC6F44C42E9"
 146                 "A637ED6B0BFF5CB6F406B7EDEE386BFB5A899FA5AE9F24117C4B1FE6"
 147                 "49286651ECE45B3DC2007CB8A163BF0598DA48361C55D39A69163FA8"
 148                 "FD24CF5F83655D23DCA3AD961C62F356208552BB9ED529077096966D"
 149                 "670C354E4ABC9804F1746C08CA18217C32905E462E36CE3BE39E772C"
 150                 "180E86039B2783A2EC07A28FB5C55DF06F4C52C9DE2BCBF695581718"
 151                 "3995497CEA956AE515D2261898FA051015728E5A8AAAC42DAD33170D"
 152                 "04507A33A85521ABDF1CBA64ECFB850458DBEF0A8AEA71575D060C7D"
 153                 "B3970F85A6E1E4C7ABF5AE8CDB0933D71E8C94E04A25619DCEE3D226"
 154                 "1AD2EE6BF12FFA06D98A0864D87602733EC86A64521F2B18177B200C"
 155                 "BBE117577A615D6C770988C0BAD946E208E24FA074E5AB3143DB5BFC"
 156                 "E0FD108E4B82D120A92108011A723C12A787E6D788719A10BDBA5B26"
 157                 "99C327186AF4E23C1A946834B6150BDA2583E9CA2AD44CE8DBBBC2DB"
 158                 "04DE8EF92E8EFC141FBECAA6287C59474E6BC05D99B2964FA090C3A2"
 159                 "233BA186515BE7ED1F612970CEE2D7AFB81BDD762170481CD0069127"
 160                 "D5B05AA993B4EA988D8FDDC186FFB7DC90A6C08F4DF435C934028492"
 161                 "36C3FAB4D27C7026C1D4DCB2602646DEC9751E763DBA37BDF8FF9406"
 162                 "AD9E530EE5DB382F413001AEB06A53ED9027D831179727B0865A8918"
 163                 "DA3EDBEBCF9B14ED44CE6CBACED4BB1BDB7F1447E6CC254B33205151"
 164                 "2BD7AF426FB8F401378CD2BF5983CA01C64B92ECF032EA15D1721D03"
 165                 "F482D7CE6E74FEF6D55E702F46980C82B5A84031900B1C9E59E7C97F"
 166                 "BEC7E8F323A97A7E36CC88BE0F1D45B7FF585AC54BD407B22B4154AA"
 167                 "CC8F6D7EBF48E1D814CC5ED20F8037E0A79715EEF29BE32806A1D58B"
 168                 "B7C5DA76F550AA3D8A1FBFF0EB19CCB1A313D55CDA56C9EC2EF29632"
 169                 "387FE8D76E3C0468043E8F663F4860EE12BF2D5B0B7474D6E694F91E"
 170                 "6DBE115974A3926F12FEE5E438777CB6A932DF8CD8BEC4D073B931BA"
 171                 "3BC832B68D9DD300741FA7BF8AFC47ED2576F6936BA424663AAB639C"
 172                 "5AE4F5683423B4742BF1C978238F16CBE39D652DE3FDB8BEFC848AD9"
 173                 "22222E04A4037C0713EB57A81A23F0C73473FC646CEA306B4BCBC886"
 174                 "2F8385DDFA9D4B7FA2C087E879683303ED5BDD3A062B3CF5B3A278A6"
 175                 "6D2A13F83F44F82DDF310EE074AB6A364597E899A0255DC164F31CC5"
 176                 "0846851DF9AB48195DED7EA1B1D510BD7EE74D73FAF36BC31ECFA268"
 177                 "359046F4EB879F924009438B481C6CD7889A002ED5EE382BC9190DA6"
 178                 "FC026E479558E4475677E9AA9E3050E2765694DFC81F56E880B96E71"
 179                 "60C980DD98EDD3DFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 180                 "13"},
 181         {0, 0} /* null sentinel */
 182 };
 183
 184 static void delete_ng(NGConstant *ng)
 185 {
 186         if (ng) {
 187                 mpz_clear(ng->N);
 188                 mpz_clear(ng->g);
 189                 srp_free(ng);
 190         }
 191 }
 192
 193 static NGConstant *new_ng(SRP_NGType ng_type, const char *n_hex, const char *g_hex)
 194 {
 195         NGConstant *ng = (NGConstant *)srp_alloc(sizeof(NGConstant));
 196
 197         if (!ng) return 0;
 198
 199         mpz_init(ng->N);
 200         mpz_init(ng->g);
 201
 202         if (ng_type != SRP_NG_CUSTOM) {
 203                 n_hex = global_Ng_constants[ng_type].n_hex;
 204                 g_hex = global_Ng_constants[ng_type].g_hex;
 205         }
 206
 207         int rv = 0;
 208         rv = mpz_set_str(ng->N, n_hex, 16);
 209         rv = rv | mpz_set_str(ng->g, g_hex, 16);
 210
 211         if (rv) {
 212                 delete_ng(ng);
 213                 return 0;
 214         }
 215
 216         return ng;
 217 }
 218
 219 typedef union {
 220         SHA_CTX sha;
 221         SHA256_CTX sha256;
 222         // SHA512_CTX sha512;
 223 } HashCTX;
 224
 225 struct SRPVerifier {
 226         SRP_HashAlgorithm hash_alg;
 227         NGConstant *ng;
 228
 229         char *username;
 230         unsigned char *bytes_B;
 231         int authenticated;
 232
