]> git.ipfire.org Git - thirdparty/openssh-portable.git/commitdiff
upstream: chacha20-poly1305 AEAD using libcrypto EVP_chacha20
authordjm@openbsd.org <djm@openbsd.org>
Fri, 3 Apr 2020 04:32:21 +0000 (04:32 +0000)
committerDamien Miller <djm@mindrot.org>
Fri, 3 Apr 2020 04:41:27 +0000 (15:41 +1100)
Based on patch from Yuriy M. Kaminskiy. ok + lots of assistance along the
way at a2k20 tb@

OpenBSD-Commit-ID: 5e08754c13d31258bae6c5e318cc96219d6b10f0

cipher-chachapoly-libcrypto.c [new file with mode: 0644]

diff --git a/cipher-chachapoly-libcrypto.c b/cipher-chachapoly-libcrypto.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..960ac14
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,160 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2013 Damien Miller <djm@mindrot.org>
+ *
+ * Permission to use, copy, modify, and distribute this software for any
+ * purpose with or without fee is hereby granted, provided that the above
+ * copyright notice and this permission notice appear in all copies.
+ *
+ * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS" AND THE AUTHOR DISCLAIMS ALL WARRANTIES
+ * WITH REGARD TO THIS SOFTWARE INCLUDING ALL IMPLIED WARRANTIES OF
+ * MERCHANTABILITY AND FITNESS. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR
+ * ANY SPECIAL, DIRECT, INDIRECT, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES OR ANY DAMAGES
+ * WHATSOEVER RESULTING FROM LOSS OF USE, DATA OR PROFITS, WHETHER IN AN
+ * ACTION OF CONTRACT, NEGLIGENCE OR OTHER TORTIOUS ACTION, ARISING OUT OF
+ * OR IN CONNECTION WITH THE USE OR PERFORMANCE OF THIS SOFTWARE.
+ */
+
+/* $OpenBSD: cipher-chachapoly-libcrypto.c,v 1.1 2020/04/03 04:32:21 djm Exp $ */
+
+#include "includes.h"
+
+#include <sys/types.h>
+#include <stdarg.h> /* needed for log.h */
+#include <string.h>
+#include <stdio.h>  /* needed for misc.h */
+
+#include <openssl/evp.h>
+
+#include "log.h"
+#include "sshbuf.h"
+#include "ssherr.h"
+#include "cipher-chachapoly.h"
+
+struct chachapoly_ctx {
+       EVP_CIPHER_CTX *main_evp, *header_evp;
+};
+
+struct chachapoly_ctx *
+chachapoly_new(const u_char *key, u_int keylen)
+{
+       struct chachapoly_ctx *ctx;
+
+       if (keylen != (32 + 32)) /* 2 x 256 bit keys */
+               return NULL;
+       if ((ctx = calloc(1, sizeof(*ctx))) == NULL)
+               return NULL;
+       if ((ctx->main_evp = EVP_CIPHER_CTX_new()) == NULL ||
+           (ctx->header_evp = EVP_CIPHER_CTX_new()) == NULL)
+               goto fail;
+       if (!EVP_CipherInit(ctx->main_evp, EVP_chacha20(), key, NULL, 1))
+               goto fail;
+       if (!EVP_CipherInit(ctx->header_evp, EVP_chacha20(), key + 32, NULL, 1))
+               goto fail;
+       if (EVP_CIPHER_CTX_iv_length(ctx->header_evp) != 16)
+               goto fail;
+       return ctx;
+ fail:
+       chachapoly_free(ctx);
+       return NULL;
+}
+
+void
+chachapoly_free(struct chachapoly_ctx *cpctx)
+{
+       if (cpctx == NULL)
+               return;
+       EVP_CIPHER_CTX_free(cpctx->main_evp);
+       EVP_CIPHER_CTX_free(cpctx->header_evp);
+       freezero(cpctx, sizeof(*cpctx));
+}
+
+/*
+ * chachapoly_crypt() operates as following:
+ * En/decrypt with header key 'aadlen' bytes from 'src', storing result
