crypto/crypto.c

   1 /*
   2  */
   3
   4 #include <endian.h>
   5
   6 #include "hbytes.h"
   7 #include "tables.h"
   8 #include "serpent.h"
   9
  10 void memxor(Byte *dest, const Byte *src, int l) {
  11   while (l--) *dest++ ^= *src++;
  12 }
  13
  14 const PadMethod padmethods[]= {
  15   { "un", 0, 0 },
  16   { "ua", 0, 1 },
  17   { "pn", 1, 0 },
  18   { "pa", 1, 1 },
  19   { 0 }
  20 };
  21
  22 int do_hbytes_pkcs5(ClientData cd, Tcl_Interp *ip,
  23                     const PadMethod *meth, HBytes_Var v, Tcl_Obj *block,
  24                     int *ok) {
  25   int rc, blocksize, padlen, old_len, i;
  26   Byte *padding;
  27   const Byte *unpad;
  28
  29   if (meth->use_algname) {
  30     const BlockCipherAlgInfo *alg;
  31     alg= enum_lookup_cached(ip,block,blockcipheralginfos,"cipher alg for pad");
  32     if (!alg) return TCL_ERROR;
  33     blocksize= alg->blocksize;
  34   } else {
  35     rc= Tcl_GetIntFromObj(ip, block, &blocksize);  if (rc) return rc;
  36     if (blocksize < 1 || blocksize > 255)
  37       return staticerr(ip, "block size out of pkcs#5 range 1..255");
  38   }
  39
  40   if (meth->pad) {
  41     padlen= blocksize - (hbytes_len(v.hb) % blocksize);
  42     padding= hbytes_append(v.hb, padlen);
  43     memset(padding, padlen, padlen);
  44   } else {
  45     old_len= hbytes_len(v.hb);  if (old_len % blocksize) goto bad;
  46     unpad= hbytes_unappend(v.hb, 1);  if (!unpad) goto bad;
  47     padlen= *unpad;
  48     if (padlen < 1 || padlen > blocksize) goto bad;
  49     unpad= hbytes_unappend(v.hb, padlen-1);  if (!unpad) goto bad;
  50     for (i=0; i<padlen-1; i++, unpad++) if (*unpad != padlen) goto bad;
  51   }
  52
  53   *ok= 1;
  54   return TCL_OK;
  55
  56  bad:
  57   *ok= 0;
  58   return TCL_OK;
  59 }
  60
  61 int do_hbytes_hash(ClientData cd, Tcl_Interp *ip, const HashAlgInfo *alg,
  62                    HBytes_Value message, HBytes_Value *result) {
  63   Byte *dest;
  64
  65   dest= hbytes_arrayspace(result,alg->hashsize);
  66   alg->oneshot(dest, hbytes_data(&message), hbytes_len(&message));
  67   return TCL_OK;
  68 }
  69
  70 #define OBJ_CIPHKEY(o) ((CiphKeyValue*)(o)->internalRep.otherValuePtr)
  71
  72 typedef struct {
  73   int valuelen, bufferslen;
  74   Byte *value, *buffers;
  75   const void *alg;
  76   void *alpha, *beta; /* key schedules etc.; each may be 0 */
  77 } CiphKeyValue;
  78
  79 static void freealg(CiphKeyValue *key) {
  80   TFREE(key->alpha);
  81   TFREE(key->beta);
  82 }
  83
  84 static void key_t_free(Tcl_Obj *obj) {
  85   CiphKeyValue *key= OBJ_CIPHKEY(obj);
  86   freealg(key);
  87   TFREE(key->value);
  88   TFREE(key->buffers);
  89 }
  90
  91 static void noalg(CiphKeyValue *key) {
  92   key->alg= 0;
  93   key->alpha= key->beta= 0;
  94 }
  95
  96 static void key_t_dup(Tcl_Obj *src_obj, Tcl_Obj *dup_obj) {
  97   CiphKeyValue *src= OBJ_CIPHKEY(src_obj);
  98   CiphKeyValue *dup= TALLOC(sizeof(*dup));
  99   dup->valuelen= src->valuelen;
 100   dup->value= src->valuelen ? TALLOC(src->valuelen) : 0;
 101   dup->buffers= 0; dup->bufferslen= 0;
 102   memcpy(dup->value, src->value, src->valuelen);