 233         unsigned char M[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 234         unsigned char H_AMK[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 235         unsigned char session_key[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 236 };
 237
 238 struct SRPUser {
 239         SRP_HashAlgorithm hash_alg;
 240         NGConstant *ng;
 241
 242         mpz_t a;
 243         mpz_t A;
 244         mpz_t S;
 245
 246         unsigned char *bytes_A;
 247         int authenticated;
 248
 249         char *username;
 250         char *username_verifier;
 251         unsigned char *password;
 252         size_t password_len;
 253
 254         unsigned char M[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 255         unsigned char H_AMK[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 256         unsigned char session_key[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 257 };
 258
 259 // clang-format off
 260 static int hash_init(SRP_HashAlgorithm alg, HashCTX *c)
 261 {
 262         switch (alg) {
 263 #ifdef CSRP_USE_SHA1
 264                 case SRP_SHA1: return SHA1_Init(&c->sha);
 265 #endif
 266                 /*
 267                 case SRP_SHA224: return SHA224_Init(&c->sha256);
 268                 */
 269 #ifdef CSRP_USE_SHA256
 270                 case SRP_SHA256: return SHA256_Init(&c->sha256);
 271 #endif
 272                 /*
 273                 case SRP_SHA384: return SHA384_Init(&c->sha512);
 274                 case SRP_SHA512: return SHA512_Init(&c->sha512);
 275                 */
 276                 default: return -1;
 277         };
 278 }
 279 static int hash_update( SRP_HashAlgorithm alg, HashCTX *c, const void *data, size_t len )
 280 {
 281         switch (alg) {
 282 #ifdef CSRP_USE_SHA1
 283                 case SRP_SHA1: return SHA1_Update(&c->sha, data, len);
 284 #endif
 285                 /*
 286                 case SRP_SHA224: return SHA224_Update(&c->sha256, data, len);
 287                 */
 288 #ifdef CSRP_USE_SHA256
 289                 case SRP_SHA256: return SHA256_Update(&c->sha256, data, len);
 290 #endif
 291                 /*
 292                 case SRP_SHA384: return SHA384_Update(&c->sha512, data, len);
 293                 case SRP_SHA512: return SHA512_Update(&c->sha512, data, len);
 294                 */
 295                 default: return -1;
 296         };
 297 }
 298 static int hash_final( SRP_HashAlgorithm alg, HashCTX *c, unsigned char *md )
 299 {
 300         switch (alg) {
 301 #ifdef CSRP_USE_SHA1
 302                 case SRP_SHA1: return SHA1_Final(md, &c->sha);
 303 #endif
 304                 /*
 305                 case SRP_SHA224: return SHA224_Final(md, &c->sha256);
 306                 */
 307 #ifdef CSRP_USE_SHA256
 308                 case SRP_SHA256: return SHA256_Final(md, &c->sha256);
 309 #endif
 310                 /*
 311                 case SRP_SHA384: return SHA384_Final(md, &c->sha512);
 312                 case SRP_SHA512: return SHA512_Final(md, &c->sha512);
 313                 */
 314                 default: return -1;
 315         };
 316 }
 317 static unsigned char *hash(SRP_HashAlgorithm alg, const unsigned char *d, size_t n, unsigned char *md)
 318 {
 319         switch (alg) {
 320 #ifdef CSRP_USE_SHA1
 321                 case SRP_SHA1: return SHA1(d, n, md);
 322 #endif
 323                 /*
 324                 case SRP_SHA224: return SHA224( d, n, md );
 325                 */
 326 #ifdef CSRP_USE_SHA256
 327                 case SRP_SHA256: return SHA256(d, n, md);
 328 #endif
 329                 /*
 330                 case SRP_SHA384: return SHA384( d, n, md );
 331                 case SRP_SHA512: return SHA512( d, n, md );
 332                 */
 333                 default: return 0;
 334         };
 335 }
 336 static size_t hash_length(SRP_HashAlgorithm alg)
 337 {
 338         switch (alg) {
 339 #ifdef CSRP_USE_SHA1
 340                 case SRP_SHA1: return SHA_DIGEST_LENGTH;
 341 #endif
 342                 /*
 343                 case SRP_SHA224: return SHA224_DIGEST_LENGTH;
 344                 */
 345 #ifdef CSRP_USE_SHA256
