Annotation of embedaddon/strongswan/src/libstrongswan/plugins/cmac/cmac.c, revision 1.1

1.1     ! misho       1: /*
        !             2:  * Copyright (C) 2012 Tobias Brunner
        !             3:  * HSR Hochschule fuer Technik Rapperswil
        !             4:  *
        !             5:  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
        !             6:  * under the terms of the GNU General Public License as published by the
        !             7:  * Free Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your
        !             8:  * option) any later version.  See <http://www.fsf.org/copyleft/gpl.txt>.
        !             9:  *
        !            10:  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
        !            11:  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
        !            12:  * or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
        !            13:  * for more details.
        !            14:  */
        !            15: 
        !            16: #include <string.h>
        !            17: 
        !            18: #include "cmac.h"
        !            19: 
        !            20: #include <utils/debug.h>
        !            21: #include <crypto/mac.h>
        !            22: #include <crypto/prfs/mac_prf.h>
        !            23: #include <crypto/signers/mac_signer.h>
        !            24: 
        !            25: typedef struct private_mac_t private_mac_t;
        !            26: 
        !            27: /**
        !            28:  * Private data of a mac_t object.
        !            29:  *
        !            30:  * The variable names are the same as in the RFC.
        !            31:  */
        !            32: struct private_mac_t {
        !            33: 
        !            34:        /**
        !            35:         * Public interface.
        !            36:         */
        !            37:        mac_t public;
        !            38: 
        !            39:        /**
        !            40:         * Block size, in bytes
        !            41:         */
        !            42:        uint8_t b;
        !            43: 
        !            44:        /**
        !            45:         * Crypter with key K
        !            46:         */
        !            47:        crypter_t *k;
        !            48: 
        !            49:        /**
        !            50:         * K1
        !            51:         */
        !            52:        uint8_t *k1;
        !            53: 
        !            54:        /**
        !            55:         * K2
        !            56:         */
        !            57:        uint8_t *k2;
        !            58: 
        !            59:        /**
        !            60:         * T
        !            61:         */
        !            62:        uint8_t *t;
        !            63: 
        !            64:        /**
        !            65:         * remaining, unprocessed bytes in append mode
        !            66:         */
        !            67:        uint8_t *remaining;
        !            68: 
        !            69:        /**
        !            70:         * number of bytes in remaining
        !            71:         */
        !            72:        int remaining_bytes;
        !            73: };
        !            74: 
        !            75: /**
        !            76:  * process supplied data, but do not run final operation
        !            77:  */
        !            78: static bool update(private_mac_t *this, chunk_t data)
        !            79: {
        !            80:        chunk_t iv;
        !            81: 
        !            82:        if (this->remaining_bytes + data.len <= this->b)
        !            83:        {       /* no complete block (or last block), just copy into remaining */
        !            84:                memcpy(this->remaining + this->remaining_bytes, data.ptr, data.len);
        !            85:                this->remaining_bytes += data.len;
        !            86:                return TRUE;
        !            87:        }
        !            88: 
        !            89:        iv = chunk_alloca(this->b);
        !            90:        memset(iv.ptr, 0, iv.len);
        !            91: 
        !            92:        /* T := 0x00000000000000000000000000000000 (initially)
        !            93:         * for each block M_i (except the last)
        !            94:         *   X := T XOR M_i;
        !            95:         *   T := AES-128(K, X);
        !            96:         */
        !            97: 
        !            98:        /* append data to remaining bytes, process block M_1 */
        !            99:        memcpy(this->remaining + this->remaining_bytes, data.ptr,
        !           100:                   this->b - this->remaining_bytes);
        !           101:        data = chunk_skip(data, this->b - this->remaining_bytes);
        !           102:        memxor(this->t, this->remaining, this->b);
        !           103:        if (!this->k->encrypt(this->k, chunk_create(this->t, this->b), iv, NULL))
        !           104:        {
        !           105:                return FALSE;
        !           106:        }
        !           107: 
        !           108:        /* process blocks M_2 ... M_n-1 */
        !           109:        while (data.len > this->b)
        !           110:        {
        !           111:                memcpy(this->remaining, data.ptr, this->b);
        !           112:                data = chunk_skip(data, this->b);
        !           113:                memxor(this->t, this->remaining, this->b);
        !           114:                if (!this->k->encrypt(this->k, chunk_create(this->t, this->b), iv, NULL))
        !           115:                {
        !           116:                        return FALSE;
        !           117:                }
        !           118:        }
        !           119: 
        !           120:        /* store remaining bytes of block M_n */
        !           121:        memcpy(this->remaining, data.ptr, data.len);
        !           122:        this->remaining_bytes = data.len;
        !           123: 
        !           124:        return TRUE;
        !           125: }
        !           126: 
        !           127: /**
        !           128:  * process last block M_last
        !           129:  */
        !           130: static bool final(private_mac_t *this, uint8_t *out)
        !           131: {
        !           132:        chunk_t iv;
        !           133: 
        !           134:        iv = chunk_alloca(this->b);
        !           135:        memset(iv.ptr, 0, iv.len);
        !           136: 
        !           137:        /* if last block is complete
        !           138:         *   M_last := M_n XOR K1;
        !           139:         * else
        !           140:         *   M_last := padding(M_n) XOR K2;
        !           141:         */
        !           142:        if (this->remaining_bytes == this->b)
        !           143:        {
        !           144:                memxor(this->remaining, this->k1, this->b);
        !           145:        }
        !           146:        else
        !           147:        {
        !           148:                /* padding(x) = x || 10^i  where i is 128-8*r-1
        !           149:                 * That is, padding(x) is the concatenation of x and a single '1',
        !           150:                 * followed by the minimum number of '0's, so that the total length is
        !           151:                 * equal to 128 bits.
