tinc-vpn.org Git - tinc/blob - src/gcrypt/rsa.c

   1 /*
   2     rsa.c -- RSA key handling
   3     Copyright (C) 2007-2012 Guus Sliepen <guus@tinc-vpn.org>
   4
   5     This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   6     it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   8     (at your option) any later version.
   9
  10     This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13     GNU General Public License for more details.
  14
  15     You should have received a copy of the GNU General Public License along
  16     with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  17     51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
  18 */
  19
  20 #include "system.h"
  21
  22 #include <gcrypt.h>
  23
  24 #include "logger.h"
  25 #include "rsa.h"
  26
  27 // Base64 decoding table
  28
  29 static const uint8_t b64d[128] = {
  30         0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
  31         0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
  32         0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
  33         0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
  34         0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
  35         0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
  36         0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
  37         0xff, 0x3e, 0xff, 0xff, 0xff, 0x3f,
  38         0x34, 0x35, 0x36, 0x37, 0x38, 0x39,
  39         0x3a, 0x3b, 0x3c, 0x3d, 0xff, 0xff,
  40         0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x00,
  41         0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06,
  42         0x07, 0x08, 0x09, 0x0a, 0x0b, 0x0c,
  43         0x0d, 0x0e, 0x0f, 0x10, 0x11, 0x12,
  44         0x13, 0x14, 0x15, 0x16, 0x17, 0x18,
  45         0x19, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
  46         0xff, 0x1a, 0x1b, 0x1c, 0x1d, 0x1e,
  47         0x1f, 0x20, 0x21, 0x22, 0x23, 0x24,
  48         0x25, 0x26, 0x27, 0x28, 0x29, 0x2a,
  49         0x2b, 0x2c, 0x2d, 0x2e, 0x2f, 0x30,
  50         0x31, 0x32, 0x33, 0xff, 0xff, 0xff,
  51         0xff, 0xff
  52 };
  53
  54 // PEM encoding/decoding functions
  55
  56 static bool pem_decode(FILE *fp, const char *header, uint8_t *buf, size_t size, size_t *outsize) {
  57         bool decode = false;
  58         char line[1024];
  59         uint16_t word = 0;
  60         int shift = 10;
  61         size_t i, j = 0;
  62
  63         while(!feof(fp)) {
  64                 if(!fgets(line, sizeof(line), fp)) {
  65                         return false;
  66                 }
  67
  68                 if(!decode && !strncmp(line, "-----BEGIN ", 11)) {
  69                         if(!strncmp(line + 11, header, strlen(header))) {
  70                                 decode = true;
  71                         }
  72
  73                         continue;
  74                 }
  75
  76                 if(decode && !strncmp(line, "-----END", 8)) {
  77                         break;
  78                 }
  79
  80                 if(!decode) {
  81                         continue;
  82                 }
  83
  84                 for(i = 0; line[i] >= ' '; i++) {
  85                         if((signed char)line[i] < 0 || b64d[(int)line[i]] == 0xff) {
  86                                 break;
  87                         }
  88
  89                         word |= b64d[(int)line[i]] << shift;
  90                         shift -= 6;
  91
  92                         if(shift <= 2) {
  93                                 if(j > size) {
  94                                         errno = ENOMEM;
  95                                         return false;
  96                                 }
  97
  98                                 buf[j++] = word >> 8;
  99                                 word <<= 8;