 346                 case SRP_SHA256: return SHA256_DIGEST_LENGTH;
 347 #endif
 348                 /*
 349                 case SRP_SHA384: return SHA384_DIGEST_LENGTH;
 350                 case SRP_SHA512: return SHA512_DIGEST_LENGTH;
 351                 */
 352                 default: return -1;
 353         };
 354 }
 355 // clang-format on
 356
 357 inline static int mpz_num_bytes(const mpz_t op)
 358 {
 359         return (mpz_sizeinbase(op, 2) + 7) / 8;
 360 }
 361
 362 inline static void mpz_to_bin(const mpz_t op, unsigned char *to)
 363 {
 364         mpz_export(to, NULL, 1, 1, 1, 0, op);
 365 }
 366
 367 inline static void mpz_from_bin(const unsigned char *s, size_t len, mpz_t ret)
 368 {
 369         mpz_import(ret, len, 1, 1, 1, 0, s);
 370 }
 371
 372 // set op to (op1 * op2) mod d, using tmp for the calculation
 373 inline static void mpz_mulm(
 374         mpz_t op, const mpz_t op1, const mpz_t op2, const mpz_t d, mpz_t tmp)
 375 {
 376         mpz_mul(tmp, op1, op2);
 377         mpz_mod(op, tmp, d);
 378 }
 379
 380 // set op to (op1 + op2) mod d, using tmp for the calculation
 381 inline static void mpz_addm(
 382         mpz_t op, const mpz_t op1, const mpz_t op2, const mpz_t d, mpz_t tmp)
 383 {
 384         mpz_add(tmp, op1, op2);
 385         mpz_mod(op, tmp, d);
 386 }
 387
 388 // set op to (op1 - op2) mod d, using tmp for the calculation
 389 inline static void mpz_subm(
 390         mpz_t op, const mpz_t op1, const mpz_t op2, const mpz_t d, mpz_t tmp)
 391 {
 392         mpz_sub(tmp, op1, op2);
 393         mpz_mod(op, tmp, d);
 394 }
 395
 396 static SRP_Result H_nn(
 397         mpz_t result, SRP_HashAlgorithm alg, const mpz_t N, const mpz_t n1, const mpz_t n2)
 398 {
 399         unsigned char buff[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 400         size_t len_N = mpz_num_bytes(N);
 401         size_t len_n1 = mpz_num_bytes(n1);
 402         size_t len_n2 = mpz_num_bytes(n2);
 403         size_t nbytes = len_N + len_N;
 404         unsigned char *bin = (unsigned char *)srp_alloc(nbytes);
 405         if (!bin) return SRP_ERR;
 406         if (len_n1 > len_N || len_n2 > len_N) {
 407                 srp_free(bin);
 408                 return SRP_ERR;
 409         }
 410         memset(bin, 0, nbytes);
 411         mpz_to_bin(n1, bin + (len_N - len_n1));
 412         mpz_to_bin(n2, bin + (len_N + len_N - len_n2));
 413         hash(alg, bin, nbytes, buff);
 414         srp_free(bin);
 415         mpz_from_bin(buff, hash_length(alg), result);
 416         return SRP_OK;
 417 }
 418
 419 static SRP_Result H_ns(mpz_t result, SRP_HashAlgorithm alg, const unsigned char *n,
 420         size_t len_n, const unsigned char *bytes, size_t len_bytes)
 421 {
 422         unsigned char buff[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 423         size_t nbytes = len_n + len_bytes;
 424         unsigned char *bin = (unsigned char *)srp_alloc(nbytes);
 425         if (!bin) return SRP_ERR;
 426         memcpy(bin, n, len_n);
 427         memcpy(bin + len_n, bytes, len_bytes);
 428         hash(alg, bin, nbytes, buff);
 429         srp_free(bin);
 430         mpz_from_bin(buff, hash_length(alg), result);
 431         return SRP_OK;
 432 }
 433
 434 static int calculate_x(mpz_t result, SRP_HashAlgorithm alg, const unsigned char *salt,
 435         size_t salt_len, const char *username, const unsigned char *password,
 436         size_t password_len)
 437 {
 438         unsigned char ucp_hash[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 439         HashCTX ctx;
 440         hash_init(alg, &ctx);
 441
 442         srp_dbg_data((char *)username, strlen(username), "Username for x: ");
 443         srp_dbg_data((char *)password, password_len, "Password for x: ");
 444         hash_update(alg, &ctx, username, strlen(username));
 445         hash_update(alg, &ctx, ":", 1);
 446         hash_update(alg, &ctx, password, password_len);
 447
 448         hash_final(alg, &ctx, ucp_hash);
 449
 450         return H_ns(result, alg, salt, salt_len, ucp_hash, hash_length(alg));
 451 }
 452
