secure/lib/libcrypt/crypt-blowfish.c

   1 /*      $OpenBSD: bcrypt.c,v 1.29 2014/02/24 19:45:43 tedu Exp $        */
   2
   3 /*
   4  * Copyright 1997 Niels Provos <provos@physnet.uni-hamburg.de>
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  15  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  16  *    must display the following acknowledgement:
  17  *      This product includes software developed by Niels Provos.
  18  * 4. The name of the author may not be used to endorse or promote products
  19  *    derived from this software without specific prior written permission.
  20  *
  21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  22  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  23  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  24  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  25  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  26  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  27  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  28  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  29  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  30  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  31  */
  32
  33 #include <sys/cdefs.h>
  34 __FBSDID("$FreeBSD$");
  35
  36 /* This password hashing algorithm was designed by David Mazieres
  37  * <dm@lcs.mit.edu> and works as follows:
  38  *
  39  * 1. state := InitState ()
  40  * 2. state := ExpandKey (state, salt, password)
  41  * 3. REPEAT rounds:
  42  *      state := ExpandKey (state, 0, password)
  43  *      state := ExpandKey (state, 0, salt)
  44  * 4. ctext := "OrpheanBeholderScryDoubt"
  45  * 5. REPEAT 64:
  46  *      ctext := Encrypt_ECB (state, ctext);
  47  * 6. RETURN Concatenate (salt, ctext);
  48  *
  49  */
  50
  51 /*
  52  * FreeBSD implementation by Paul Herman <pherman@frenchfries.net>
  53  * and updated by Xin Li <delphij@FreeBSD.org>
  54  */
  55
  56 #include <stdio.h>
  57 #include <stdlib.h>
  58 #include <sys/types.h>
  59 #include <string.h>
  60 #include <pwd.h>
  61 #include "blowfish.h"
  62 #include "crypt.h"
  63
  64 /* This implementation is adaptable to current computing power.
  65  * You can have up to 2^31 rounds which should be enough for some
  66  * time to come.
  67  */
  68
  69 #define BCRYPT_VERSION '2'
  70 #define BCRYPT_MAXSALT 16       /* Precomputation is just so nice */
  71 #define BCRYPT_BLOCKS 6         /* Ciphertext blocks */
  72 #define BCRYPT_MINLOGROUNDS 4   /* we have log2(rounds) in salt */
  73
  74
  75 static void encode_base64(u_int8_t *, u_int8_t *, u_int16_t);
  76 static void decode_base64(u_int8_t *, u_int16_t, const u_int8_t *);
  77
  78 const static u_int8_t Base64Code[] =
  79 "./ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789";
  80
  81 const static u_int8_t index_64[128] = {
  82         255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255,
  83         255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255,
  84         255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255,
  85         255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255,
  86         255, 255, 255, 255, 255, 255, 0, 1, 54, 55,
  87         56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 255, 255,
  88         255, 255, 255, 255, 255, 2, 3, 4, 5, 6,
  89         7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16,
  90         17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27,
  91         255, 255, 255, 255, 255, 255, 28, 29, 30,
  92         31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40,
  93         41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50,
  94         51, 52, 53, 255, 255, 255, 255, 255
  95 };
  96 #define CHAR64(c)  ( (c) > 127 ? 255 : index_64[(c)])
  97
  98 static void
  99 decode_base64(u_int8_t *buffer, u_int16_t len, const u_int8_t *data)
 100 {
 101         u_int8_t *bp = buffer;
 102         const u_int8_t *p = data;
 103         u_int8_t c1, c2, c3, c4;
 104         while (bp < buffer + len) {
 105                 c1 = CHAR64(*p);