 103   noalg(dup);
 104   dup_obj->internalRep.otherValuePtr= dup;
 105 }
 106
 107 static void key_t_ustr(Tcl_Obj *o) {
 108   obj_updatestr_array(o, OBJ_CIPHKEY(o)->value, OBJ_CIPHKEY(o)->valuelen);
 109 }
 110
 111 static int key_t_sfa(Tcl_Interp *ip, Tcl_Obj *o) {
 112   int rc, l;
 113   CiphKeyValue *val;
 114
 115   rc= Tcl_ConvertToType(ip,o,&hbytes_type);  if (rc) return rc;
 116   val= TALLOC(sizeof(*val));
 117   val->valuelen= l= hbytes_len(OBJ_HBYTES(o));
 118   val->value= TALLOC(l);
 119   val->buffers= 0;
 120   val->bufferslen= 0;
 121   memcpy(val->value, hbytes_data(OBJ_HBYTES(o)), l);
 122   noalg(val);
 123
 124   objfreeir(o);
 125   o->internalRep.otherValuePtr= val;
 126   o->typePtr= &blockcipherkey_type;
 127
 128   return TCL_OK;
 129 }
 130
 131 Tcl_ObjType blockcipherkey_type = {
 132   "blockcipher-key",
 133   key_t_free, key_t_dup, key_t_ustr, key_t_sfa
 134 };
 135
 136 static CiphKeyValue *get_key(Tcl_Interp *ip, Tcl_Obj *key_obj,
 137                              const void *alg, int want_bufferslen) {
 138   CiphKeyValue *key;
 139   int rc;
 140
 141   rc= Tcl_ConvertToType(ip,key_obj,&blockcipherkey_type);  if (rc) return 0;
 142   key= OBJ_CIPHKEY(key_obj);
 143
 144   if (key->alg != alg) {
 145     freealg(key);
 146     noalg(key);
 147     key->alg= alg;
 148   }
 149
 150   if (key->bufferslen < want_bufferslen) {
 151     TFREE(key->buffers);
 152     key->buffers= TALLOC(want_bufferslen);
 153     key->bufferslen= want_bufferslen;
 154   }
 155   return key;
 156 }
 157
 158 int do_hbytes_blockcipher(ClientData cd, Tcl_Interp *ip,
 159                           const BlockCipherOp *op,
 160                           int objc, Tcl_Obj *const *objv) {
 161   return op->func((void*)op,ip,objc,objv);
 162 }
 163
 164 static int blockcipher_prep(Tcl_Interp *ip, Tcl_Obj *key_obj,
 165                             const HBytes_Value *iv, int decrypt,
 166                             const BlockCipherAlgInfo *alg,
 167                             const BlockCipherModeInfo *mode, int data_len,
 168                             const CiphKeyValue **key_r, const void **sched_r,
 169                             const Byte **iv_r, int *iv_lenbytes_r,
 170                             Byte **buffers_r, int *nblocks_r) {
 171   void *sched, **schedp;
 172   int want_bufferslen, want_iv;
 173   int rc;
 174   CiphKeyValue *key;
 175
 176   if (data_len % alg->blocksize)
 177     return staticerr(ip, "block cipher input not whole number of blocks");
 178
 179   want_bufferslen= alg->blocksize * (mode->buf_blocks + mode->iv_blocks);
 180   key= get_key(ip, key_obj, alg, want_bufferslen);  if (!key) return TCL_ERROR;
 181
 182   schedp= (alg->decrypt.make_schedule==alg->encrypt.make_schedule
 183            || !decrypt) ? &key->alpha : &key->beta;
 184   sched= *schedp;
 185   if (!sched) {
 186     if (key->valuelen < alg->key_min) return staticerr(ip, "key too short");
 187     if (key->valuelen > alg->key_max) return staticerr(ip, "key too long");
 188
 189     sched= TALLOC(alg->schedule_size);
 190     (decrypt ? &alg->decrypt : &alg->encrypt)->make_schedule
