chiark / gitweb /
Provide text2iaddr.
[secnet.git] / rsa.c
diff --git a/rsa.c b/rsa.c
index 55bd24f..f7dd69d 100644 (file)
--- a/rsa.c
+++ b/rsa.c
@@ -1,6 +1,13 @@
-/* CRT work by Simon Tatham */
+/* This file is part of secnet, and is distributed under the terms of
+   the GNU General Public License version 2 or later.
+
+   Copyright (C) 1995-2002 Stephen Early
+   Copyright (C) 2001 Simon Tatham
+   Copyright (C) 2002 Ian Jackson
+   */
 
 #include <stdio.h>
+#include <string.h>
 #include <gmp.h>
 #include "secnet.h"
 #include "util.h"
@@ -27,39 +34,73 @@ struct rsapub {
 };
 /* Sign data. NB data must be smaller than modulus */
 
+#define RSA_MAX_MODBYTES 2048
+/* The largest modulus I've seen is 15360 bits, which works out at 1920
+ * bytes.  Using keys this big is quite implausible, but it doesn't cost us
+ * much to support them.
+ */
+
 static const char *hexchars="0123456789abcdef";
 
-static string_t rsa_sign(void *sst, uint8_t *data, uint32_t datalen)
+static void emsa_pkcs1(MP_INT *n, MP_INT *m,
+                      const uint8_t *data, int32_t datalen)
 {
-    struct rsapriv *st=sst;
-    MP_INT a, b, u, v, tmp, tmp2;
-    char buff[2048];
+    char buff[2*RSA_MAX_MODBYTES + 1];
     int msize, i;
-    string_t signature;
 
-    mpz_init(&a);
-    mpz_init(&b);
+    /* RSA PKCS#1 v1.5 signature padding:
+     *
+     * <------------ msize hex digits ---------->
+     *
+     * 00 01 ff ff .... ff ff 00 vv vv vv .... vv
+     *
+     *                           <--- datalen -->
+     *                                 bytes
+     *                         = datalen*2 hex digits
+     *
+     * NB that according to PKCS#1 v1.5 we're supposed to include a
+     * hash function OID in the data.  We don't do that (because we
+     * don't have the hash function OID to hand here), thus violating
+     * the spec in a way that affects interop but not security.
+     *
+     * -iwj 17.9.2002
+     */
 
-    msize=mpz_sizeinbase(&st->n, 16);
+    msize=mpz_sizeinbase(n, 16);
 
-    if (datalen*2+4>=msize) {
+    if (datalen*2+6>=msize) {
        fatal("rsa_sign: message too big");
     }
 
     strcpy(buff,"0001");
 
     for (i=0; i<datalen; i++) {
-       buff[4+i*2]=hexchars[(data[i]&0xf0)>>4];
-       buff[5+i*2]=hexchars[data[i]&0xf];
+       buff[msize+(-datalen+i)*2]=hexchars[(data[i]&0xf0)>>4];
+       buff[msize+(-datalen+i)*2+1]=hexchars[data[i]&0xf];
     }
-    buff[4+datalen*2]=0;
     
-    for (i=datalen*2+4; i<msize; i++)
-       buff[i]='f';
+    buff[msize-datalen*2-2]= '0';
+    buff[msize-datalen*2-1]= '0';
+    for (i=4; i<msize-datalen*2-2; i++)
+       buff[i]='f';
 
     buff[msize]=0;
 
-    mpz_set_str(&a, buff, 16);
+    mpz_set_str(m, buff, 16);
+}
+
+static string_t rsa_sign(void *sst, uint8_t *data, int32_t datalen)
+{
+    struct rsapriv *st=sst;
+    MP_INT a, b, u, v, tmp, tmp2;
+    string_t signature;
+
+    mpz_init(&a);
+    mpz_init(&b);
+
+    /* Construct the message representative. */
+    emsa_pkcs1(&st->n, &a, data, datalen);
 
     /*
      * Produce an RSA signature (a^d mod n) using the Chinese
@@ -103,35 +144,18 @@ static string_t rsa_sign(void *sst, uint8_t *data, uint32_t datalen)
 }
 
 static rsa_checksig_fn rsa_sig_check;
-static bool_t rsa_sig_check(void *sst, uint8_t *data, uint32_t datalen,
+static bool_t rsa_sig_check(void *sst, uint8_t *data, int32_t datalen,
                            cstring_t signature)
 {
     struct rsapub *st=sst;
     MP_INT a, b, c;
-    char buff[2048];
-    int msize, i;
     bool_t ok;
 
     mpz_init(&a);
     mpz_init(&b);
     mpz_init(&c);
 
-    msize=mpz_sizeinbase(&st->n, 16);
-
-    strcpy(buff,"0001");
-
-    for (i=0; i<datalen; i++) {
-       buff[4+i*2]=hexchars[(data[i]&0xf0)>>4];
-       buff[5+i*2]=hexchars[data[i]&0xf];
-    }
-    buff[4+datalen*2]=0;
-
-    for (i=datalen*2+4; i<msize; i++)
-       buff[i]='f';
-
-    buff[msize]=0;
-
-    mpz_set_str(&a, buff, 16);
+    emsa_pkcs1(&st->n, &a, data, datalen);
 
     mpz_set_str(&b, signature, 16);
 
