libeap/src/crypto/aes-siv.c

   1 /*
   2  * AES SIV (RFC 5297)
   3  * Copyright (c) 2013 Cozybit, Inc.
   4  *
   5  * This software may be distributed under the terms of the BSD license.
   6  * See README for more details.
   7  */
   8
   9 #include "includes.h"
  10
  11 #include "common.h"
  12 #include "aes.h"
  13 #include "aes_wrap.h"
  14 #include "aes_siv.h"
  15
  16
  17 static const u8 zero[AES_BLOCK_SIZE];
  18
  19
  20 static void dbl(u8 *pad)
  21 {
  22         int i, carry;
  23
  24         carry = pad[0] & 0x80;
  25         for (i = 0; i < AES_BLOCK_SIZE - 1; i++)
  26                 pad[i] = (pad[i] << 1) | (pad[i + 1] >> 7);
  27         pad[AES_BLOCK_SIZE - 1] <<= 1;
  28         if (carry)
  29                 pad[AES_BLOCK_SIZE - 1] ^= 0x87;
  30 }
  31
  32
  33 static void xor(u8 *a, const u8 *b)
  34 {
  35         int i;
  36
  37         for (i = 0; i < AES_BLOCK_SIZE; i++)
  38                 *a++ ^= *b++;
  39 }
  40
  41
  42 static void xorend(u8 *a, int alen, const u8 *b, int blen)
  43 {
  44         int i;
  45
  46         if (alen < blen)
  47                 return;
  48
  49         for (i = 0; i < blen; i++)
  50                 a[alen - blen + i] ^= b[i];
  51 }
  52
  53
  54 static void pad_block(u8 *pad, const u8 *addr, size_t len)
  55 {
  56         os_memset(pad, 0, AES_BLOCK_SIZE);
  57         os_memcpy(pad, addr, len);
  58
  59         if (len < AES_BLOCK_SIZE)
  60                 pad[len] = 0x80;
  61 }
  62
  63
  64 static int aes_s2v(const u8 *key, size_t num_elem, const u8 *addr[],
  65                    size_t *len, u8 *mac)
  66 {
  67         u8 tmp[AES_BLOCK_SIZE], tmp2[AES_BLOCK_SIZE];
  68         u8 *buf = NULL;
  69         int ret;
  70         size_t i;
  71
  72         if (!num_elem) {
  73                 os_memcpy(tmp, zero, sizeof(zero));
  74                 tmp[AES_BLOCK_SIZE - 1] = 1;
  75                 return omac1_aes_128(key, tmp, sizeof(tmp), mac);
  76         }
  77
  78         ret = omac1_aes_128(key, zero, sizeof(zero), tmp);
  79         if (ret)
  80                 return ret;
  81
  82         for (i = 0; i < num_elem - 1; i++) {
  83                 ret = omac1_aes_128(key, addr[i], len[i], tmp2);
  84                 if (ret)
  85                         return ret;
  86
  87                 dbl(tmp);
  88                 xor(tmp, tmp2);
  89         }
  90         if (len[i] >= AES_BLOCK_SIZE) {
  91                 buf = os_malloc(len[i]);
  92                 if (!buf)
  93                         return -ENOMEM;
  94
  95                 os_memcpy(buf, addr[i], len[i]);
  96                 xorend(buf, len[i], tmp, AES_BLOCK_SIZE);
  97                 ret = omac1_aes_128(key, buf, len[i], mac);
  98                 bin_clear_free(buf, len[i]);
  99                 return ret;
 100         }
 101
 102         dbl(tmp);
 103         pad_block(tmp2, addr[i], len[i]);
 104         xor(tmp, tmp2);
 105
 106         return omac1_aes_128(key, tmp, sizeof(tmp), mac);
 107 }
 108
 109
 110 int aes_siv_encrypt(const u8 *key, const u8 *pw,
 111                     size_t pwlen, size_t num_elem,
 112                     const u8 *addr[], const size_t *len, u8 *out)
 113 {
 114         const u8 *_addr[6];
 115         size_t _len[6];
 116         const u8 *k1 = key, *k2 = key + 16;
 117         u8 v[AES_BLOCK_SIZE];
 118         size_t i;
 119         u8 *iv, *crypt_pw;
 120
 121         if (num_elem > ARRAY_SIZE(_addr) - 1)
 122                 return -1;
 123
 124         for (i = 0; i < num_elem; i++) {
 125                 _addr[i] = addr[i];
 126                 _len[i] = len[i];
 127         }
 128         _addr[num_elem] = pw;
 129         _len[num_elem] = pwlen;
 130
 131         if (aes_s2v(k1, num_elem + 1, _addr, _len, v))
 132                 return -1;
 133
 134         iv = out;
 135         crypt_pw = out + AES_BLOCK_SIZE;
 136
 137         os_memcpy(iv, v, AES_BLOCK_SIZE);
 138         os_memcpy(crypt_pw, pw, pwlen);
 139
 140         /* zero out 63rd and 31st bits of ctr (from right) */
 141         v[8] &= 0x7f;
 142         v[12] &= 0x7f;
 143         return aes_128_ctr_encrypt(k2, v, crypt_pw, pwlen);
 144 }
 145
 146
 147 int aes_siv_decrypt(const u8 *key, const u8 *iv_crypt, size_t iv_c_len,
 148                     size_t num_elem, const u8 *addr[], const size_t *len,
 149                     u8 *out)
 150 {
 151         const u8 *_addr[6];
 152         size_t _len[6];
 153         const u8 *k1 = key, *k2 = key + 16;
 154         size_t crypt_len;
 155         size_t i;
 156         int ret;
 157         u8 iv[AES_BLOCK_SIZE];
 158         u8 check[AES_BLOCK_SIZE];
 159
 160         if (iv_c_len < AES_BLOCK_SIZE || num_elem > ARRAY_SIZE(_addr) - 1)
 161                 return -1;
 162         crypt_len = iv_c_len - AES_BLOCK_SIZE;
 163
 164         for (i = 0; i < num_elem; i++) {
 165                 _addr[i] = addr[i];
 166                 _len[i] = len[i];
 167         }
 168         _addr[num_elem] = out;
 169         _len[num_elem] = crypt_len;
 170
 171         os_memcpy(iv, iv_crypt, AES_BLOCK_SIZE);
 172         os_memcpy(out, iv_crypt + AES_BLOCK_SIZE, crypt_len);
 173
 174         iv[8] &= 0x7f;
 175         iv[12] &= 0x7f;
 176
 177         ret = aes_128_ctr_encrypt(k2, iv, out, crypt_len);
 178         if (ret)
 179                 return ret;
 180
 181         ret = aes_s2v(k1, num_elem + 1, _addr, _len, check);
 182         if (ret)
 183                 return ret;
 184         if (os_memcmp(check, iv_crypt, AES_BLOCK_SIZE) == 0)
 185                 return 0;
 186
 187         return -1;
 188 }