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 enum {                                  /* encrypt, decrypt, authenticate */
  72         MODE_ENCRYPT, MODE_DECRYPT, MODE_AUTHENTICATE
  73 } mode = MODE_ENCRYPT;
  74
  75 #ifdef DES
  76 DES_cblock ivec;                        /* initialization vector */
  77 DES_cblock pvec;                        /* padding vector */
  78 #endif
  79
  80 char bits[] = {                         /* used to extract bits from a char */
  81         '\200', '\100', '\040', '\020', '\010', '\004', '\002', '\001'
  82 };
  83
  84 int pflag;                              /* 1 to preserve parity bits */
  85
  86 #ifdef DES
  87 DES_key_schedule schedule;              /* expanded DES key */
  88 #endif
  89
  90 unsigned char des_buf[8];       /* shared buffer for get_des_char/put_des_char */
  91 int des_ct = 0;                 /* count for get_des_char/put_des_char */
  92 int des_n = 0;                  /* index for put_des_char/get_des_char */
  93
  94 /* init_des_cipher: initialize DES */
  95 void
  96 init_des_cipher(void)
  97 {
  98 #ifdef DES
  99         des_ct = des_n = 0;
 100
 101         /* initialize the initialization vector */
 102         MEMZERO(ivec, 8);
 103
 104         /* initialize the padding vector */
 105         arc4random_buf(pvec, sizeof(pvec));
 106 #endif
 107 }
 108
 109
 110 /* get_des_char: return next char in an encrypted file */
 111 int
 112 get_des_char(FILE *fp)
 113 {
 114 #ifdef DES
 115         if (des_n >= des_ct) {
 116                 des_n = 0;
 117                 des_ct = cbc_decode(des_buf, fp);
 118         }
 119         return (des_ct > 0) ? des_buf[des_n++] : EOF;
 120 #else
 121         return (getc(fp));
 122 #endif
 123 }
 124
 125
 126 /* put_des_char: write a char to an encrypted file; return char written */
 127 int
 128 put_des_char(int c, FILE *fp)
 129 {
 130 #ifdef DES
 131         if (des_n == sizeof des_buf) {
 132                 des_ct = cbc_encode(des_buf, des_n, fp);
 133                 des_n = 0;
 134         }
 135         return (des_ct >= 0) ? (des_buf[des_n++] = c) : EOF;
 136 #else
 137         return (fputc(c, fp));
 138 #endif
 139 }
 140
 141
 142 /* flush_des_file: flush an encrypted file's output; return status */
 143 int
 144 flush_des_file(FILE *fp)
 145 {
 146 #ifdef DES
 147         if (des_n == sizeof des_buf) {
 148                 des_ct = cbc_encode(des_buf, des_n, fp);
 149                 des_n = 0;
 150         }
 151         return (des_ct >= 0 && cbc_encode(des_buf, des_n, fp) >= 0) ? 0 : EOF;
 152 #else
 153         return (fflush(fp));
 154 #endif
 155 }
 156
 157 #ifdef DES
 158 /*
 159  * get keyword from tty or stdin
 160  */
 161 int
 162 get_keyword(void)
 163 {
 164         char *p;                        /* used to obtain the key */
 165         DES_cblock msgbuf;              /* I/O buffer */
 166
 167         /*
 168          * get the key
 169          */
 170         if ((p = getpass("Enter key: ")) != NULL && *p != '\0') {
 171
 172                 /*
 173                  * copy it, nul-padded, into the key area
 174                  */
 175                 expand_des_key(msgbuf, p);
 176                 MEMZERO(p, _PASSWORD_LEN);
 177                 set_des_key(&msgbuf);
 178                 MEMZERO(msgbuf, sizeof msgbuf);
 179                 return 1;
 180         }
 181         return 0;
 182 }
 183
 184
 185 /*
 186  * print a warning message and, possibly, terminate
 187  */
 188 void
 189 des_error(const char *s)
 190 {
 191         errmsg = s ? s : strerror(errno);
 192 }
 193
 194 /*
 195  * map a hex character to an integer
 196  */
 197 int
 198 hex_to_binary(int c, int radix)
 199 {
 200         switch(c) {
 201         case '0':               return(0x0);
 202         case '1':               return(0x1);
 203         case '2':               return(radix > 2 ? 0x2 : -1);
 204         case '3':               return(radix > 3 ? 0x3 : -1);
