secure/lib/libcrypt/crypt-blowfish.c

   1 /*
   2  * Copyright 1997 Niels Provos <provos@physnet.uni-hamburg.de>
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  14  *    must display the following acknowledgement:
  15  *      This product includes software developed by Niels Provos.
  16  * 4. The name of the author may not be used to endorse or promote products
  17  *    derived from this software without specific prior written permission.
  18  *
  19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  20  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  21  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  22  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  23  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  24  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  25  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  26  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  27  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  28  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  29  */
  30
  31 #include <sys/cdefs.h>
  32 __FBSDID("$FreeBSD$");
  33
  34 /* This password hashing algorithm was designed by David Mazieres
  35  * <dm@lcs.mit.edu> and works as follows:
  36  *
  37  * 1. state := InitState ()
  38  * 2. state := ExpandKey (state, salt, password) 3.
  39  * REPEAT rounds:
  40  *      state := ExpandKey (state, 0, salt)
  41  *      state := ExpandKey(state, 0, password)
  42  * 4. ctext := "OrpheanBeholderScryDoubt"
  43  * 5. REPEAT 64:
  44  *      ctext := Encrypt_ECB (state, ctext);
  45  * 6. RETURN Concatenate (salt, ctext);
  46  *
  47  */
  48
  49 /*
  50  * FreeBSD implementation by Paul Herman <pherman@frenchfries.net>
  51  */
  52
  53 #include <stdio.h>
  54 #include <stdlib.h>
  55 #include <sys/types.h>
  56 #include <string.h>
  57 #include <pwd.h>
  58 #include "blowfish.h"
  59 #include "crypt.h"
  60
  61 /* This implementation is adaptable to current computing power.
  62  * You can have up to 2^31 rounds which should be enough for some
  63  * time to come.
  64  */
  65
  66 #define BCRYPT_VERSION '2'
  67 #define BCRYPT_MAXSALT 16       /* Precomputation is just so nice */
  68 #define BCRYPT_BLOCKS 6         /* Ciphertext blocks */
  69 #define BCRYPT_MINROUNDS 16     /* we have log2(rounds) in salt */
  70
  71 static void encode_base64(u_int8_t *, u_int8_t *, u_int16_t);
  72 static void decode_base64(u_int8_t *, u_int16_t, const u_int8_t *);
  73
  74 static char    encrypted[_PASSWORD_LEN];
  75
  76 static const u_int8_t Base64Code[] =
  77 "./ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789";
  78
  79 static const u_int8_t index_64[128] =
  80 {
  81         255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255,
  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, 0, 1, 54, 55,
  86         56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 255, 255,
  87         255, 255, 255, 255, 255, 2, 3, 4, 5, 6,
  88         7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16,
  89         17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27,
  90         255, 255, 255, 255, 255, 255, 28, 29, 30,
  91         31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40,
  92         41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50,
  93         51, 52, 53, 255, 255, 255, 255, 255
  94 };
  95 #define CHAR64(c)  ( (c) > 127 ? 255 : index_64[(c)])
  96
  97 static void
  98 decode_base64(u_int8_t *buffer, u_int16_t len, const u_int8_t *data)
  99 {
 100         u_int8_t *bp = buffer;
 101         const u_int8_t *p = data;
 102         u_int8_t c1, c2, c3, c4;
 103         while (bp < buffer + len) {
 104                 c1 = CHAR64(*p);
 105                 c2 = CHAR64(*(p + 1));
 106
 107                 /* Invalid data */
 108                 if (c1 == 255 || c2 == 255)
 109                         break;
 110
 111                 *bp++ = (u_int8_t)((c1 << 2) | ((c2 & 0x30) >> 4));
 112                 if (bp >= buffer + len)
 113                         break;
 114
 115                 c3 = CHAR64(*(p + 2));
 116                 if (c3 == 255)
 117                         break;
 118
 119                 *bp++ = ((c2 & 0x0f) << 4) | ((c3 & 0x3c) >> 2);
 120                 if (bp >= buffer + len)
 121                         break;
 122
 123                 c4 = CHAR64(*(p + 3));
 124                 if (c4 == 255)
 125                         break;
 126                 *bp++ = ((c3 & 0x03) << 6) | c4;
 127
 128                 p += 4;
 129         }
 130 }
 131
 132 /* We handle $Vers$log2(NumRounds)$salt+passwd$
 133    i.e. $2$04$iwouldntknowwhattosayetKdJ6iFtacBqJdKe6aW7ou */
 134
 135 char   *
 136 crypt_blowfish(const char *key, const char *salt)
 137 {
 138         blf_ctx state;
 139         u_int32_t rounds, i, k;
 140         u_int16_t j;
 141         u_int8_t key_len, salt_len, logr, minr;
 142         u_int8_t ciphertext[4 * BCRYPT_BLOCKS] = "OrpheanBeholderScryDoubt";
 143         u_int8_t csalt[BCRYPT_MAXSALT];
 144         u_int32_t cdata[BCRYPT_BLOCKS];
 145         static const char     *magic = "$2a$04$";
 146
 147                 /* Defaults */
 148         minr = 'a';
 149         logr = 4;
 150         rounds = 1 << logr;
 151
 152         /* If it starts with the magic string, then skip that */
 153         if(!strncmp(salt, magic, strlen(magic))) {
 154                 salt += strlen(magic);
 155         }