 100                                 shift += 8;
 101                         }
 102                 }
 103         }
 104
 105         if(outsize) {
 106                 *outsize = j;
 107         }
 108
 109         return true;
 110 }
 111
 112
 113 // BER decoding functions
 114
 115 static int ber_read_id(unsigned char **p, size_t *buflen) {
 116         if(*buflen <= 0) {
 117                 return -1;
 118         }
 119
 120         if((**p & 0x1f) == 0x1f) {
 121                 int id = 0;
 122                 bool more;
 123
 124                 while(*buflen > 0) {
 125                         id <<= 7;
 126                         id |= **p & 0x7f;
 127                         more = *(*p)++ & 0x80;
 128                         (*buflen)--;
 129
 130                         if(!more) {
 131                                 break;
 132                         }
 133                 }
 134
 135                 return id;
 136         } else {
 137                 (*buflen)--;
 138                 return *(*p)++ & 0x1f;
 139         }
 140 }
 141
 142 static size_t ber_read_len(unsigned char **p, size_t *buflen) {
 143         if(*buflen <= 0) {
 144                 return -1;
 145         }
 146
 147         if(**p & 0x80) {
 148                 size_t result = 0;
 149                 int len = *(*p)++ & 0x7f;
 150                 (*buflen)--;
 151
 152                 if(len > *buflen) {
 153                         return 0;
 154                 }
 155
 156                 while(len--) {
 157                         result <<= 8;
 158                         result |= *(*p)++;
 159                         (*buflen)--;
 160                 }
 161
 162                 return result;
 163         } else {
 164                 (*buflen)--;
 165                 return *(*p)++;
 166         }
 167 }
 168
 169
 170 static bool ber_read_sequence(unsigned char **p, size_t *buflen, size_t *result) {
 171         int tag = ber_read_id(p, buflen);
 172         size_t len = ber_read_len(p, buflen);
 173
 174         if(tag == 0x10) {
 175                 if(result) {
 176                         *result = len;
 177                 }
 178
 179                 return true;
 180         } else {
 181                 return false;
 182         }
 183 }
 184
 185 static bool ber_read_mpi(unsigned char **p, size_t *buflen, gcry_mpi_t *mpi) {
 186         int tag = ber_read_id(p, buflen);
 187         size_t len = ber_read_len(p, buflen);
 188         gcry_error_t err = 0;
 189
 190         if(tag != 0x02 || len > *buflen) {
 191                 return false;
 192         }
 193
 194         if(mpi) {
 195                 err = gcry_mpi_scan(mpi, GCRYMPI_FMT_USG, *p, len, NULL);
 196         }
 197
 198         *p += len;
 199         *buflen -= len;
 200
 201         return mpi ? !err : true;
 202 }
 203
 204 bool rsa_set_hex_public_key(rsa_t *rsa, char *n, char *e) {
 205         gcry_error_t err = 0;
 206
 207         err = gcry_mpi_scan(&rsa->n, GCRYMPI_FMT_HEX, n, 0, NULL)
 208               ? : gcry_mpi_scan(&rsa->e, GCRYMPI_FMT_HEX, e, 0, NULL);
 209
 210         if(err) {
 211                 logger(DEBUG_ALWAYS, LOG_ERR, "Error while reading RSA public key: %s", gcry_strerror(errno));
 212                 return false;
 213         }
 214
 215         return true;
 216 }
 217
 218 bool rsa_set_hex_private_key(rsa_t *rsa, char *n, char *e, char *d) {
 219         gcry_error_t err = 0;
 220
 221         err = gcry_mpi_scan(&rsa->n, GCRYMPI_FMT_HEX, n, 0, NULL)
 222               ? : gcry_mpi_scan(&rsa->e, GCRYMPI_FMT_HEX, e, 0, NULL)
 223               ? : gcry_mpi_scan(&rsa->d, GCRYMPI_FMT_HEX, d, 0, NULL);
 224
 225         if(err) {
 226                 logger(DEBUG_ALWAYS, LOG_ERR, "Error while reading RSA public key: %s", gcry_strerror(errno));
 227                 return false;
 228         }
 229
 230         return true;
 231 }