        !           152:                 */
        !           153:                if (this->remaining_bytes < this->b)
        !           154:                {
        !           155:                        this->remaining[this->remaining_bytes] = 0x80;
        !           156:                        while (++this->remaining_bytes < this->b)
        !           157:                        {
        !           158:                                this->remaining[this->remaining_bytes] = 0x00;
        !           159:                        }
        !           160:                }
        !           161:                memxor(this->remaining, this->k2, this->b);
        !           162:        }
        !           163:        /* T := M_last XOR T;
        !           164:         * T := AES-128(K,T);
        !           165:         */
        !           166:        memxor(this->t, this->remaining, this->b);
        !           167:        if (!this->k->encrypt(this->k, chunk_create(this->t, this->b), iv, NULL))
        !           168:        {
        !           169:                return FALSE;
        !           170:        }
        !           171: 
        !           172:        memcpy(out, this->t, this->b);
        !           173: 
        !           174:        /* reset state */
        !           175:        memset(this->t, 0, this->b);
        !           176:        this->remaining_bytes = 0;
        !           177: 
        !           178:        return TRUE;
        !           179: }
        !           180: 
        !           181: METHOD(mac_t, get_mac, bool,
        !           182:        private_mac_t *this, chunk_t data, uint8_t *out)
        !           183: {
        !           184:        /* update T, do not process last block */
        !           185:        if (!update(this, data))
        !           186:        {
        !           187:                return FALSE;
        !           188:        }
        !           189: 
        !           190:        if (out)
        !           191:        {       /* if not in append mode, process last block and output result */
        !           192:                return final(this, out);
        !           193:        }
        !           194:        return TRUE;
        !           195: }
        !           196: 
        !           197: METHOD(mac_t, get_mac_size, size_t,
        !           198:        private_mac_t *this)
        !           199: {
        !           200:        return this->b;
        !           201: }
        !           202: 
        !           203: /**
        !           204:  * Left-shift the given chunk by one bit.
        !           205:  */
        !           206: static void bit_shift(chunk_t chunk)
        !           207: {
        !           208:        size_t i;
        !           209: 
        !           210:        for (i = 0; i < chunk.len; i++)
        !           211:        {
        !           212:                chunk.ptr[i] <<= 1;
        !           213:                if (i < chunk.len - 1 && chunk.ptr[i + 1] & 0x80)
        !           214:                {
        !           215:                        chunk.ptr[i] |= 0x01;
        !           216:                }
        !           217:        }
        !           218: }
        !           219: 
        !           220: /**
        !           221:  * Apply the following key derivation (in-place):
        !           222:  * if MSB(C) == 0
        !           223:  *   C := C << 1
        !           224:  * else
        !           225:  *   C := (C << 1) XOR 0x00000000000000000000000000000087
        !           226:  */
        !           227: static void derive_key(chunk_t chunk)
        !           228: {
        !           229:        if (chunk.ptr[0] & 0x80)
        !           230:        {
        !           231:                chunk_t rb;
        !           232: 
        !           233:                rb = chunk_alloca(chunk.len);
        !           234:                memset(rb.ptr, 0, rb.len);
        !           235:                rb.ptr[rb.len - 1] = 0x87;
        !           236:                bit_shift(chunk);
        !           237:                memxor(chunk.ptr, rb.ptr, chunk.len);
        !           238:        }
        !           239:        else
        !           240:        {
        !           241:                bit_shift(chunk);
        !           242:        }
        !           243: }
        !           244: 
        !           245: METHOD(mac_t, set_key, bool,
        !           246:        private_mac_t *this, chunk_t key)
        !           247: {
        !           248:        chunk_t resized, iv, l;
        !           249: 
        !           250:        memset(this->t, 0, this->b);
        !           251:        this->remaining_bytes = 0;
        !           252: 
        !           253:        /* we support variable keys as defined in RFC 4615 */
        !           254:        if (key.len == this->b)
        !           255:        {
        !           256:                resized = key;
        !           257:        }
        !           258:        else
        !           259:        {       /* use cmac recursively to resize longer or shorter keys */
        !           260:                resized = chunk_alloca(this->b);
        !           261:                memset(resized.ptr, 0, resized.len);
        !           262:                if (!set_key(this, resized) ||
        !           263:                        !get_mac(this, key, resized.ptr))
        !           264:                {
        !           265:                        return FALSE;
        !           266:                }
        !           267:        }
        !           268: 
        !           269:        /*
        !           270:         * Rb = 0x00000000000000000000000000000087
        !           271:         * L = 0x00000000000000000000000000000000 encrypted with K
        !           272:         * if MSB(L) == 0
