sys/opencrypto/xform_aes_icm.c

   1 /*      $OpenBSD: xform.c,v 1.16 2001/08/28 12:20:43 ben Exp $  */
   2 /*-
   3  * The authors of this code are John Ioannidis (ji@tla.org),
   4  * Angelos D. Keromytis (kermit@csd.uch.gr),
   5  * Niels Provos (provos@physnet.uni-hamburg.de) and
   6  * Damien Miller (djm@mindrot.org).
   7  *
   8  * This code was written by John Ioannidis for BSD/OS in Athens, Greece,
   9  * in November 1995.
  10  *
  11  * Ported to OpenBSD and NetBSD, with additional transforms, in December 1996,
  12  * by Angelos D. Keromytis.
  13  *
  14  * Additional transforms and features in 1997 and 1998 by Angelos D. Keromytis
  15  * and Niels Provos.
  16  *
  17  * Additional features in 1999 by Angelos D. Keromytis.
  18  *
  19  * AES XTS implementation in 2008 by Damien Miller
  20  *
  21  * Copyright (C) 1995, 1996, 1997, 1998, 1999 by John Ioannidis,
  22  * Angelos D. Keromytis and Niels Provos.
  23  *
  24  * Copyright (C) 2001, Angelos D. Keromytis.
  25  *
  26  * Copyright (C) 2008, Damien Miller
  27  * Copyright (c) 2014 The FreeBSD Foundation
  28  * All rights reserved.
  29  *
  30  * Portions of this software were developed by John-Mark Gurney
  31  * under sponsorship of the FreeBSD Foundation and
  32  * Rubicon Communications, LLC (Netgate).
  33  *
  34  * Permission to use, copy, and modify this software with or without fee
  35  * is hereby granted, provided that this entire notice is included in
  36  * all copies of any software which is or includes a copy or
  37  * modification of this software.
  38  * You may use this code under the GNU public license if you so wish. Please
  39  * contribute changes back to the authors under this freer than GPL license
  40  * so that we may further the use of strong encryption without limitations to
  41  * all.
  42  *
  43  * THIS SOFTWARE IS BEING PROVIDED "AS IS", WITHOUT ANY EXPRESS OR
  44  * IMPLIED WARRANTY. IN PARTICULAR, NONE OF THE AUTHORS MAKES ANY
  45  * REPRESENTATION OR WARRANTY OF ANY KIND CONCERNING THE
  46  * MERCHANTABILITY OF THIS SOFTWARE OR ITS FITNESS FOR ANY PARTICULAR
  47  * PURPOSE.
  48  */
  49
  50 #include <sys/cdefs.h>
  51 __FBSDID("$FreeBSD$");
  52
  53 #include <opencrypto/xform_enc.h>
  54
  55 static  int aes_icm_setkey(void *, const uint8_t *, int);
  56 static  void aes_icm_crypt(void *, const uint8_t *, uint8_t *);
  57 static  void aes_icm_crypt_last(void *, const uint8_t *, uint8_t *, size_t);
  58 static  void aes_icm_reinit(void *, const uint8_t *);
  59 static  void aes_gcm_reinit(void *, const uint8_t *);
  60 static  void aes_ccm_reinit(void *, const uint8_t *);
  61
  62 /* Encryption instances */
  63 struct enc_xform enc_xform_aes_icm = {
  64         .type = CRYPTO_AES_ICM,
  65         .name = "AES-ICM",
  66         .ctxsize = sizeof(struct aes_icm_ctx),
  67         .blocksize = 1,
  68         .native_blocksize = AES_BLOCK_LEN,
  69         .ivsize = AES_BLOCK_LEN,
  70         .minkey = AES_MIN_KEY,
  71         .maxkey = AES_MAX_KEY,
  72         .encrypt = aes_icm_crypt,
  73         .decrypt = aes_icm_crypt,
  74         .setkey = aes_icm_setkey,
  75         .reinit = aes_icm_reinit,
  76         .encrypt_last = aes_icm_crypt_last,
  77         .decrypt_last = aes_icm_crypt_last,
  78 };
  79
  80 struct enc_xform enc_xform_aes_nist_gcm = {
  81         .type = CRYPTO_AES_NIST_GCM_16,
  82         .name = "AES-GCM",
  83         .ctxsize = sizeof(struct aes_icm_ctx),
  84         .blocksize = 1,
  85         .native_blocksize = AES_BLOCK_LEN,
  86         .ivsize = AES_GCM_IV_LEN,
  87         .minkey = AES_MIN_KEY,
  88         .maxkey = AES_MAX_KEY,
  89         .encrypt = aes_icm_crypt,
  90         .decrypt = aes_icm_crypt,
  91         .setkey = aes_icm_setkey,
  92         .reinit = aes_gcm_reinit,
  93         .encrypt_last = aes_icm_crypt_last,
  94         .decrypt_last = aes_icm_crypt_last,
  95 };
  96
  97 struct enc_xform enc_xform_ccm = {
  98         .type = CRYPTO_AES_CCM_16,
  99         .name = "AES-CCM",
 100         .ctxsize = sizeof(struct aes_icm_ctx),
 101         .blocksize = 1,
 102         .native_blocksize = AES_BLOCK_LEN,
 103         .ivsize = AES_CCM_IV_LEN,
 104         .minkey = AES_MIN_KEY, .maxkey = AES_MAX_KEY,
 105         .encrypt = aes_icm_crypt,
 106         .decrypt = aes_icm_crypt,
 107         .setkey = aes_icm_setkey,
 108         .reinit = aes_ccm_reinit,
 109         .encrypt_last = aes_icm_crypt_last,
 110         .decrypt_last = aes_icm_crypt_last,
 111 };
 112
 113 /*
 114  * Encryption wrapper routines.