 191       (sched, key->value, key->valuelen);
 192     *schedp= sched;
 193   }
 194
 195   want_iv= alg->blocksize * mode->iv_blocks;
 196   if (!want_iv) {
 197     if (!hbytes_issentinel(iv))
 198       return staticerr(ip,"iv supplied but mode does not take one");
 199   } else if (hbytes_issentinel(iv)) {
 200     if (decrypt) return staticerr(ip,"must supply iv when decrypting");
 201     rc= get_urandom(ip, key->buffers, want_iv);
 202     if (rc) return rc;
 203   } else {
 204     int iv_supplied= hbytes_len(iv);
 205     if (iv_supplied > want_iv)
 206       return staticerr(ip, "iv too large for algorithm and mode");
 207     memcpy(key->buffers, hbytes_data(iv), iv_supplied);
 208     memset(key->buffers + iv_supplied, 0, want_iv - iv_supplied);
 209   }
 210
 211   *key_r= key;
 212   *sched_r= sched;
 213
 214   *iv_r= key->buffers;
 215   *iv_lenbytes_r= want_iv;
 216
 217   *buffers_r= key->buffers + want_iv;
 218   *nblocks_r= data_len / alg->blocksize;
 219
 220   return TCL_OK;
 221 }
 222
 223 int do_blockcipherop_d(ClientData cd, Tcl_Interp *ip,
 224                        HBytes_Var v, const BlockCipherAlgInfo *alg,
 225                        Tcl_Obj *key_obj, const BlockCipherModeInfo *mode,
 226                        HBytes_Value iv, HBytes_Value *result) {
 227   return do_blockcipherop_e(cd,ip,v,alg,key_obj,mode,iv,result);
 228 }
 229
 230 int do_blockcipherop_e(ClientData cd, Tcl_Interp *ip,
 231                        HBytes_Var v, const BlockCipherAlgInfo *alg,
 232                        Tcl_Obj *key_obj, const BlockCipherModeInfo *mode,
 233                        HBytes_Value iv, HBytes_Value *result) {
 234   const BlockCipherOp *op= (const void*)cd;
 235   int encrypt= op->encrypt;
 236   int rc, iv_lenbytes;
 237   const CiphKeyValue *key;
 238   const char *failure;
 239   const Byte *ivbuf;
 240   Byte *buffers;
 241   const void *sched;
 242   int nblocks;
 243
 244   if (!mode->encrypt)
 245     return staticerr(ip, "mode does not support encrypt/decrypt");
 246
 247   rc= blockcipher_prep(ip,key_obj,&iv,!encrypt,
 248                        alg,mode, hbytes_len(v.hb),
 249                        &key,&sched,
 250                        &ivbuf,&iv_lenbytes,
 251                        &buffers,&nblocks);
 252   if (rc) return rc;
 253
 254   failure=
 255     (encrypt ? mode->encrypt : mode->decrypt)
 256     (hbytes_data(v.hb), nblocks, ivbuf, buffers, alg, encrypt, sched);
 257
 258   if (failure)
 259     return staticerr(ip, failure);
 260
 261   hbytes_array(result, ivbuf, iv_lenbytes);
 262
 263   return TCL_OK;
 264 }
 265
 266 int do_blockcipherop_mac(ClientData cd, Tcl_Interp *ip,
 267                          HBytes_Value msg, const BlockCipherAlgInfo *alg,
 268                          Tcl_Obj *key_obj, const BlockCipherModeInfo *mode,
 269                          HBytes_Value iv, HBytes_Value *result) {
 270   const CiphKeyValue *key;
 271   const char *failure;
 272   const Byte *ivbuf;
 273   Byte *buffers;
 274   const void *sched;
 275   int nblocks, iv_lenbytes;
 276   int rc;
 277
 278   if (!mode->mac)
 279     return staticerr(ip, "mode does not support mac generation");