 453 static SRP_Result update_hash_n(SRP_HashAlgorithm alg, HashCTX *ctx, const mpz_t n)
 454 {
 455         size_t len = mpz_num_bytes(n);
 456         unsigned char *n_bytes = (unsigned char *)srp_alloc(len);
 457         if (!n_bytes) return SRP_ERR;
 458         mpz_to_bin(n, n_bytes);
 459         hash_update(alg, ctx, n_bytes, len);
 460         srp_free(n_bytes);
 461         return SRP_OK;
 462 }
 463
 464 static SRP_Result hash_num(SRP_HashAlgorithm alg, const mpz_t n, unsigned char *dest)
 465 {
 466         int nbytes = mpz_num_bytes(n);
 467         unsigned char *bin = (unsigned char *)srp_alloc(nbytes);
 468         if (!bin) return SRP_ERR;
 469         mpz_to_bin(n, bin);
 470         hash(alg, bin, nbytes, dest);
 471         srp_free(bin);
 472         return SRP_OK;
 473 }
 474
 475 static SRP_Result calculate_M(SRP_HashAlgorithm alg, NGConstant *ng, unsigned char *dest,
 476         const char *I, const unsigned char *s_bytes, size_t s_len, const mpz_t A,
 477         const mpz_t B, const unsigned char *K)
 478 {
 479         unsigned char H_N[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 480         unsigned char H_g[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 481         unsigned char H_I[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 482         unsigned char H_xor[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 483         HashCTX ctx;
 484         size_t i = 0;
 485         size_t hash_len = hash_length(alg);
 486
 487         if (!hash_num(alg, ng->N, H_N)) return SRP_ERR;
 488         if (!hash_num(alg, ng->g, H_g)) return SRP_ERR;
 489
 490         hash(alg, (const unsigned char *)I, strlen(I), H_I);
 491
 492         for (i = 0; i < hash_len; i++)
 493                 H_xor[i] = H_N[i] ^ H_g[i];
 494
 495         hash_init(alg, &ctx);
 496
 497         hash_update(alg, &ctx, H_xor, hash_len);
 498         hash_update(alg, &ctx, H_I, hash_len);
 499         hash_update(alg, &ctx, s_bytes, s_len);
 500         if (!update_hash_n(alg, &ctx, A)) return SRP_ERR;
 501         if (!update_hash_n(alg, &ctx, B)) return SRP_ERR;
 502         hash_update(alg, &ctx, K, hash_len);
 503
 504         hash_final(alg, &ctx, dest);
 505         return SRP_OK;
 506 }
 507
 508 static SRP_Result calculate_H_AMK(SRP_HashAlgorithm alg, unsigned char *dest,
 509         const mpz_t A, const unsigned char *M, const unsigned char *K)
 510 {
 511         HashCTX ctx;
 512
 513         hash_init(alg, &ctx);
 514
 515         if (!update_hash_n(alg, &ctx, A)) return SRP_ERR;
 516         hash_update(alg, &ctx, M, hash_length(alg));
 517         hash_update(alg, &ctx, K, hash_length(alg));
 518
 519         hash_final(alg, &ctx, dest);
 520         return SRP_OK;
 521 }
 522
 523 static SRP_Result fill_buff()
 524 {
 525         g_rand_idx = 0;
 526
 527 #ifdef WIN32
 528         HCRYPTPROV wctx;
 529 #else
 530         FILE *fp = 0;
 531 #endif
 532
 533 #ifdef WIN32
 534
 535         if (!CryptAcquireContext(&wctx, NULL, NULL, PROV_RSA_FULL, CRYPT_VERIFYCONTEXT))
 536                 return SRP_ERR;
 537         if (!CryptGenRandom(wctx, sizeof(g_rand_buff), (BYTE *)g_rand_buff)) return SRP_ERR;
 538         if (!CryptReleaseContext(wctx, 0)) return SRP_ERR;
 539
 540 #else
 541         fp = fopen("/dev/urandom", "r");
 542
 543         if (!fp) return SRP_ERR;
 544
 545         if (fread(g_rand_buff, sizeof(g_rand_buff), 1, fp) != 1) { fclose(fp); return SRP_ERR; }
 546         if (fclose(fp)) return SRP_ERR;
 547 #endif
 548         return SRP_OK;
 549 }
 550
 551 static SRP_Result mpz_fill_random(mpz_t num)
 552 {
 553         // was call: BN_rand(num, 256, -1, 0);
 554         if (RAND_BUFF_MAX - g_rand_idx < 32)
 555                 if (fill_buff() != SRP_OK) return SRP_ERR;
 556         mpz_from_bin((const unsigned char *)(&g_rand_buff[g_rand_idx]), 32, num);
 557         g_rand_idx += 32;
 558         return SRP_OK;
 559 }
 560
 561 static SRP_Result init_random()
 562 {
 563         if (g_initialized) return SRP_OK;
 564         SRP_Result ret = fill_buff();
 565         g_initialized = (ret == SRP_OK);
 566         return ret;
 567 }
 568