 115  */
 116 static void
 117 aes_icm_reinit(void *key, const uint8_t *iv)
 118 {
 119         struct aes_icm_ctx *ctx;
 120
 121         ctx = key;
 122         bcopy(iv, ctx->ac_block, AESICM_BLOCKSIZE);
 123 }
 124
 125 static void
 126 aes_gcm_reinit(void *key, const uint8_t *iv)
 127 {
 128         struct aes_icm_ctx *ctx;
 129
 130         aes_icm_reinit(key, iv);
 131
 132         ctx = key;
 133         /* GCM starts with 2 as counter 1 is used for final xor of tag. */
 134         bzero(&ctx->ac_block[AESICM_BLOCKSIZE - 4], 4);
 135         ctx->ac_block[AESICM_BLOCKSIZE - 1] = 2;
 136 }
 137
 138 static void
 139 aes_ccm_reinit(void *key, const uint8_t *iv)
 140 {
 141         struct aes_icm_ctx *ctx;
 142
 143         ctx = key;
 144
 145         /* CCM has flags, then the IV, then the counter, which starts at 1 */
 146         bzero(ctx->ac_block, sizeof(ctx->ac_block));
 147         /* 3 bytes for length field; this gives a nonce of 12 bytes */
 148         ctx->ac_block[0] = (15 - AES_CCM_IV_LEN) - 1;
 149         bcopy(iv, ctx->ac_block+1, AES_CCM_IV_LEN);
 150         ctx->ac_block[AESICM_BLOCKSIZE - 1] = 1;
 151 }
 152
 153 static void
 154 aes_icm_crypt(void *key, const uint8_t *in, uint8_t *out)
 155 {
 156         struct aes_icm_ctx *ctx;
 157         int i;
 158
 159         ctx = key;
 160         aes_icm_crypt_last(key, in, out, AESICM_BLOCKSIZE);
 161
 162         /* increment counter */
 163         for (i = AESICM_BLOCKSIZE - 1;
 164              i >= 0; i--)
 165                 if (++ctx->ac_block[i])   /* continue on overflow */
 166                         break;
 167 }
 168
 169 static void
 170 aes_icm_crypt_last(void *key, const uint8_t *in, uint8_t *out, size_t len)
 171 {
 172         struct aes_icm_ctx *ctx;
 173         uint8_t keystream[AESICM_BLOCKSIZE];
 174         int i;
 175
 176         ctx = key;
 177         rijndaelEncrypt(ctx->ac_ek, ctx->ac_nr, ctx->ac_block, keystream);
 178         for (i = 0; i < len; i++)
 179                 out[i] = in[i] ^ keystream[i];
 180         explicit_bzero(keystream, sizeof(keystream));
 181 }
 182
 183 static int
 184 aes_icm_setkey(void *sched, const uint8_t *key, int len)
 185 {
 186         struct aes_icm_ctx *ctx;
 187
 188         if (len != 16 && len != 24 && len != 32)
 189                 return (EINVAL);
 190
 191         ctx = sched;
 192         ctx->ac_nr = rijndaelKeySetupEnc(ctx->ac_ek, key, len * 8);
 193         return (0);
 194 }