        !           273:         *   K1 = L << 1
        !           274:         * else
        !           275:         *   K1 = (L << 1) XOR Rb
        !           276:         * if MSB(K1) == 0
        !           277:         *   K2 = K1 << 1
        !           278:         * else
        !           279:         *   K2 = (K1 << 1) XOR Rb
        !           280:         */
        !           281:        iv = chunk_alloca(this->b);
        !           282:        memset(iv.ptr, 0, iv.len);
        !           283:        l = chunk_alloca(this->b);
        !           284:        memset(l.ptr, 0, l.len);
        !           285:        if (!this->k->set_key(this->k, resized) ||
        !           286:                !this->k->encrypt(this->k, l, iv, NULL))
        !           287:        {
        !           288:                return FALSE;
        !           289:        }
        !           290:        derive_key(l);
        !           291:        memcpy(this->k1, l.ptr, l.len);
        !           292:        derive_key(l);
        !           293:        memcpy(this->k2, l.ptr, l.len);
        !           294:        memwipe(l.ptr, l.len);
        !           295: 
        !           296:        return TRUE;
        !           297: }
        !           298: 
        !           299: METHOD(mac_t, destroy, void,
        !           300:        private_mac_t *this)
        !           301: {
        !           302:        this->k->destroy(this->k);
        !           303:        memwipe(this->k1, this->b);
        !           304:        free(this->k1);
        !           305:        memwipe(this->k2, this->b);
        !           306:        free(this->k2);
        !           307:        free(this->t);
        !           308:        free(this->remaining);
        !           309:        free(this);
        !           310: }
        !           311: 
        !           312: /*
        !           313:  * Described in header
        !           314:  */
        !           315: mac_t *cmac_create(encryption_algorithm_t algo, size_t key_size)
        !           316: {
        !           317:        private_mac_t *this;
        !           318:        crypter_t *crypter;
        !           319:        uint8_t b;
        !           320: 
        !           321:        crypter = lib->crypto->create_crypter(lib->crypto, algo, key_size);
        !           322:        if (!crypter)
        !           323:        {
        !           324:                return NULL;
        !           325:        }
        !           326:        b = crypter->get_block_size(crypter);
        !           327:        /* input and output of crypter must be equal for cmac */
        !           328:        if (b != key_size)
        !           329:        {
        !           330:                crypter->destroy(crypter);
        !           331:                return NULL;
        !           332:        }
        !           333: 
        !           334:        INIT(this,
        !           335:                .public = {
        !           336:                        .get_mac = _get_mac,
        !           337:                        .get_mac_size = _get_mac_size,
        !           338:                        .set_key = _set_key,
        !           339:                        .destroy = _destroy,
        !           340:                },
        !           341:                .b = b,
        !           342:                .k = crypter,
        !           343:                .k1 = malloc(b),
        !           344:                .k2 = malloc(b),
        !           345:                .t = malloc(b),
        !           346:                .remaining = malloc(b),
        !           347:        );
        !           348:        memset(this->t, 0, b);
        !           349: 
        !           350:        return &this->public;
        !           351: }
        !           352: 
        !           353: /*
        !           354:  * Described in header.
        !           355:  */
        !           356: prf_t *cmac_prf_create(pseudo_random_function_t algo)
        !           357: {
        !           358:        mac_t *cmac;
        !           359: 
        !           360:        switch (algo)
        !           361:        {
        !           362:                case PRF_AES128_CMAC:
        !           363:                        cmac = cmac_create(ENCR_AES_CBC, 16);
        !           364:                        break;
        !           365:                default:
        !           366:                        return NULL;
        !           367:        }
        !           368:        if (cmac)
        !           369:        {
        !           370:                return mac_prf_create(cmac);
        !           371:        }
        !           372:        return NULL;
        !           373: }
        !           374: 
        !           375: /*
        !           376:  * Described in header
        !           377:  */
        !           378: signer_t *cmac_signer_create(integrity_algorithm_t algo)
        !           379: {
        !           380:        size_t truncation;
        !           381:        mac_t *cmac;
        !           382: 
        !           383:        switch (algo)
        !           384:        {
        !           385:                case AUTH_AES_CMAC_96:
        !           386:                        cmac = cmac_create(ENCR_AES_CBC, 16);
        !           387:                        truncation = 12;
        !           388:                        break;
        !           389:                default:
        !           390:                        return NULL;
        !           391:        }
        !           392:        if (cmac)
        !           393:        {
        !           394:                return mac_signer_create(cmac, truncation);
        !           395:        }
        !           396:        return NULL;
        !           397: }

FreeBSD-CVSweb <freebsd-cvsweb@FreeBSD.org>