xref: /freebsd/contrib/libfido2/src/rs256.c (revision d0b2dbfa)
1 /*
2  * Copyright (c) 2018-2021 Yubico AB. All rights reserved.
3  * Use of this source code is governed by a BSD-style
4  * license that can be found in the LICENSE file.
5  */
6 
7 #include <openssl/bn.h>
8 #include <openssl/rsa.h>
9 #include <openssl/obj_mac.h>
10 
11 #include "fido.h"
12 #include "fido/rs256.h"
13 
14 #if defined(LIBRESSL_VERSION_NUMBER)
15 static EVP_MD *
16 rs256_get_EVP_MD(void)
17 {
18 	const EVP_MD *from;
19 	EVP_MD *to = NULL;
20 
21 	if ((from = EVP_sha256()) != NULL && (to = malloc(sizeof(*to))) != NULL)
22 		memcpy(to, from, sizeof(*to));
23 
24 	return (to);
25 }
26 
27 static void
28 rs256_free_EVP_MD(EVP_MD *md)
29 {
30 	freezero(md, sizeof(*md));
31 }
32 #elif OPENSSL_VERSION_NUMBER >= 0x30000000
33 static EVP_MD *
34 rs256_get_EVP_MD(void)
35 {
36 	return (EVP_MD_fetch(NULL, "SHA2-256", NULL));
37 }
38 
39 static void
40 rs256_free_EVP_MD(EVP_MD *md)
41 {
42 	EVP_MD_free(md);
43 }
44 #else
45 static EVP_MD *
46 rs256_get_EVP_MD(void)
47 {
48 	const EVP_MD *md;
49 
50 	if ((md = EVP_sha256()) == NULL)
51 		return (NULL);
52 
53 	return (EVP_MD_meth_dup(md));
54 }
55 
56 static void
57 rs256_free_EVP_MD(EVP_MD *md)
58 {
59 	EVP_MD_meth_free(md);
60 }
61 #endif /* LIBRESSL_VERSION_NUMBER */
62 
63 static int
64 decode_bignum(const cbor_item_t *item, void *ptr, size_t len)
65 {
66 	if (cbor_isa_bytestring(item) == false ||
67 	    cbor_bytestring_is_definite(item) == false ||
68 	    cbor_bytestring_length(item) != len) {
69 		fido_log_debug("%s: cbor type", __func__);
70 		return (-1);
71 	}
72 
73 	memcpy(ptr, cbor_bytestring_handle(item), len);
74 
75 	return (0);
76 }
77 
78 static int
79 decode_rsa_pubkey(const cbor_item_t *key, const cbor_item_t *val, void *arg)
80 {
81 	rs256_pk_t *k = arg;
82 
83 	if (cbor_isa_negint(key) == false ||
84 	    cbor_int_get_width(key) != CBOR_INT_8)
85 		return (0); /* ignore */
86 
87 	switch (cbor_get_uint8(key)) {
88 	case 0: /* modulus */
89 		return (decode_bignum(val, &k->n, sizeof(k->n)));
90 	case 1: /* public exponent */
91 		return (decode_bignum(val, &k->e, sizeof(k->e)));
92 	}
93 
94 	return (0); /* ignore */
95 }
96 
97 int
98 rs256_pk_decode(const cbor_item_t *item, rs256_pk_t *k)
99 {
100 	if (cbor_isa_map(item) == false ||
101 	    cbor_map_is_definite(item) == false ||
102 	    cbor_map_iter(item, k, decode_rsa_pubkey) < 0) {
103 		fido_log_debug("%s: cbor type", __func__);
104 		return (-1);
105 	}
106 
107 	return (0);
108 }
109 
110 rs256_pk_t *
111 rs256_pk_new(void)
112 {
113 	return (calloc(1, sizeof(rs256_pk_t)));
114 }
115 
116 void
117 rs256_pk_free(rs256_pk_t **pkp)
118 {
119 	rs256_pk_t *pk;
120 
121 	if (pkp == NULL || (pk = *pkp) == NULL)
122 		return;
123 
124 	freezero(pk, sizeof(*pk));
125 	*pkp = NULL;
126 }
127 
128 int
129 rs256_pk_from_ptr(rs256_pk_t *pk, const void *ptr, size_t len)
130 {
131 	if (len < sizeof(*pk))
132 		return (FIDO_ERR_INVALID_ARGUMENT);
133 
