bin/ed/cbc.c

   1 /* cbc.c: This file contains the encryption routines for the ed line editor */
   2 /*-
   3  * Copyright (c) 1993 The Regents of the University of California.
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * Copyright (c) 1993 Andrew Moore, Talke Studio.
   7  * All rights reserved.
   8  *
   9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10  * modification, are permitted provided that the following conditions
  11  * are met:
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  18  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  19  *    without specific prior written permission.
  20  *
  21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  31  * SUCH DAMAGE.
  32  */
  33
  34 #include <sys/cdefs.h>
  35 __FBSDID("$FreeBSD$");
  36
  37 #include <sys/types.h>
  38 #include <errno.h>
  39 #include <pwd.h>
  40 #ifdef DES
  41 #include <time.h>
  42 #include <openssl/des.h>
  43 #define ED_DES_INCLUDES
  44 #endif
  45
  46 #include "ed.h"
  47
  48
  49 /*
  50  * BSD and System V systems offer special library calls that do
  51  * block move_liness and fills, so if possible we take advantage of them
  52  */
  53 #define MEMCPY(dest,src,len)    memcpy((dest),(src),(len))
  54 #define MEMZERO(dest,len)       memset((dest), 0, (len))
  55
  56 /* Hide the calls to the primitive encryption routines. */
  57 #define DES_XFORM(buf)                                                  \
  58                 DES_ecb_encrypt(buf, buf, &schedule,                    \
  59                     inverse ? DES_DECRYPT : DES_ENCRYPT);
  60
  61 /*
  62  * read/write - no error checking
  63  */
  64 #define READ(buf, n, fp)        fread(buf, sizeof(char), n, fp)
  65 #define WRITE(buf, n, fp)       fwrite(buf, sizeof(char), n, fp)
  66
  67 /*
  68  * global variables and related macros
  69  */
  70
  71 #ifdef DES
  72 static DES_cblock ivec;                 /* initialization vector */
  73 static DES_cblock pvec;                 /* padding vector */
  74
  75 static char bits[] = {                  /* used to extract bits from a char */
  76         '\200', '\100', '\040', '\020', '\010', '\004', '\002', '\001'
  77 };
  78
  79 static int pflag;                       /* 1 to preserve parity bits */
  80
  81 static DES_key_schedule schedule;       /* expanded DES key */
  82
  83 static unsigned char des_buf[8];/* shared buffer for get_des_char/put_des_char */
  84 static int des_ct = 0;          /* count for get_des_char/put_des_char */
  85 static int des_n = 0;           /* index for put_des_char/get_des_char */
  86 #endif
  87
  88 /* init_des_cipher: initialize DES */
  89 void
  90 init_des_cipher(void)
  91 {
  92 #ifdef DES
  93         des_ct = des_n = 0;
  94
  95         /* initialize the initialization vector */
  96         MEMZERO(ivec, 8);
  97
  98         /* initialize the padding vector */
  99         arc4random_buf(pvec, sizeof(pvec));
 100 #endif
 101 }
 102
 103
 104 /* get_des_char: return next char in an encrypted file */
 105 int
 106 get_des_char(FILE *fp)
 107 {
 108 #ifdef DES
 109         if (des_n >= des_ct) {
 110                 des_n = 0;
 111                 des_ct = cbc_decode(des_buf, fp);
 112         }
 113         return (des_ct > 0) ? des_buf[des_n++] : EOF;
 114 #else
 115         return (getc(fp));
 116 #endif
 117 }
 118
 119
 120 /* put_des_char: write a char to an encrypted file; return char written */
 121 int
 122 put_des_char(int c, FILE *fp)
 123 {
 124 #ifdef DES
 125         if (des_n == sizeof des_buf) {
 126                 des_ct = cbc_encode(des_buf, des_n, fp);
 127                 des_n = 0;
 128         }
 129         return (des_ct >= 0) ? (des_buf[des_n++] = c) : EOF;
 130 #else
 131         return (fputc(c, fp));
 132 #endif
 133 }
 134
 135
 136 /* flush_des_file: flush an encrypted file's output; return status */
 137 int
 138 flush_des_file(FILE *fp)
 139 {
 140 #ifdef DES
 141         if (des_n == sizeof des_buf) {
 142                 des_ct = cbc_encode(des_buf, des_n, fp);
 143                 des_n = 0;
 144         }
 145         return (des_ct >= 0 && cbc_encode(des_buf, des_n, fp) >= 0) ? 0 : EOF;
 146 #else
 147         return (fflush(fp));
 148 #endif
 149 }
 150
 151 #ifdef DES
 152 /*
 153  * get keyword from tty or stdin
 154  */
 155 int
 156 get_keyword(void)
 157 {
 158         char *p;                        /* used to obtain the key */
 159         DES_cblock msgbuf;              /* I/O buffer */
 160
 161         /*
 162          * get the key
 163          */
 164         if ((p = getpass("Enter key: ")) != NULL && *p != '\0') {
 165
 166                 /*
 167                  * copy it, nul-padded, into the key area
 168                  */