 205         case '4':               return(radix > 4 ? 0x4 : -1);
 206         case '5':               return(radix > 5 ? 0x5 : -1);
 207         case '6':               return(radix > 6 ? 0x6 : -1);
 208         case '7':               return(radix > 7 ? 0x7 : -1);
 209         case '8':               return(radix > 8 ? 0x8 : -1);
 210         case '9':               return(radix > 9 ? 0x9 : -1);
 211         case 'A': case 'a':     return(radix > 10 ? 0xa : -1);
 212         case 'B': case 'b':     return(radix > 11 ? 0xb : -1);
 213         case 'C': case 'c':     return(radix > 12 ? 0xc : -1);
 214         case 'D': case 'd':     return(radix > 13 ? 0xd : -1);
 215         case 'E': case 'e':     return(radix > 14 ? 0xe : -1);
 216         case 'F': case 'f':     return(radix > 15 ? 0xf : -1);
 217         }
 218         /*
 219          * invalid character
 220          */
 221         return(-1);
 222 }
 223
 224 /*
 225  * convert the key to a bit pattern
 226  *      obuf            bit pattern
 227  *      kbuf            the key itself
 228  */
 229 void
 230 expand_des_key(char *obuf, char *kbuf)
 231 {
 232         int i, j;                       /* counter in a for loop */
 233         int nbuf[64];                   /* used for hex/key translation */
 234
 235         /*
 236          * leading '0x' or '0X' == hex key
 237          */
 238         if (kbuf[0] == '0' && (kbuf[1] == 'x' || kbuf[1] == 'X')) {
 239                 kbuf = &kbuf[2];
 240                 /*
 241                  * now translate it, bombing on any illegal hex digit
 242                  */
 243                 for (i = 0; kbuf[i] && i < 16; i++)
 244                         if ((nbuf[i] = hex_to_binary((int) kbuf[i], 16)) == -1)
 245                                 des_error("bad hex digit in key");
 246                 while (i < 16)
 247                         nbuf[i++] = 0;
 248                 for (i = 0; i < 8; i++)
 249                         obuf[i] =
 250                             ((nbuf[2*i]&0xf)<<4) | (nbuf[2*i+1]&0xf);
 251                 /* preserve parity bits */
 252                 pflag = 1;
 253                 return;
 254         }
 255         /*
 256          * leading '0b' or '0B' == binary key
 257          */
 258         if (kbuf[0] == '0' && (kbuf[1] == 'b' || kbuf[1] == 'B')) {
 259                 kbuf = &kbuf[2];
 260                 /*
 261                  * now translate it, bombing on any illegal binary digit
 262                  */
 263                 for (i = 0; i < 16 && kbuf[i]; i++)
 264                         if ((nbuf[i] = hex_to_binary((int) kbuf[i], 2)) == -1)
 265                                 des_error("bad binary digit in key");
 266                 while (i < 64)
 267                         nbuf[i++] = 0;
 268                 for (i = 0; i < 8; i++)
 269                         for (j = 0; j < 8; j++)
 270                                 obuf[i] = (obuf[i]<<1)|nbuf[8*i+j];
 271                 /* preserve parity bits */
 272                 pflag = 1;
 273                 return;
 274         }
 275         /*
 276          * no special leader -- ASCII
 277          */
 278         (void)strncpy(obuf, kbuf, 8);
 279 }
 280
 281 /*****************
 282  * DES FUNCTIONS *
 283  *****************/
 284 /*
 285  * This sets the DES key and (if you're using the deszip version)
 286  * the direction of the transformation.  This uses the Sun
 287  * to map the 64-bit key onto the 56 bits that the key schedule
 288  * generation routines use: the old way, which just uses the user-
 289  * supplied 64 bits as is, and the new way, which resets the parity
 290  * bit to be the same as the low-order bit in each character.  The
 291  * new way generates a greater variety of key schedules, since many
 292  * systems set the parity (high) bit of each character to 0, and the
 293  * DES ignores the low order bit of each character.