 569 #define srp_dbg_num(num, text) ;
 570 /*void srp_dbg_num(mpz_t num, char * prevtext)
 571 {
 572         int len_num = mpz_num_bytes(num);
 573         char *bytes_num = (char*) srp_alloc(len_num);
 574         mpz_to_bin(num, (unsigned char *) bytes_num);
 575         srp_dbg_data(bytes_num, len_num, prevtext);
 576         srp_free(bytes_num);
 577
 578 }*/
 579
 580 /***********************************************************************************************************
 581  *
 582  *  Exported Functions
 583  *
 584  ***********************************************************************************************************/
 585
 586 // clang-format off
 587 SRP_Result srp_create_salted_verification_key( SRP_HashAlgorithm alg,
 588         SRP_NGType ng_type, const char *username_for_verifier,
 589         const unsigned char *password, size_t len_password,
 590         unsigned char **bytes_s,  size_t *len_s,
 591         unsigned char **bytes_v, size_t *len_v,
 592         const char *n_hex, const char *g_hex )
 593 {
 594         SRP_Result ret = SRP_OK;
 595
 596         mpz_t v; mpz_init(v);
 597         mpz_t x; mpz_init(x);
 598         // clang-format on
 599
 600         NGConstant *ng = new_ng(ng_type, n_hex, g_hex);
 601
 602         if (!ng) goto error_and_exit;
 603
 604         if (init_random() != SRP_OK) /* Only happens once */
 605                 goto error_and_exit;
 606
 607         if (*bytes_s == NULL) {
 608                 size_t size_to_fill = 16;
 609                 *len_s = size_to_fill;
 610                 if (RAND_BUFF_MAX - g_rand_idx < size_to_fill)
 611                         if (fill_buff() != SRP_OK) goto error_and_exit;
 612                 *bytes_s = (unsigned char *)srp_alloc(size_to_fill);
 613                 if (!*bytes_s) goto error_and_exit;
 614                 memcpy(*bytes_s, &g_rand_buff + g_rand_idx, size_to_fill);
 615                 g_rand_idx += size_to_fill;
 616         }
 617
 618         if (!calculate_x(
 619                         x, alg, *bytes_s, *len_s, username_for_verifier, password, len_password))
 620                 goto error_and_exit;
 621
 622         srp_dbg_num(x, "Server calculated x: ");
 623
 624         mpz_powm(v, ng->g, x, ng->N);
 625
 626         *len_v = mpz_num_bytes(v);
 627
 628         *bytes_v = (unsigned char *)srp_alloc(*len_v);
 629
 630         if (!*bytes_v) goto error_and_exit;
 631
 632         mpz_to_bin(v, *bytes_v);
 633
 634 cleanup_and_exit:
 635         delete_ng(ng);
 636         mpz_clear(v);
 637         mpz_clear(x);
 638         return ret;
 639 error_and_exit:
 640         ret = SRP_ERR;
 641         goto cleanup_and_exit;
 642 }
 643
 644 // clang-format off
 645
 646 /* Out: bytes_B, len_B.
 647  *
 648  * On failure, bytes_B will be set to NULL and len_B will be set to 0
 649  */
 650 struct SRPVerifier *srp_verifier_new(SRP_HashAlgorithm alg,
 651         SRP_NGType ng_type, const char *username,
 652         const unsigned char *bytes_s, size_t len_s,
 653         const unsigned char *bytes_v, size_t len_v,
 654         const unsigned char *bytes_A, size_t len_A,
 655         const unsigned char *bytes_b, size_t len_b,
 656         unsigned char **bytes_B, size_t *len_B,
 657         const char *n_hex, const char *g_hex )
 658 {
 659         mpz_t v; mpz_init(v); mpz_from_bin(bytes_v, len_v, v);
 660         mpz_t A; mpz_init(A); mpz_from_bin(bytes_A, len_A, A);
 661         mpz_t u; mpz_init(u);
 662         mpz_t B; mpz_init(B);
 663         mpz_t S; mpz_init(S);
 664         mpz_t b; mpz_init(b);
 665         mpz_t k; mpz_init(k);
 666         mpz_t tmp1; mpz_init(tmp1);
 667         mpz_t tmp2; mpz_init(tmp2);
 668         mpz_t tmp3; mpz_init(tmp3);
 669         // clang-format on
 670         size_t ulen = strlen(username) + 1;
 671         NGConstant *ng = new_ng(ng_type, n_hex, g_hex);
 672         struct SRPVerifier *ver = 0;
 673
 674         *len_B = 0;
 675         *bytes_B = 0;
 676
 677         if (!ng) goto cleanup_and_exit;
 678
 679         ver = (struct SRPVerifier *)srp_alloc(sizeof(struct SRPVerifier));
 680
 681         if (!ver) goto cleanup_and_exit;