 169                 expand_des_key(msgbuf, p);
 170                 MEMZERO(p, _PASSWORD_LEN);
 171                 set_des_key(&msgbuf);
 172                 MEMZERO(msgbuf, sizeof msgbuf);
 173                 return 1;
 174         }
 175         return 0;
 176 }
 177
 178
 179 /*
 180  * print a warning message and, possibly, terminate
 181  */
 182 void
 183 des_error(const char *s)
 184 {
 185         errmsg = s ? s : strerror(errno);
 186 }
 187
 188 /*
 189  * map a hex character to an integer
 190  */
 191 int
 192 hex_to_binary(int c, int radix)
 193 {
 194         switch(c) {
 195         case '0':               return(0x0);
 196         case '1':               return(0x1);
 197         case '2':               return(radix > 2 ? 0x2 : -1);
 198         case '3':               return(radix > 3 ? 0x3 : -1);
 199         case '4':               return(radix > 4 ? 0x4 : -1);
 200         case '5':               return(radix > 5 ? 0x5 : -1);
 201         case '6':               return(radix > 6 ? 0x6 : -1);
 202         case '7':               return(radix > 7 ? 0x7 : -1);
 203         case '8':               return(radix > 8 ? 0x8 : -1);
 204         case '9':               return(radix > 9 ? 0x9 : -1);
 205         case 'A': case 'a':     return(radix > 10 ? 0xa : -1);
 206         case 'B': case 'b':     return(radix > 11 ? 0xb : -1);
 207         case 'C': case 'c':     return(radix > 12 ? 0xc : -1);
 208         case 'D': case 'd':     return(radix > 13 ? 0xd : -1);
 209         case 'E': case 'e':     return(radix > 14 ? 0xe : -1);
 210         case 'F': case 'f':     return(radix > 15 ? 0xf : -1);
 211         }
 212         /*
 213          * invalid character
 214          */
 215         return(-1);
 216 }
 217
 218 /*
 219  * convert the key to a bit pattern
 220  *      obuf            bit pattern
 221  *      kbuf            the key itself
 222  */
 223 void
 224 expand_des_key(char *obuf, char *kbuf)
 225 {
 226         int i, j;                       /* counter in a for loop */
 227         int nbuf[64];                   /* used for hex/key translation */
 228
 229         /*
 230          * leading '0x' or '0X' == hex key
 231          */
 232         if (kbuf[0] == '0' && (kbuf[1] == 'x' || kbuf[1] == 'X')) {
 233                 kbuf = &kbuf[2];
 234                 /*
 235                  * now translate it, bombing on any illegal hex digit
 236                  */
 237                 for (i = 0; i < 16 && kbuf[i]; i++)
 238                         if ((nbuf[i] = hex_to_binary((int) kbuf[i], 16)) == -1)
 239                                 des_error("bad hex digit in key");
 240                 while (i < 16)
 241                         nbuf[i++] = 0;
 242                 for (i = 0; i < 8; i++)
 243                         obuf[i] =
 244                             ((nbuf[2*i]&0xf)<<4) | (nbuf[2*i+1]&0xf);
 245                 /* preserve parity bits */
 246                 pflag = 1;
 247                 return;
 248         }
 249         /*
 250          * leading '0b' or '0B' == binary key
 251          */
 252         if (kbuf[0] == '0' && (kbuf[1] == 'b' || kbuf[1] == 'B')) {
 253                 kbuf = &kbuf[2];
 254                 /*
 255                  * now translate it, bombing on any illegal binary digit
 256                  */
 257                 for (i = 0; i < 16 && kbuf[i]; i++)
 258                         if ((nbuf[i] = hex_to_binary((int) kbuf[i], 2)) == -1)
 259                                 des_error("bad binary digit in key");
 260                 while (i < 64)
 261                         nbuf[i++] = 0;
 262                 for (i = 0; i < 8; i++)
 263                         for (j = 0; j < 8; j++)
 264                                 obuf[i] = (obuf[i]<<1)|nbuf[8*i+j];
 265                 /* preserve parity bits */
 266                 pflag = 1;
 267                 return;
 268         }
 269         /*
 270          * no special leader -- ASCII
 271          */
 272         (void)strncpy(obuf, kbuf, 8);
 273 }
 274
 275 /*****************
 276  * DES FUNCTIONS *
 277  *****************/
 278 /*
 279  * This sets the DES key and (if you're using the deszip version)
 280  * the direction of the transformation.  This uses the Sun
 281  * to map the 64-bit key onto the 56 bits that the key schedule
 282  * generation routines use: the old way, which just uses the user-
 283  * supplied 64 bits as is, and the new way, which resets the parity
 284  * bit to be the same as the low-order bit in each character.  The
 285  * new way generates a greater variety of key schedules, since many
 286  * systems set the parity (high) bit of each character to 0, and the
 287  * DES ignores the low order bit of each character.