@@ -165,7 +189,7 @@ static list_t *rsapub_apply(closure_t *self, struct cloc loc, dict_t *context,
     i=list_elem(args,0);
     if (i) {
        if (i->type!=t_string) {
-           cfgfatal(i->loc,"rsa-public","first argument must be a string");
+           cfgfatal(i->loc,"rsa-public","first argument must be a string\n");
        }
        e=i->data.string;
        if (mpz_init_set_str(&st->e,e,10)!=0) {
@@ -175,11 +199,14 @@ static list_t *rsapub_apply(closure_t *self, struct cloc loc, dict_t *context,
     } else {
        cfgfatal(loc,"rsa-public","you must provide an encryption key\n");
     }
+    if (mpz_sizeinbase(&st->e, 256) > RSA_MAX_MODBYTES) {
+       cfgfatal(loc, "rsa-public", "implausibly large public exponent\n");
+    }
     
     i=list_elem(args,1);
     if (i) {
        if (i->type!=t_string) {
-           cfgfatal(i->loc,"rsa-public","second argument must be a string");
+           cfgfatal(i->loc,"rsa-public","second argument must be a string\n");
        }
        n=i->data.string;
        if (mpz_init_set_str(&st->n,n,10)!=0) {
@@ -189,6 +216,9 @@ static list_t *rsapub_apply(closure_t *self, struct cloc loc, dict_t *context,
     } else {
        cfgfatal(loc,"rsa-public","you must provide a modulus\n");
     }
+    if (mpz_sizeinbase(&st->n, 256) > RSA_MAX_MODBYTES) {
+       cfgfatal(loc, "rsa-public", "implausibly large modulus\n");
+    }
     return new_closure(&st->cl);
 }
 
@@ -223,6 +253,7 @@ static list_t *rsapriv_apply(closure_t *self, struct cloc loc, dict_t *context,
     uint8_t *b, *c;
     int cipher_type;
     MP_INT e,d,iqmp,tmp,tmp2,tmp3;
+    bool_t valid;
 
     st=safe_malloc(sizeof(*st),"rsapriv_apply");
     st->cl.description="rsapriv";
@@ -237,7 +268,7 @@ static list_t *rsapriv_apply(closure_t *self, struct cloc loc, dict_t *context,
     i=list_elem(args,0);
     if (i) {
        if (i->type!=t_string) {
-           cfgfatal(i->loc,"rsa-public","first argument must be a string");
+           cfgfatal(i->loc,"rsa-public","first argument must be a string\n");
        }
        filename=i->data.string;
     } else {
@@ -277,19 +308,19 @@ static list_t *rsapriv_apply(closure_t *self, struct cloc loc, dict_t *context,
     /* Read the public key */
     keyfile_get_int(loc,f); /* Not sure what this is */
     length=(keyfile_get_short(loc,f)+7)/8;
-    if (length>1024) {
+    if (length>RSA_MAX_MODBYTES) {
        cfgfatal(loc,"rsa-private","implausible length %ld for modulus\n",
                 length);
     }
     b=safe_malloc(length,"rsapriv_apply");
     if (fread(b,length,1,f) != 1) {
-       cfgfatal_maybefile(f,loc,"rsa-private","error reading modulus");
+       cfgfatal_maybefile(f,loc,"rsa-private","error reading modulus\n");
     }
     mpz_init(&st->n);
     read_mpbin(&st->n,b,length);
     free(b);
     length=(keyfile_get_short(loc,f)+7)/8;
-    if (length>1024) {
+    if (length>RSA_MAX_MODBYTES) {
        cfgfatal(loc,"rsa-private","implausible length %ld for e\n",length);
     }
     b=safe_malloc(length,"rsapriv_apply");
@@ -320,7 +351,7 @@ static list_t *rsapriv_apply(closure_t *self, struct cloc loc, dict_t *context,
 