 682
 683         if (init_random() != SRP_OK) { /* Only happens once */
 684                 srp_free(ver);
 685                 ver = 0;
 686                 goto cleanup_and_exit;
 687         }
 688
 689         ver->username = (char *)srp_alloc(ulen);
 690         ver->hash_alg = alg;
 691         ver->ng = ng;
 692
 693         if (!ver->username) {
 694                 srp_free(ver);
 695                 ver = 0;
 696                 goto cleanup_and_exit;
 697         }
 698
 699         memcpy((char *)ver->username, username, ulen);
 700
 701         ver->authenticated = 0;
 702
 703         /* SRP-6a safety check */
 704         mpz_mod(tmp1, A, ng->N);
 705         if (mpz_sgn(tmp1) != 0) {
 706                 if (bytes_b) {
 707                         mpz_from_bin(bytes_b, len_b, b);
 708                 } else {
 709                         if (!mpz_fill_random(b)) goto ver_cleanup_and_exit;
 710                 }
 711
 712                 if (!H_nn(k, alg, ng->N, ng->N, ng->g)) goto ver_cleanup_and_exit;
 713
 714                 /* B = kv + g^b */
 715                 mpz_mulm(tmp1, k, v, ng->N, tmp3);
 716                 mpz_powm(tmp2, ng->g, b, ng->N);
 717                 mpz_addm(B, tmp1, tmp2, ng->N, tmp3);
 718
 719                 if (!H_nn(u, alg, ng->N, A, B)) goto ver_cleanup_and_exit;
 720
 721                 srp_dbg_num(u, "Server calculated u: ");
 722
 723                 /* S = (A *(v^u)) ^ b */
 724                 mpz_powm(tmp1, v, u, ng->N);
 725                 mpz_mulm(tmp2, A, tmp1, ng->N, tmp3);
 726                 mpz_powm(S, tmp2, b, ng->N);
 727
 728                 if (!hash_num(alg, S, ver->session_key)) goto ver_cleanup_and_exit;
 729
 730                 if (!calculate_M(
 731                                 alg, ng, ver->M, username, bytes_s, len_s, A, B, ver->session_key)) {
 732                         goto ver_cleanup_and_exit;
 733                 }
 734                 if (!calculate_H_AMK(alg, ver->H_AMK, A, ver->M, ver->session_key)) {
 735                         goto ver_cleanup_and_exit;
 736                 }
 737
 738                 *len_B = mpz_num_bytes(B);
 739                 *bytes_B = (unsigned char *)srp_alloc(*len_B);
 740
 741                 if (!*bytes_B) {
 742                         *len_B = 0;
 743                         goto ver_cleanup_and_exit;
 744                 }
 745
 746                 mpz_to_bin(B, *bytes_B);
 747
 748                 ver->bytes_B = *bytes_B;
 749         } else {
 750                 srp_free(ver);
 751                 ver = 0;
 752         }
 753
 754 cleanup_and_exit:
 755         mpz_clear(v);
 756         mpz_clear(A);
 757         mpz_clear(u);
 758         mpz_clear(k);
 759         mpz_clear(B);
 760         mpz_clear(S);
 761         mpz_clear(b);
 762         mpz_clear(tmp1);
 763         mpz_clear(tmp2);
 764         mpz_clear(tmp3);
 765         return ver;
 766 ver_cleanup_and_exit:
 767         srp_free(ver->username);
 768         srp_free(ver);
 769         ver = 0;
 770         goto cleanup_and_exit;
 771 }
 772
 773 void srp_verifier_delete(struct SRPVerifier *ver)
 774 {
 775         if (ver) {
 776                 delete_ng(ver->ng);
 777                 srp_free(ver->username);
 778                 srp_free(ver->bytes_B);
 779                 memset(ver, 0, sizeof(*ver));
 780                 srp_free(ver);
 781         }
 782 }
 783
 784 int srp_verifier_is_authenticated(struct SRPVerifier *ver)
 785 {
 786         return ver->authenticated;
 787 }
 788
 789 const char *srp_verifier_get_username(struct SRPVerifier *ver)
 790 {
 791         return ver->username;
 792 }
 793
 794 const unsigned char *srp_verifier_get_session_key(
 795         struct SRPVerifier *ver, size_t *key_length)
 796 {
 797         if (key_length) *key_length = hash_length(ver->hash_alg);
 798         return ver->session_key;
 799 }
 800
 801 size_t srp_verifier_get_session_key_length(struct SRPVerifier *ver)
 802 {
 803         return hash_length(ver->hash_alg);
 804 }
 805
 806 /* user_M must be exactly SHA512_DIGEST_LENGTH bytes in size */