 288  */
 289 void
 290 set_des_key(DES_cblock *buf)                    /* key block */
 291 {
 292         int i, j;                               /* counter in a for loop */
 293         int par;                                /* parity counter */
 294
 295         /*
 296          * if the parity is not preserved, flip it
 297          */
 298         if (!pflag) {
 299                 for (i = 0; i < 8; i++) {
 300                         par = 0;
 301                         for (j = 1; j < 8; j++)
 302                                 if ((bits[j] & (*buf)[i]) != 0)
 303                                         par++;
 304                         if ((par & 0x01) == 0x01)
 305                                 (*buf)[i] &= 0x7f;
 306                         else
 307                                 (*buf)[i] = ((*buf)[i] & 0x7f) | 0x80;
 308                 }
 309         }
 310
 311         DES_set_odd_parity(buf);
 312         DES_set_key(buf, &schedule);
 313 }
 314
 315
 316 /*
 317  * This encrypts using the Cipher Block Chaining mode of DES
 318  */
 319 int
 320 cbc_encode(unsigned char *msgbuf, int n, FILE *fp)
 321 {
 322         int inverse = 0;        /* 0 to encrypt, 1 to decrypt */
 323
 324         /*
 325          * do the transformation
 326          */
 327         if (n == 8) {
 328                 for (n = 0; n < 8; n++)
 329                         msgbuf[n] ^= ivec[n];
 330                 DES_XFORM((DES_cblock *)msgbuf);
 331                 MEMCPY(ivec, msgbuf, 8);
 332                 return WRITE(msgbuf, 8, fp);
 333         }
 334         /*
 335          * at EOF or last block -- in either case, the last byte contains
 336          * the character representation of the number of bytes in it
 337          */
 338 /*
 339         MEMZERO(msgbuf +  n, 8 - n);
 340 */
 341         /*
 342          *  Pad the last block randomly
 343          */
 344         (void)MEMCPY(msgbuf + n, pvec, 8 - n);
 345         msgbuf[7] = n;
 346         for (n = 0; n < 8; n++)
 347                 msgbuf[n] ^= ivec[n];
 348         DES_XFORM((DES_cblock *)msgbuf);
 349         return WRITE(msgbuf, 8, fp);
 350 }
 351
 352 /*
 353  * This decrypts using the Cipher Block Chaining mode of DES
 354  *      msgbuf  I/O buffer
 355  *      fp      input file descriptor
 356  */
 357 int
 358 cbc_decode(unsigned char *msgbuf, FILE *fp)
 359 {
 360         DES_cblock tbuf;        /* temp buffer for initialization vector */
 361         int n;                  /* number of bytes actually read */
 362         int c;                  /* used to test for EOF */
 363         int inverse = 1;        /* 0 to encrypt, 1 to decrypt */
 364
 365         if ((n = READ(msgbuf, 8, fp)) == 8) {
 366                 /*
 367                  * do the transformation
 368                  */
 369                 MEMCPY(tbuf, msgbuf, 8);
 370                 DES_XFORM((DES_cblock *)msgbuf);
 371                 for (c = 0; c < 8; c++)
 372                         msgbuf[c] ^= ivec[c];
 373                 MEMCPY(ivec, tbuf, 8);
 374                 /*
 375                  * if the last one, handle it specially
 376                  */
 377                 if ((c = fgetc(fp)) == EOF) {
 378                         n = msgbuf[7];
 379                         if (n < 0 || n > 7) {
 380                                 des_error("decryption failed (block corrupted)");
 381                                 return EOF;
 382                         }
 383                 } else
 384                         (void)ungetc(c, fp);
 385                 return n;
 386         }
 387         if (n > 0)
 388                 des_error("decryption failed (incomplete block)");
 389         else if (n < 0)
 390                 des_error("cannot read file");
 391         return EOF;
 392 }
 393 #endif  /* DES */