 106                 c2 = CHAR64(*(p + 1));
 107
 108                 /* Invalid data */
 109                 if (c1 == 255 || c2 == 255)
 110                         break;
 111
 112                 *bp++ = (c1 << 2) | ((c2 & 0x30) >> 4);
 113                 if (bp >= buffer + len)
 114                         break;
 115
 116                 c3 = CHAR64(*(p + 2));
 117                 if (c3 == 255)
 118                         break;
 119
 120                 *bp++ = ((c2 & 0x0f) << 4) | ((c3 & 0x3c) >> 2);
 121                 if (bp >= buffer + len)
 122                         break;
 123
 124                 c4 = CHAR64(*(p + 3));
 125                 if (c4 == 255)
 126                         break;
 127                 *bp++ = ((c3 & 0x03) << 6) | c4;
 128
 129                 p += 4;
 130         }
 131 }
 132
 133 /* We handle $Vers$log2(NumRounds)$salt+passwd$
 134    i.e. $2$04$iwouldntknowwhattosayetKdJ6iFtacBqJdKe6aW7ou */
 135
 136 int
 137 crypt_blowfish(const char *key, const char *salt, char *buffer)
 138 {
 139         blf_ctx state;
 140         u_int32_t rounds, i, k;
 141         u_int16_t j;
 142         size_t key_len;
 143         u_int8_t salt_len, logr, minr;
 144         u_int8_t ciphertext[4 * BCRYPT_BLOCKS] = "OrpheanBeholderScryDoubt";
 145         u_int8_t csalt[BCRYPT_MAXSALT];
 146         u_int32_t cdata[BCRYPT_BLOCKS];
 147         char arounds[3];
 148
 149         /* Defaults */
 150         minr = 'b';
 151         logr = BCRYPT_MINLOGROUNDS;
 152         rounds = 1U << logr;
 153
 154         if (*salt == '$') {
 155                 /* Discard "$" identifier */
 156                 salt++;
 157
 158                 if (*salt > BCRYPT_VERSION)
 159                         return (-1);
 160
 161                 /* Check for minor versions */
 162                 if (salt[1] != '$') {
 163                          switch (salt[1]) {
 164                          case 'a':      /* 'ab' should not yield the same as 'abab' */
 165                          case 'b':      /* cap input length at 72 bytes */
 166                          case 'y':      /* same as 'b', for compatibility
 167                                          * with openwall crypt_blowfish
 168                                          */
 169                                  minr = salt[1];
 170                                  salt++;
 171                                  break;
 172                          default:
 173                                  return (-1);
 174                          }
 175                 } else
 176                          minr = 0;
 177
 178                 /* Discard version + "$" identifier */
 179                 salt += 2;
 180
 181                 if (salt[2] != '$')
 182                         /* Out of sync with passwd entry */
 183                         return (-1);
 184
 185                 memcpy(arounds, salt, sizeof(arounds));
 186                 if (arounds[sizeof(arounds) - 1] != '$')
 187                         return (-1);
 188                 arounds[sizeof(arounds) - 1] = 0;
 189                 logr = strtonum(arounds, BCRYPT_MINLOGROUNDS, 31, NULL);
 190                 if (logr == 0)
 191                         return (-1);
 192                 /* Computer power doesn't increase linearly, 2^x should be fine */
 193                 rounds = 1U << logr;
 194
 195                 /* Discard num rounds + "$" identifier */
 196                 salt += 3;
 197         }
 198
 199         if (strlen(salt) * 3 / 4 < BCRYPT_MAXSALT)
 200                 return (-1);
 201
 202         /* We dont want the base64 salt but the raw data */
 203         decode_base64(csalt, BCRYPT_MAXSALT, (const u_int8_t *) salt);
 204         salt_len = BCRYPT_MAXSALT;
 205         if (minr <= 'a')
 206                 key_len = (u_int8_t)(strlen(key) + (minr >= 'a' ? 1 : 0));
 207         else {
 208                 /* strlen() returns a size_t, but the function calls
 209                  * below result in implicit casts to a narrower integer
 210                  * type, so cap key_len at the actual maximum supported