 807 void srp_verifier_verify_session(
 808         struct SRPVerifier *ver, const unsigned char *user_M, unsigned char **bytes_HAMK)
 809 {
 810         if (memcmp(ver->M, user_M, hash_length(ver->hash_alg)) == 0) {
 811                 ver->authenticated = 1;
 812                 *bytes_HAMK = ver->H_AMK;
 813         } else
 814                 *bytes_HAMK = NULL;
 815 }
 816
 817 /*******************************************************************************/
 818
 819 struct SRPUser *srp_user_new(SRP_HashAlgorithm alg, SRP_NGType ng_type,
 820         const char *username, const char *username_for_verifier,
 821         const unsigned char *bytes_password, size_t len_password, const char *n_hex,
 822         const char *g_hex)
 823 {
 824         struct SRPUser *usr = (struct SRPUser *)srp_alloc(sizeof(struct SRPUser));
 825         size_t ulen = strlen(username) + 1;
 826         size_t uvlen = strlen(username_for_verifier) + 1;
 827
 828         if (!usr) goto err_exit;
 829
 830         if (init_random() != SRP_OK) /* Only happens once */
 831                 goto err_exit;
 832
 833         usr->hash_alg = alg;
 834         usr->ng = new_ng(ng_type, n_hex, g_hex);
 835
 836         mpz_init(usr->a);
 837         mpz_init(usr->A);
 838         mpz_init(usr->S);
 839
 840         if (!usr->ng) goto err_exit;
 841
 842         usr->username = (char *)srp_alloc(ulen);
 843         usr->username_verifier = (char *)srp_alloc(uvlen);
 844         usr->password = (unsigned char *)srp_alloc(len_password);
 845         usr->password_len = len_password;
 846
 847         if (!usr->username || !usr->password || !usr->username_verifier) goto err_exit;
 848
 849         memcpy(usr->username, username, ulen);
 850         memcpy(usr->username_verifier, username_for_verifier, uvlen);
 851         memcpy(usr->password, bytes_password, len_password);
 852
 853         usr->authenticated = 0;
 854
 855         usr->bytes_A = 0;
 856
 857         return usr;
 858
 859 err_exit:
 860         if (usr) {
 861                 mpz_clear(usr->a);
 862                 mpz_clear(usr->A);
 863                 mpz_clear(usr->S);
 864                 if (usr->ng) delete_ng(usr->ng);
 865                 srp_free(usr->username);
 866                 srp_free(usr->username_verifier);
 867                 if (usr->password) {
 868                         memset(usr->password, 0, usr->password_len);
 869                         srp_free(usr->password);
 870                 }
 871                 srp_free(usr);
 872         }
 873
 874         return 0;
 875 }
 876
 877 void srp_user_delete(struct SRPUser *usr)
 878 {
 879         if (usr) {
 880                 mpz_clear(usr->a);
 881                 mpz_clear(usr->A);
 882                 mpz_clear(usr->S);
 883
 884                 delete_ng(usr->ng);
 885
 886                 memset(usr->password, 0, usr->password_len);
 887
 888                 srp_free(usr->username);
 889                 srp_free(usr->username_verifier);
 890                 srp_free(usr->password);
 891
 892                 if (usr->bytes_A) srp_free(usr->bytes_A);
 893
 894                 memset(usr, 0, sizeof(*usr));
 895                 srp_free(usr);
 896         }
 897 }
 898
 899 int srp_user_is_authenticated(struct SRPUser *usr)
 900 {
 901         return usr->authenticated;
 902 }
 903
 904 const char *srp_user_get_username(struct SRPUser *usr)
 905 {
 906         return usr->username;
 907 }
 908
 909 const unsigned char *srp_user_get_session_key(struct SRPUser *usr, size_t *key_length)
 910 {
 911         if (key_length) *key_length = hash_length(usr->hash_alg);
 912         return usr->session_key;
 913 }
 914
 915 size_t srp_user_get_session_key_length(struct SRPUser *usr)
 916 {
 917         return hash_length(usr->hash_alg);
 918 }
 919
 920 // clang-format off
 921 /* Output: username, bytes_A, len_A */
 922 SRP_Result srp_user_start_authentication(struct SRPUser *usr, char **username,
 923         const unsigned char *bytes_a, size_t len_a,
 924         unsigned char **bytes_A, size_t *len_A)
 925 {
 926         // clang-format on
 927         if (bytes_a) {