 232
 233 // Read PEM RSA keys
 234
 235 bool rsa_read_pem_public_key(rsa_t *rsa, FILE *fp) {
 236         uint8_t derbuf[8096], *derp = derbuf;
 237         size_t derlen;
 238
 239         if(!pem_decode(fp, "RSA PUBLIC KEY", derbuf, sizeof(derbuf), &derlen)) {
 240                 logger(DEBUG_ALWAYS, LOG_ERR, "Unable to read RSA public key: %s", strerror(errno));
 241                 return NULL;
 242         }
 243
 244         if(!ber_read_sequence(&derp, &derlen, NULL)
 245                         || !ber_read_mpi(&derp, &derlen, &rsa->n)
 246                         || !ber_read_mpi(&derp, &derlen, &rsa->e)
 247                         || derlen) {
 248                 logger(DEBUG_ALWAYS, LOG_ERR, "Error while decoding RSA public key");
 249                 return NULL;
 250         }
 251
 252         return true;
 253 }
 254
 255 bool rsa_read_pem_private_key(rsa_t *rsa, FILE *fp) {
 256         uint8_t derbuf[8096], *derp = derbuf;
 257         size_t derlen;
 258
 259         if(!pem_decode(fp, "RSA PRIVATE KEY", derbuf, sizeof(derbuf), &derlen)) {
 260                 logger(DEBUG_ALWAYS, LOG_ERR, "Unable to read RSA private key: %s", strerror(errno));
 261                 return NULL;
 262         }
 263
 264         if(!ber_read_sequence(&derp, &derlen, NULL)
 265                         || !ber_read_mpi(&derp, &derlen, NULL)
 266                         || !ber_read_mpi(&derp, &derlen, &rsa->n)
 267                         || !ber_read_mpi(&derp, &derlen, &rsa->e)
 268                         || !ber_read_mpi(&derp, &derlen, &rsa->d)
 269                         || !ber_read_mpi(&derp, &derlen, NULL) // p
 270                         || !ber_read_mpi(&derp, &derlen, NULL) // q
 271                         || !ber_read_mpi(&derp, &derlen, NULL)
 272                         || !ber_read_mpi(&derp, &derlen, NULL)
 273                         || !ber_read_mpi(&derp, &derlen, NULL) // u
 274                         || derlen) {
 275                 logger(DEBUG_ALWAYS, LOG_ERR, "Error while decoding RSA private key");
 276                 return NULL;
 277         }
 278
 279         return true;
 280 }
 281
 282 size_t rsa_size(rsa_t *rsa) {
 283         return (gcry_mpi_get_nbits(rsa->n) + 7) / 8;
 284 }
 285
 286 /* Well, libgcrypt has functions to handle RSA keys, but they suck.
 287  * So we just use libgcrypt's mpi functions, and do the math ourselves.
 288  */
 289
 290 // TODO: get rid of this macro, properly clean up gcry_ structures after use
 291 #define check(foo) { gcry_error_t err = (foo); if(err) {logger(DEBUG_ALWAYS, LOG_ERR, "gcrypt error %s/%s at %s:%d", gcry_strsource(err), gcry_strerror(err), __FILE__, __LINE__); return false; }}
 292
 293 bool rsa_public_encrypt(rsa_t *rsa, void *in, size_t len, void *out) {
 294         gcry_mpi_t inmpi;
 295         check(gcry_mpi_scan(&inmpi, GCRYMPI_FMT_USG, in, len, NULL));
 296
 297         gcry_mpi_t outmpi = gcry_mpi_new(len * 8);
 298         gcry_mpi_powm(outmpi, inmpi, rsa->e, rsa->n);
 299
 300         int pad = len - (gcry_mpi_get_nbits(outmpi) + 7) / 8;
 301
 302         while(pad--) {
 303                 *(char *)out++ = 0;
 304         }
 305
 306         check(gcry_mpi_print(GCRYMPI_FMT_USG, out, len, NULL, outmpi));
 307
 308         return true;
 309 }
 310
 311 bool rsa_private_decrypt(rsa_t *rsa, void *in, size_t len, void *out) {
 312         gcry_mpi_t inmpi;
 313         check(gcry_mpi_scan(&inmpi, GCRYMPI_FMT_USG, in, len, NULL));
 314
 315         gcry_mpi_t outmpi = gcry_mpi_new(len * 8);
 316         gcry_mpi_powm(outmpi, inmpi, rsa->d, rsa->n);
 317
 318         int pad = len - (gcry_mpi_get_nbits(outmpi) + 7) / 8;
 319
 320         while(pad--) {
 321                 *(char *)out++ = 0;
 322         }
 323
 324         check(gcry_mpi_print(GCRYMPI_FMT_USG, out, len, NULL, outmpi));
 325
 326         return true;
 327 }