+ * to 'dest'. The ciphertext here is treated as additional authenticated
+ * data for MAC calculation.
+ * En/decrypt 'len' bytes at offset 'aadlen' from 'src' to 'dest'. Use
+ * POLY1305_TAGLEN bytes at offset 'len'+'aadlen' as the authentication
+ * tag. This tag is written on encryption and verified on decryption.
+ */
+int
+chachapoly_crypt(struct chachapoly_ctx *ctx, u_int seqnr, u_char *dest,
+    const u_char *src, u_int len, u_int aadlen, u_int authlen, int do_encrypt)
+{
+       u_char seqbuf[16]; /* layout: u64 counter || u64 seqno */
+       int r = SSH_ERR_INTERNAL_ERROR;
+       u_char expected_tag[POLY1305_TAGLEN], poly_key[POLY1305_KEYLEN];
+
+       /*
+        * Run ChaCha20 once to generate the Poly1305 key. The IV is the
+        * packet sequence number.
+        */
+       memset(seqbuf, 0, sizeof(seqbuf));
+       POKE_U64(seqbuf + 8, seqnr);
+       memset(poly_key, 0, sizeof(poly_key));
+       if (!EVP_CipherInit(ctx->main_evp, NULL, NULL, seqbuf, 1) ||
+           EVP_Cipher(ctx->main_evp, poly_key,
+           poly_key, sizeof(poly_key)) < 0) {
+               r = SSH_ERR_LIBCRYPTO_ERROR;
+               goto out;
+       }
+
+       /* If decrypting, check tag before anything else */
+       if (!do_encrypt) {
+               const u_char *tag = src + aadlen + len;
+
+               poly1305_auth(expected_tag, src, aadlen + len, poly_key);
+               if (timingsafe_bcmp(expected_tag, tag, POLY1305_TAGLEN) != 0) {
+                       r = SSH_ERR_MAC_INVALID;
+                       goto out;
+               }
+       }
+
+       /* Crypt additional data */
+       if (aadlen) {
+               if (!EVP_CipherInit(ctx->header_evp, NULL, NULL, seqbuf, 1) ||
+                   EVP_Cipher(ctx->header_evp, dest, src, aadlen) < 0) {
+                       r = SSH_ERR_LIBCRYPTO_ERROR;
+                       goto out;
+               }
+       }
+
+       /* Set Chacha's block counter to 1 */
+       seqbuf[0] = 1;
+       if (!EVP_CipherInit(ctx->main_evp, NULL, NULL, seqbuf, 1) ||
+           EVP_Cipher(ctx->main_evp, dest + aadlen, src + aadlen, len) < 0) {
+               r = SSH_ERR_LIBCRYPTO_ERROR;
+               goto out;
+       }
+
+       /* If encrypting, calculate and append tag */
+       if (do_encrypt) {
+               poly1305_auth(dest + aadlen + len, dest, aadlen + len,
+                   poly_key);
+       }
+       r = 0;
+ out:
+       explicit_bzero(expected_tag, sizeof(expected_tag));
+       explicit_bzero(seqbuf, sizeof(seqbuf));
+       explicit_bzero(poly_key, sizeof(poly_key));
+       return r;
+}
+
+/* Decrypt and extract the encrypted packet length */
+int
+chachapoly_get_length(struct chachapoly_ctx *ctx,
+    u_int *plenp, u_int seqnr, const u_char *cp, u_int len)
+{
+       u_char buf[4], seqbuf[16];
+
+       if (len < 4)
+               return SSH_ERR_MESSAGE_INCOMPLETE;
+       memset(seqbuf, 0, sizeof(seqbuf));
+       POKE_U64(seqbuf + 8, seqnr);
+       if (!EVP_CipherInit(ctx->header_evp, NULL, NULL, seqbuf, 0))
+               return SSH_ERR_LIBCRYPTO_ERROR;
+       if (EVP_Cipher(ctx->header_evp, buf, (u_char *)cp, sizeof(buf)) < 0)
+               return SSH_ERR_LIBCRYPTO_ERROR;
+       *plenp = PEEK_U32(buf);
+       return 0;
+}