 211                  * length here to avoid integer wraparound */
 212                 key_len = strlen(key);
 213                 if (key_len > 72)
 214                         key_len = 72;
 215                 key_len++; /* include the NUL */
 216         }
 217
 218         /* Setting up S-Boxes and Subkeys */
 219         Blowfish_initstate(&state);
 220         Blowfish_expandstate(&state, csalt, salt_len,
 221             (const u_int8_t *) key, key_len);
 222         for (k = 0; k < rounds; k++) {
 223                 Blowfish_expand0state(&state, (const u_int8_t *) key, key_len);
 224                 Blowfish_expand0state(&state, csalt, salt_len);
 225         }
 226
 227         /* This can be precomputed later */
 228         j = 0;
 229         for (i = 0; i < BCRYPT_BLOCKS; i++)
 230                 cdata[i] = Blowfish_stream2word(ciphertext, 4 * BCRYPT_BLOCKS, &j);
 231
 232         /* Now do the encryption */
 233         for (k = 0; k < 64; k++)
 234                 blf_enc(&state, cdata, BCRYPT_BLOCKS / 2);
 235
 236         for (i = 0; i < BCRYPT_BLOCKS; i++) {
 237                 ciphertext[4 * i + 3] = cdata[i] & 0xff;
 238                 cdata[i] = cdata[i] >> 8;
 239                 ciphertext[4 * i + 2] = cdata[i] & 0xff;
 240                 cdata[i] = cdata[i] >> 8;
 241                 ciphertext[4 * i + 1] = cdata[i] & 0xff;
 242                 cdata[i] = cdata[i] >> 8;
 243                 ciphertext[4 * i + 0] = cdata[i] & 0xff;
 244         }
 245
 246
 247         *buffer++ = '$';
 248         *buffer++ = BCRYPT_VERSION;
 249         if (minr)
 250                 *buffer++ = minr;
 251         *buffer++ = '$';
 252
 253         snprintf(buffer, 4, "%2.2u$", logr);
 254         buffer += 3;
 255
 256         encode_base64((u_int8_t *)buffer, csalt, BCRYPT_MAXSALT);
 257         buffer += strlen(buffer);
 258         encode_base64((u_int8_t *)buffer, ciphertext, 4 * BCRYPT_BLOCKS - 1);
 259         memset(&state, 0, sizeof(state));
 260         memset(ciphertext, 0, sizeof(ciphertext));
 261         memset(csalt, 0, sizeof(csalt));
 262         memset(cdata, 0, sizeof(cdata));
 263         return (0);
 264 }
 265
 266 static void
 267 encode_base64(u_int8_t *buffer, u_int8_t *data, u_int16_t len)
 268 {
 269         u_int8_t *bp = buffer;
 270         u_int8_t *p = data;
 271         u_int8_t c1, c2;
 272         while (p < data + len) {
 273                 c1 = *p++;
 274                 *bp++ = Base64Code[(c1 >> 2)];
 275                 c1 = (c1 & 0x03) << 4;
 276                 if (p >= data + len) {
 277                         *bp++ = Base64Code[c1];
 278                         break;
 279                 }
 280                 c2 = *p++;
 281                 c1 |= (c2 >> 4) & 0x0f;
 282                 *bp++ = Base64Code[c1];
 283                 c1 = (c2 & 0x0f) << 2;
 284                 if (p >= data + len) {
 285                         *bp++ = Base64Code[c1];
 286                         break;
 287                 }
 288                 c2 = *p++;
 289                 c1 |= (c2 >> 6) & 0x03;
 290                 *bp++ = Base64Code[c1];
 291                 *bp++ = Base64Code[c2 & 0x3f];
 292         }
 293         *bp = '\0';
 294 }
 295 #if 0
 296 void
 297 main()
 298 {
 299         char    blubber[73];
 300         char    salt[100];
 301         char   *p;
 302         salt[0] = '$';
 303         salt[1] = BCRYPT_VERSION;
 304         salt[2] = '$';
 305
 306         snprintf(salt + 3, 4, "%2.2u$", 5);
 307
 308         printf("24 bytes of salt: ");
 309         fgets(salt + 6, sizeof(salt) - 6, stdin);
 310         salt[99] = 0;
 311         printf("72 bytes of password: ");
 312         fpurge(stdin);
 313         fgets(blubber, sizeof(blubber), stdin);
 314         blubber[72] = 0;
 315
 316         p = crypt(blubber, salt);
 317         printf("Passwd entry: %s\n\n", p);
 318
 319         p = bcrypt_gensalt(5);
 320         printf("Generated salt: %s\n", p);
 321         p = crypt(blubber, p);
 322         printf("Passwd entry: %s\n", p);
 323 }
 324 #endif