rsa/rsa_oaep.c

   1
   2 /* rsa_oaep.c */
   3 /*
   4     This file is part of the ARM-Crypto-Lib.
   5     Copyright (C) 2006-2012 Daniel Otte (daniel.otte@rub.de)
   6
   7     This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   8     it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9     the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
  10     (at your option) any later version.
  11
  12     This program is distributed in the hope that it will be useful,
  13     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15     GNU General Public License for more details.
  16
  17     You should have received a copy of the GNU General Public License
  18     along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  19 */
  20
  21 #include <stdint.h>
  22 #include <stdlib.h>
  23 #include <string.h>
  24 #include "memxor.h"
  25 #include "mgf1.h"
  26 #include "bigint.h"
  27 #include "rsa_basic.h"
  28 #include "rsa_oaep.h"
  29
  30 #include "random_dummy.h"
  31
  32 #include "hfal/hfal_sha1.h"
  33
  34 #include "cli.h"
  35 #include "uart_lowlevel.h"
  36
  37 mgf1_parameter_t mgf1_default_parameter = {
  38                 &sha1_desc
  39 };
  40
  41 rsa_oaep_parameter_t rsa_oaep_default_parameter = {
  42                 mgf1,
  43                 &sha1_desc,
  44                 &mgf1_default_parameter
  45 };
  46
  47 rsa_label_t rsa_oaep_default_label = {
  48                 0, NULL
  49 };
  50
  51 uint8_t rsa_encrypt_oaep(void* dest, uint16_t* out_length,
  52                               const void* src, uint16_t length_B,
  53                               rsa_publickey_t* key, const rsa_oaep_parameter_t *p,
  54                               const rsa_label_t* label, const void* seed){
  55
  56         if(!p){
  57                 p = &rsa_oaep_default_parameter;
  58         }
  59         if(!label){
  60                 label = &rsa_oaep_default_label;
  61         }
  62         uint16_t hv_len = (hfal_hash_getHashsize(p->hf)+7)/8;
  63         if(length_B > bigint_length_B(key->modulus) - 2*hv_len - 2){
  64                 /* message too long */
  65                 return 1;
  66         }
  67         uint16_t buffer_len = bigint_length_B(key->modulus);
  68 /*
  69         cli_putstr("\r\n buffer_len = ");
  70         cli_hexdump_rev(&buffer_len, 2);
  71         cli_putstr("\r\n modulus_len = ");
  72         cli_hexdump_rev(&key->modulus->length_B, 2);
  73 */
  74         uint8_t* buffer = (uint8_t*)dest;
  75         uint8_t off;
  76         /* the following needs some explanation:
  77          * off is the offset which is used for compensating the effect of
  78          * changeendian() when it operates on multi-byte words.
  79          * */
  80         off = (sizeof(bigint_word_t) -(bigint_get_first_set_bit(key->modulus)/8+1)%(sizeof(bigint_word_t)*8))
  81                         % (sizeof(bigint_word_t));
  82         buffer += off;
  83     buffer_len -= off;
  84 //    cli_putstr("\r\n  off = ");
  85 //    cli_hexdump_byte(off);
  86         uint8_t* seed_buffer = buffer + 1;
  87         uint16_t db_len = buffer_len - hv_len - 1;
  88         uint8_t* db = seed_buffer + hv_len;
  89         uint16_t maskbuffer_len = db_len>hv_len?db_len:hv_len;
  90         uint8_t maskbuffer[maskbuffer_len];
  91         bigint_t x;
  92
  93         memset(dest, 0, seed_buffer - buffer + off);
  94         memset(db + hv_len, 0, db_len - hv_len - length_B -1);
  95         hfal_hash_mem(p->hf, db, label->label, label->length_b);
  96         db[db_len - length_B - 1] = 0x01;
  97         memcpy(db+db_len - length_B, src, length_B);
  98         if(seed){
  99                 memcpy(seed_buffer, seed, hv_len);
 100         }else{
 101                 /* generate random seed */
 102                 if(!prng_get_byte){
 103                         return 2; /* ERROR: no random generator specified */
 104                 }
 105                 uint16_t i;
 106                 for(i=0; i<hv_len; ++i){
 107                         seed_buffer[i] = prng_get_byte();
 108                 }
 109         }
 110 //      cli_putstr("\r\n  msg (raw, pre-feistel):\r\n");
 111 //      cli_hexdump_block(dest, bigint_length_B(key->modulus), 4, 16);
 112         p->mgf(maskbuffer, seed_buffer, hv_len, db_len, p->mgf_parameter);