     /* Read d */
     length=(keyfile_get_short(loc,f)+7)/8;
-    if (length>1024) {
+    if (length>RSA_MAX_MODBYTES) {
        cfgfatal(loc,"rsa-private","implausibly long (%ld) decryption key\n",
                 length);
     }
@@ -334,7 +365,7 @@ static list_t *rsapriv_apply(closure_t *self, struct cloc loc, dict_t *context,
     free(b);
     /* Read iqmp (inverse of q mod p) */
     length=(keyfile_get_short(loc,f)+7)/8;
-    if (length>1024) {
+    if (length>RSA_MAX_MODBYTES) {
        cfgfatal(loc,"rsa-private","implausibly long (%ld)"
                 " iqmp auxiliary value\n", length);
     }
@@ -348,7 +379,7 @@ static list_t *rsapriv_apply(closure_t *self, struct cloc loc, dict_t *context,
     free(b);
     /* Read q (the smaller of the two primes) */
     length=(keyfile_get_short(loc,f)+7)/8;
-    if (length>1024) {
+    if (length>RSA_MAX_MODBYTES) {
        cfgfatal(loc,"rsa-private","implausibly long (%ld) q value\n",
                 length);
     }
@@ -362,7 +393,7 @@ static list_t *rsapriv_apply(closure_t *self, struct cloc loc, dict_t *context,
     free(b);
     /* Read p (the larger of the two primes) */
     length=(keyfile_get_short(loc,f)+7)/8;
-    if (length>1024) {
+    if (length>RSA_MAX_MODBYTES) {
        cfgfatal(loc,"rsa-private","implausibly long (%ld) p value\n",
                 length);
     }
@@ -383,16 +414,15 @@ static list_t *rsapriv_apply(closure_t *self, struct cloc loc, dict_t *context,
      * Now verify the validity of the key, and set up the auxiliary
      * values for fast CRT signing.
      */
+    valid=False;
     i=list_elem(args,1);
+    mpz_init(&tmp);
+    mpz_init(&tmp2);
+    mpz_init(&tmp3);
     if (i && i->type==t_bool && i->data.bool==False) {
        Message(M_INFO,"rsa-private (%s:%d): skipping RSA key validity "
                "check\n",loc.file,loc.line);
     } else {
-       int valid = 0;
-       mpz_init(&tmp);
-       mpz_init(&tmp2);
-       mpz_init(&tmp3);
-
        /* Verify that p*q is equal to n. */
        mpz_mul(&tmp, &st->p, &st->q);
        if (mpz_cmp(&tmp, &st->n) != 0)
@@ -401,8 +431,9 @@ static list_t *rsapriv_apply(closure_t *self, struct cloc loc, dict_t *context,
        /*
         * Verify that d*e is congruent to 1 mod (p-1), and mod
         * (q-1). This is equivalent to it being congruent to 1 mod
-        * lcm(p-1,q-1), i.e. congruent to 1 mod phi(n). Note that
-        * phi(n) is _not_ simply (p-1)*(q-1).
+        * lambda(n) = lcm(p-1,q-1).  The usual `textbook' condition,
+        * that d e == 1 (mod (p-1)(q-1)) is sufficient, but not
+        * actually necessary.
         */
        mpz_mul(&tmp, &d, &e);
        mpz_sub_ui(&tmp2, &st->p, 1);
@@ -419,33 +450,35 @@ static list_t *rsapriv_apply(closure_t *self, struct cloc loc, dict_t *context,
        mpz_mod(&tmp2, &tmp, &st->p);
        if (mpz_cmp_si(&tmp2, 1) != 0)
            goto done_checks;
-
-       /* Now we know the key is valid. */
-       valid = 1;
-
-       /*
-        * Now we compute auxiliary values dp, dq and w to allow us
-        * to use the CRT optimisation when signing.
-        * 
-        *   dp == d mod (p-1)      so that a^dp == a^d mod p, for all a
-        *   dq == d mod (q-1)      similarly mod q
-        *   w == iqmp * q          so that w == 0 mod q, and w == 1 mod p
-        */
-       mpz_sub_ui(&tmp, &st->p, 1);
-       mpz_mod(&st->dp, &d, &tmp);
-       mpz_sub_ui(&tmp, &st->q, 1);
-       mpz_mod(&st->dq, &d, &tmp);
-       mpz_mul(&st->w, &iqmp, &st->q);
-
-       done_checks:
-       if (!valid) {
-           cfgfatal(loc,"rsa-private","file \"%s\" does not contain a "
-                    "valid RSA key!\n",filename);
-       }
-       mpz_clear(&tmp);
-       mpz_clear(&tmp2);
-       mpz_clear(&tmp3);
     }
+    /* Now we know the key is valid (or we don't care). */
+    valid = True;
+    
+    /*
+     * Now we compute auxiliary values dp, dq and w to allow us
+     * to use the CRT optimisation when signing.
+     * 
+     *   dp == d mod (p-1)      so that a^dp == a^d mod p, for all a
+     *   dq == d mod (q-1)      similarly mod q
+     *   w == iqmp * q          so that w == 0 mod q, and w == 1 mod p
+     */
+    mpz_init(&st->dp);
+    mpz_init(&st->dq);
+    mpz_init(&st->w);
+    mpz_sub_ui(&tmp, &st->p, 1);
+    mpz_mod(&st->dp, &d, &tmp);
+    mpz_sub_ui(&tmp, &st->q, 1);
+    mpz_mod(&st->dq, &d, &tmp);
+    mpz_mul(&st->w, &iqmp, &st->q);
+    
+done_checks:
+    if (!valid) {
+       cfgfatal(loc,"rsa-private","file \"%s\" does not contain a "
+                "valid RSA key!\n",filename);
+    }
+    mpz_clear(&tmp);
+    mpz_clear(&tmp2);
+    mpz_clear(&tmp3);
 
     free(c);
     mpz_clear(&e);
@@ -456,7 +489,6 @@ assume_valid:
     return new_closure(&st->cl);
 }
 
-init_module rsa_module;
 void rsa_module(dict_t *dict)
 {
     add_closure(dict,"rsa-private",rsapriv_apply);