 294  */
 295 void
 296 set_des_key(DES_cblock *buf)                    /* key block */
 297 {
 298         int i, j;                               /* counter in a for loop */
 299         int par;                                /* parity counter */
 300
 301         /*
 302          * if the parity is not preserved, flip it
 303          */
 304         if (!pflag) {
 305                 for (i = 0; i < 8; i++) {
 306                         par = 0;
 307                         for (j = 1; j < 8; j++)
 308                                 if ((bits[j] & (*buf)[i]) != 0)
 309                                         par++;
 310                         if ((par & 0x01) == 0x01)
 311                                 (*buf)[i] &= 0x7f;
 312                         else
 313                                 (*buf)[i] = ((*buf)[i] & 0x7f) | 0x80;
 314                 }
 315         }
 316
 317         DES_set_odd_parity(buf);
 318         DES_set_key(buf, &schedule);
 319 }
 320
 321
 322 /*
 323  * This encrypts using the Cipher Block Chaining mode of DES
 324  */
 325 int
 326 cbc_encode(unsigned char *msgbuf, int n, FILE *fp)
 327 {
 328         int inverse = 0;        /* 0 to encrypt, 1 to decrypt */
 329
 330         /*
 331          * do the transformation
 332          */
 333         if (n == 8) {
 334                 for (n = 0; n < 8; n++)
 335                         msgbuf[n] ^= ivec[n];
 336                 DES_XFORM((DES_cblock *)msgbuf);
 337                 MEMCPY(ivec, msgbuf, 8);
 338                 return WRITE(msgbuf, 8, fp);
 339         }
 340         /*
 341          * at EOF or last block -- in either case, the last byte contains
 342          * the character representation of the number of bytes in it
 343          */
 344 /*
 345         MEMZERO(msgbuf +  n, 8 - n);
 346 */
 347         /*
 348          *  Pad the last block randomly
 349          */
 350         (void)MEMCPY(msgbuf + n, pvec, 8 - n);
 351         msgbuf[7] = n;
 352         for (n = 0; n < 8; n++)
 353                 msgbuf[n] ^= ivec[n];
 354         DES_XFORM((DES_cblock *)msgbuf);
 355         return WRITE(msgbuf, 8, fp);
 356 }
 357
 358 /*
 359  * This decrypts using the Cipher Block Chaining mode of DES
 360  *      msgbuf  I/O buffer
 361  *      fp      input file descriptor
 362  */
 363 int
 364 cbc_decode(unsigned char *msgbuf, FILE *fp)
 365 {
 366         DES_cblock tbuf;        /* temp buffer for initialization vector */
 367         int n;                  /* number of bytes actually read */
 368         int c;                  /* used to test for EOF */
 369         int inverse = 1;        /* 0 to encrypt, 1 to decrypt */
 370
 371         if ((n = READ(msgbuf, 8, fp)) == 8) {
 372                 /*
 373                  * do the transformation
 374                  */
 375                 MEMCPY(tbuf, msgbuf, 8);
 376                 DES_XFORM((DES_cblock *)msgbuf);
 377                 for (c = 0; c < 8; c++)
 378                         msgbuf[c] ^= ivec[c];
 379                 MEMCPY(ivec, tbuf, 8);
 380                 /*
 381                  * if the last one, handle it specially
 382                  */
 383                 if ((c = fgetc(fp)) == EOF) {
 384                         n = msgbuf[7];
 385                         if (n < 0 || n > 7) {
 386                                 des_error("decryption failed (block corrupted)");
 387                                 return EOF;
 388                         }
 389                 } else
 390                         (void)ungetc(c, fp);
 391                 return n;
 392         }
 393         if (n > 0)
 394                 des_error("decryption failed (incomplete block)");
 395         else if (n < 0)
 396                 des_error("cannot read file");
 397         return EOF;
 398 }
 399 #endif  /* DES */