 156         else if (*salt == '$') {
 157
 158                 /* Discard "$" identifier */
 159                 salt++;
 160
 161                 if (*salt > BCRYPT_VERSION) {
 162                         /* How do I handle errors ? Return NULL */
 163                         return NULL;
 164                 }
 165
 166                 /* Check for minor versions */
 167                 if (salt[1] != '$') {
 168                          switch (salt[1]) {
 169                          case 'a':
 170                                  /* 'ab' should not yield the same as 'abab' */
 171                                  minr = (u_int8_t)salt[1];
 172                                  salt++;
 173                                  break;
 174                          default:
 175                                  return NULL;
 176                          }
 177                 } else
 178                          minr = 0;
 179
 180                 /* Discard version + "$" identifier */
 181                 salt += 2;
 182
 183                 if (salt[2] != '$')
 184                         /* Out of sync with passwd entry */
 185                         return NULL;
 186
 187                 /* Computer power doesnt increase linear, 2^x should be fine */
 188                 logr = (u_int8_t)atoi(salt);
 189                 rounds = 1 << logr;
 190                 if (rounds < BCRYPT_MINROUNDS)
 191                         return NULL;
 192
 193                 /* Discard num rounds + "$" identifier */
 194                 salt += 3;
 195         }
 196
 197
 198         /* We dont want the base64 salt but the raw data */
 199         decode_base64(csalt, BCRYPT_MAXSALT, (const u_int8_t *)salt);
 200         salt_len = BCRYPT_MAXSALT;
 201         key_len = (u_int8_t)(strlen(key) + (minr >= 'a' ? 1 : 0));
 202
 203         /* Setting up S-Boxes and Subkeys */
 204         Blowfish_initstate(&state);
 205         Blowfish_expandstate(&state, csalt, salt_len,
 206             (const u_int8_t *) key, key_len);
 207         for (k = 0; k < rounds; k++) {
 208                 Blowfish_expand0state(&state, (const u_int8_t *) key, key_len);
 209                 Blowfish_expand0state(&state, csalt, salt_len);
 210         }
 211
 212         /* This can be precomputed later */
 213         j = 0;
 214         for (i = 0; i < BCRYPT_BLOCKS; i++)
 215                 cdata[i] = Blowfish_stream2word(ciphertext, 4 * BCRYPT_BLOCKS, &j);
 216
 217         /* Now do the encryption */
 218         for (k = 0; k < 64; k++)
 219                 blf_enc(&state, cdata, BCRYPT_BLOCKS / 2);
 220
 221         for (i = 0; i < BCRYPT_BLOCKS; i++) {
 222                 ciphertext[4 * i + 3] = cdata[i] & 0xff;
 223                 cdata[i] = cdata[i] >> 8;
 224                 ciphertext[4 * i + 2] = cdata[i] & 0xff;
 225                 cdata[i] = cdata[i] >> 8;
 226                 ciphertext[4 * i + 1] = cdata[i] & 0xff;
 227                 cdata[i] = cdata[i] >> 8;
 228                 ciphertext[4 * i + 0] = cdata[i] & 0xff;
 229         }
 230
 231
 232         i = 0;
 233         encrypted[i++] = '$';
 234         encrypted[i++] = BCRYPT_VERSION;
 235         if (minr)
 236                 encrypted[i++] = (int8_t)minr;
 237         encrypted[i++] = '$';
 238
 239         snprintf(encrypted + i, 4, "%2.2u$", logr);
 240
 241         encode_base64((u_int8_t *) encrypted + i + 3, csalt, BCRYPT_MAXSALT);
 242         encode_base64((u_int8_t *) encrypted + strlen(encrypted), ciphertext,
 243             4 * BCRYPT_BLOCKS - 1);
 244         return encrypted;
 245 }
 246
 247 static void
 248 encode_base64(u_int8_t *buffer, u_int8_t *data, u_int16_t len)
 249 {
 250         u_int8_t *bp = buffer;
 251         u_int8_t *p = data;
 252         u_int8_t c1, c2;
 253         while (p < data + len) {
 254                 c1 = *p++;
 255                 *bp++ = Base64Code[(c1 >> 2)];
 256                 c1 = (c1 & 0x03) << 4;
 257                 if (p >= data + len) {
 258                         *bp++ = Base64Code[c1];
 259                         break;
 260                 }
 261                 c2 = *p++;
 262                 c1 |= (c2 >> 4) & 0x0f;
 263                 *bp++ = Base64Code[c1];
 264                 c1 = (c2 & 0x0f) << 2;
 265                 if (p >= data + len) {
 266                         *bp++ = Base64Code[c1];
 267                         break;
 268                 }
 269                 c2 = *p++;
 270                 c1 |= (c2 >> 6) & 0x03;
 271                 *bp++ = Base64Code[c1];
 272                 *bp++ = Base64Code[c2 & 0x3f];
 273         }
 274         *bp = '\0';
 275 }
 276
 277 #if 0
 278 void
 279 main()
 280 {
 281         char    blubber[73];
 282         char    salt[100];
 283         char   *p;
 284         salt[0] = '$';
 285         salt[1] = BCRYPT_VERSION;
 286         salt[2] = '$';
 287
 288         snprintf(salt + 3, 4, "%2.2u$", 5);
 289
 290         printf("24 bytes of salt: ");
 291         fgets(salt + 6, 94, stdin);
 292         salt[99] = 0;
 293         printf("72 bytes of password: ");
 294         fpurge(stdin);
 295         fgets(blubber, 73, stdin);
 296         blubber[72] = 0;
 297
 298         p = crypt(blubber, salt);
 299         printf("Passwd entry: %s\n\n", p);
 300
 301         p = bcrypt_gensalt(5);
 302         printf("Generated salt: %s\n", p);
 303         p = crypt(blubber, p);
 304         printf("Passwd entry: %s\n", p);
 305 }
 306 #endif