 280
 281   rc= blockcipher_prep(ip,key_obj,&iv,0,
 282                        alg,mode, hbytes_len(&msg),
 283                        &key,&sched,
 284                        &ivbuf,&iv_lenbytes,
 285                        &buffers,&nblocks);
 286   if (rc) return rc;
 287
 288   failure= mode->mac(hbytes_data(&msg), nblocks, ivbuf, buffers, alg, sched);
 289   if (failure)
 290     return staticerr(ip,failure);
 291
 292   hbytes_array(result, buffers, alg->blocksize * mode->mac_blocks);
 293
 294   return TCL_OK;
 295 }
 296
 297 static void dbuf(const char *m, const Byte *a, int l) {
 298   fprintf(stderr,"dbuf %s l=%d ",m,l);
 299   while (l-->0) fprintf(stderr,"%02x",*a++);
 300   putc('\n',stderr);
 301 }
 302
 303 int do_hbytes_hmac(ClientData cd, Tcl_Interp *ip, const HashAlgInfo *alg,
 304                    HBytes_Value message, Tcl_Obj *key_obj,
 305                    Tcl_Obj *maclen_obj, HBytes_Value *result) {
 306   /* key->alpha = state after H(K XOR ipad <unfinished>
 307    * key->beta = state after H(K XOR opad <unfinished>
 308    * key->buffers = room for one block, or one state
 309    */
 310   CiphKeyValue *key;
 311   Byte *dest;
 312   int i, ml, rc;
 313
 314   if (maclen_obj) {
 315     rc= Tcl_GetIntFromObj(ip, maclen_obj, &ml);  if (rc) return rc;
 316     if (ml<0 || ml>alg->hashsize)
 317       return staticerr(ip, "requested hmac output size out of range");
 318   } else {
 319     ml= alg->hashsize;
 320   }
 321
 322   key= get_key(ip, key_obj, alg,
 323                alg->blocksize > alg->statesize
 324                ? alg->blocksize : alg->statesize);
 325
 326   if (!key->alpha) {
 327     assert(!key->beta);
 328
 329     if (key->valuelen > alg->blocksize)
 330       return staticerr(ip, "key to hmac longer than hash block size");
 331
 332 dbuf("start key",key->value,key->valuelen);
 333     memcpy(key->buffers, key->value, key->valuelen);
 334     memset(key->buffers + key->valuelen, 0, alg->blocksize - key->valuelen);
 335     for (i=0; i<alg->blocksize; i++) key->buffers[i] ^= 0x36;
 336
 337     key->alpha= TALLOC(alg->statesize);
 338     alg->init(key->alpha);
 339 dbuf("inner key",key->buffers,alg->blocksize);
 340     alg->update(key->alpha, key->buffers, alg->blocksize);
 341
 342     key->beta= TALLOC(alg->statesize);
 343     alg->init(key->beta);
 344     for (i=0; i<alg->blocksize; i++) key->buffers[i] ^= (0x5c ^ 0x36);
 345     alg->update(key->beta, key->buffers, alg->blocksize);
 346 dbuf("inner key",key->buffers,alg->blocksize);
 347   }
 348   assert(key->beta);
 349
 350   dest= hbytes_arrayspace(result, alg->hashsize);
 351
 352   memcpy(key->buffers, key->alpha, alg->statesize);
 353   alg->update(key->buffers, hbytes_data(&message), hbytes_len(&message));
 354   alg->final(key->buffers, dest);
 355 dbuf("inner hash",dest,alg->hashsize);
 356
 357   memcpy(key->buffers, key->beta, alg->statesize);
 358   alg->update(key->buffers, dest, alg->hashsize);
 359   alg->final(key->buffers, dest);
 360 dbuf("outer hash",dest,alg->hashsize);
 361
 362   hbytes_unappend(result, alg->hashsize - ml);
 363
 364   return TCL_OK;
 365 }