 928                 mpz_from_bin(bytes_a, len_a, usr->a);
 929         } else {
 930                 if (!mpz_fill_random(usr->a)) goto error_and_exit;
 931         }
 932
 933         mpz_powm(usr->A, usr->ng->g, usr->a, usr->ng->N);
 934
 935         *len_A = mpz_num_bytes(usr->A);
 936         *bytes_A = (unsigned char *)srp_alloc(*len_A);
 937
 938         if (!*bytes_A) goto error_and_exit;
 939
 940         mpz_to_bin(usr->A, *bytes_A);
 941
 942         usr->bytes_A = *bytes_A;
 943         if (username) *username = usr->username;
 944
 945         return SRP_OK;
 946
 947 error_and_exit:
 948         *len_A = 0;
 949         *bytes_A = 0;
 950         *username = 0;
 951         return SRP_ERR;
 952 }
 953
 954 // clang-format off
 955 /* Output: bytes_M. Buffer length is SHA512_DIGEST_LENGTH */
 956 void  srp_user_process_challenge(struct SRPUser *usr,
 957         const unsigned char *bytes_s, size_t len_s,
 958         const unsigned char *bytes_B, size_t len_B,
 959         unsigned char **bytes_M, size_t *len_M)
 960 {
 961         mpz_t B; mpz_init(B); mpz_from_bin(bytes_B, len_B, B);
 962         mpz_t u; mpz_init(u);
 963         mpz_t x; mpz_init(x);
 964         mpz_t k; mpz_init(k);
 965         mpz_t v; mpz_init(v);
 966         mpz_t tmp1; mpz_init(tmp1);
 967         mpz_t tmp2; mpz_init(tmp2);
 968         mpz_t tmp3; mpz_init(tmp3);
 969         mpz_t tmp4; mpz_init(tmp4);
 970         // clang-format on
 971
 972         *len_M = 0;
 973         *bytes_M = 0;
 974
 975         if (!H_nn(u, usr->hash_alg, usr->ng->N, usr->A, B)) goto cleanup_and_exit;
 976
 977         srp_dbg_num(u, "Client calculated u: ");
 978
 979         if (!calculate_x(x, usr->hash_alg, bytes_s, len_s, usr->username_verifier,
 980                         usr->password, usr->password_len))
 981                 goto cleanup_and_exit;
 982
 983         srp_dbg_num(x, "Client calculated x: ");
 984
 985         if (!H_nn(k, usr->hash_alg, usr->ng->N, usr->ng->N, usr->ng->g))
 986                 goto cleanup_and_exit;
 987
 988         /* SRP-6a safety check */
 989         if (mpz_sgn(B) != 0 && mpz_sgn(u) != 0) {
 990                 mpz_powm(v, usr->ng->g, x, usr->ng->N);
 991
 992                 srp_dbg_num(v, "Client calculated v: ");
 993
 994                 // clang-format off
 995                 /* S = (B - k*(g^x)) ^ (a + ux) */
 996                 mpz_mul(tmp1, u, x);
 997                 mpz_add(tmp2, usr->a, tmp1);               /* tmp2 = (a + ux)      */
 998                 mpz_powm(tmp1, usr->ng->g, x, usr->ng->N); /* tmp1 = g^x           */
 999                 mpz_mulm(tmp3, k, tmp1, usr->ng->N, tmp4); /* tmp3 = k*(g^x)       */
1000                 mpz_subm(tmp1, B, tmp3, usr->ng->N, tmp4); /* tmp1 = (B - K*(g^x)) */
1001                 mpz_powm(usr->S, tmp1, tmp2, usr->ng->N);
1002                 // clang-format on
1003
1004                 if (!hash_num(usr->hash_alg, usr->S, usr->session_key)) goto cleanup_and_exit;
1005
1006                 if (!calculate_M(usr->hash_alg, usr->ng, usr->M, usr->username, bytes_s, len_s,
1007                                 usr->A, B, usr->session_key))
1008                         goto cleanup_and_exit;
1009                 if (!calculate_H_AMK(usr->hash_alg, usr->H_AMK, usr->A, usr->M, usr->session_key))
1010                         goto cleanup_and_exit;
1011
1012                 *bytes_M = usr->M;
1013                 if (len_M) *len_M = hash_length(usr->hash_alg);
1014         } else {
1015                 *bytes_M = NULL;
1016                 if (len_M) *len_M = 0;
1017         }
1018
1019 cleanup_and_exit:
1020         mpz_clear(B);
1021         mpz_clear(u);
1022         mpz_clear(x);
1023         mpz_clear(k);
1024         mpz_clear(v);
1025         mpz_clear(tmp1);
1026         mpz_clear(tmp2);
1027         mpz_clear(tmp3);
1028         mpz_clear(tmp4);
1029 }
1030
1031 void srp_user_verify_session(struct SRPUser *usr, const unsigned char *bytes_HAMK)
1032 {
1033         if (memcmp(usr->H_AMK, bytes_HAMK, hash_length(usr->hash_alg)) == 0)
1034                 usr->authenticated = 1;
1035 }