 113         memxor(db, maskbuffer, db_len);
 114         p->mgf(maskbuffer, db, db_len, hv_len, p->mgf_parameter);
 115         memxor(seed_buffer, maskbuffer, hv_len);
 116 //      cli_putstr("\r\n  msg (raw, post-feistel):\r\n");
 117 //      cli_hexdump_block(dest, bigint_length_B(key->modulus), 4, 16);
 118
 119         x.wordv = dest;
 120         x.length_B = key->modulus->length_B;
 121         bigint_adjust(&x);
 122
 123         rsa_os2ip(&x, NULL, bigint_length_B(key->modulus));
 124         rsa_enc(&x, key);
 125         rsa_i2osp(NULL, &x, out_length);
 126         return 0;
 127 }
 128
 129 uint8_t rsa_decrypt_oaep(void* dest, uint16_t* out_length,
 130                               const void* src, uint16_t length_B,
 131                               rsa_privatekey_t* key, const rsa_oaep_parameter_t *p,
 132                               const rsa_label_t* label, void* seed){
 133
 134 //      cli_putstr("\r\n -->rsa_decrypt_oaep()"); uart_flush(0);
 135         if(!label){
 136                 label = &rsa_oaep_default_label;
 137         }
 138         if(!p){
 139                 p = &rsa_oaep_default_parameter;
 140         }
 141         uint16_t x_len, data_len;
 142         bigint_t x;
 143         uint16_t hv_len = hfal_hash_getHashsize(p->hf)/8;
 144         uint8_t label_hv[hv_len];
 145         uint16_t msg_len = bigint_get_first_set_bit(key->modulus) / 8 + 1;
 146         uint16_t db_len = msg_len - hv_len - 1;
 147         uint8_t maskbuffer[db_len>hv_len?db_len:hv_len];
 148
 149         uint8_t *seed_buffer = dest;
 150         uint8_t *db_buffer = seed_buffer + hv_len;
 151
 152         x_len = bigint_get_first_set_bit(key->modulus)/8;
 153         memset(dest, 0, bigint_length_B(key->modulus) - length_B);
 154         memcpy((uint8_t*)dest + bigint_length_B(key->modulus) - length_B, src, length_B);
 155
 156 //      cli_putc('a'); uart_flush(0);
 157
 158         x.wordv = dest;
 159         x.length_B = key->modulus->length_B;
 160         x.info = 0;
 161         bigint_adjust(&x);
 162
 163
 164 //      cli_putc('b'); uart_flush(0);
 165         rsa_os2ip(&x, NULL, bigint_length_B(key->modulus));
 166 //      cli_putc('c'); uart_flush(0);
 167         rsa_dec(&x, key);
 168 //      cli_putc('d'); uart_flush(0);
 169         rsa_i2osp(NULL, &x, &data_len);
 170
 171 //      cli_putstr("\r\n  msg (raw, pre-move):\r\n");
 172 //      cli_hexdump_block(dest, bigint_length_B(key->modulus), 4, 16);
 173
 174         if(data_len > x_len){
 175                 return 7;
 176         }
 177 /*
 178         cli_putstr("\r\n moving some bytes; x_len = ");
 179         cli_hexdump_rev(&x_len, 2);
 180         cli_putstr("  data_len = ");
 181         cli_hexdump_rev(&data_len, 2);
 182         uart_flush(0);
 183 */
 184         if(x_len != data_len){
 185                 memmove((uint8_t*)dest + x_len - data_len, dest, data_len);
 186 //              cli_putstr("  (oh, not dead yet?!)");
 187 //              uart_flush(0);
 188                 memset(dest, 0, x_len - data_len);
 189         }
 190
 191         hfal_hash_mem(p->hf, label_hv, label->label, label->length_b);
 192 /*
 193         cli_putstr("\r\n  msg (raw, pre-feistel):\r\n");
 194         cli_hexdump_block(seed_buffer, bigint_length_B(key->modulus), 4, 16);
 195         uart_flush(0);
 196 */
 197         p->mgf(maskbuffer, db_buffer, db_len, hv_len, p->mgf_parameter);
 198         memxor(seed_buffer, maskbuffer, hv_len);
 199         p->mgf(maskbuffer, seed_buffer, hv_len, db_len, p->mgf_parameter);
 200         memxor(db_buffer, maskbuffer, db_len);
 201
 202         if(memcmp(label_hv, db_buffer, hv_len)){
 203 //              cli_putstr("\r\nDBG: DB:\r\n");
 204 //              cli_hexdump_block(db_buffer, db_len, 4, 16);
 205                 return 2;
 206         }
 207
 208         uint16_t ps_len=0;
 209         while(db_buffer[hv_len + ps_len++] == 0)
 210                 ;
 211
 212         --ps_len;
 213         if(db_buffer[hv_len + ps_len] != 1){
 214                 return 3;
 215         }
 216
 217         if(seed){
 218                 memcpy(seed, seed_buffer, hv_len);
 219         }
 220
 221         msg_len = db_len - hv_len - 1 - ps_len;
 222         memmove(dest, db_buffer + hv_len + ps_len + 1, msg_len);
 223
 224         *out_length = msg_len;
 225
 226         return 0;
 227 }
 228
 229