134 	memcpy(pk, ptr, sizeof(*pk));
135 
136 	return (FIDO_OK);
137 }
138 
139 EVP_PKEY *
140 rs256_pk_to_EVP_PKEY(const rs256_pk_t *k)
141 {
142 	RSA		*rsa = NULL;
143 	EVP_PKEY	*pkey = NULL;
144 	BIGNUM		*n = NULL;
145 	BIGNUM		*e = NULL;
146 	int		 ok = -1;
147 
148 	if ((n = BN_new()) == NULL || (e = BN_new()) == NULL)
149 		goto fail;
150 
151 	if (BN_bin2bn(k->n, sizeof(k->n), n) == NULL ||
152 	    BN_bin2bn(k->e, sizeof(k->e), e) == NULL) {
153 		fido_log_debug("%s: BN_bin2bn", __func__);
154 		goto fail;
155 	}
156 
157 	if ((rsa = RSA_new()) == NULL || RSA_set0_key(rsa, n, e, NULL) == 0) {
158 		fido_log_debug("%s: RSA_set0_key", __func__);
159 		goto fail;
160 	}
161 
162 	/* at this point, n and e belong to rsa */
163 	n = NULL;
164 	e = NULL;
165 
166 	if ((pkey = EVP_PKEY_new()) == NULL ||
167 	    EVP_PKEY_assign_RSA(pkey, rsa) == 0) {
168 		fido_log_debug("%s: EVP_PKEY_assign_RSA", __func__);
169 		goto fail;
170 	}
171 
172 	rsa = NULL; /* at this point, rsa belongs to evp */
173 
174 	ok = 0;
175 fail:
176 	if (n != NULL)
177 		BN_free(n);
178 	if (e != NULL)
179 		BN_free(e);
180 	if (rsa != NULL)
181 		RSA_free(rsa);
182 	if (ok < 0 && pkey != NULL) {
183 		EVP_PKEY_free(pkey);
184 		pkey = NULL;
185 	}
186 
187 	return (pkey);
188 }
189 
190 int
191 rs256_pk_from_RSA(rs256_pk_t *pk, const RSA *rsa)
192 {
193 	const BIGNUM	*n = NULL;
194 	const BIGNUM	*e = NULL;
195 	const BIGNUM	*d = NULL;
196 	int		 k;
197 
198 	if (RSA_bits(rsa) != 2048) {
199 		fido_log_debug("%s: invalid key length", __func__);
200 		return (FIDO_ERR_INVALID_ARGUMENT);
201 	}
202 
203 	RSA_get0_key(rsa, &n, &e, &d);
204 
205 	if (n == NULL || e == NULL) {
206 		fido_log_debug("%s: RSA_get0_key", __func__);
207 		return (FIDO_ERR_INTERNAL);
208 	}
209 
210 	if ((k = BN_num_bytes(n)) < 0 || (size_t)k > sizeof(pk->n) ||
211 	    (k = BN_num_bytes(e)) < 0 || (size_t)k > sizeof(pk->e)) {
212 		fido_log_debug("%s: invalid key", __func__);
213 		return (FIDO_ERR_INTERNAL);
214 	}
215 
216 	if ((k = BN_bn2bin(n, pk->n)) < 0 || (size_t)k > sizeof(pk->n) ||
217 	    (k = BN_bn2bin(e, pk->e)) < 0 || (size_t)k > sizeof(pk->e)) {
218 		fido_log_debug("%s: BN_bn2bin", __func__);
219 		return (FIDO_ERR_INTERNAL);
220 	}
221 
222 	return (FIDO_OK);
223 }
224 
225 int
226 rs256_pk_from_EVP_PKEY(rs256_pk_t *pk, const EVP_PKEY *pkey)
227 {
228 	RSA *rsa;
229 
230 	if (EVP_PKEY_base_id(pkey) != EVP_PKEY_RSA ||
231 	    (rsa = EVP_PKEY_get0(pkey)) == NULL)
232 		return (FIDO_ERR_INVALID_ARGUMENT);
233 
234 	return (rs256_pk_from_RSA(pk, rsa));
235 }
236 
237 int
238 rs256_verify_sig(const fido_blob_t *dgst, EVP_PKEY *pkey,
239     const fido_blob_t *sig)
240 {
241 	EVP_PKEY_CTX	*pctx = NULL;
242 	EVP_MD		*md = NULL;
243 	int		 ok = -1;
244 
245 	if (EVP_PKEY_base_id(pkey) != EVP_PKEY_RSA) {
246 		fido_log_debug("%s: EVP_PKEY_base_id", __func__);
247 		goto fail;
248 	}
249 
250 	if ((md = rs256_get_EVP_MD()) == NULL) {
251 		fido_log_debug("%s: rs256_get_EVP_MD", __func__);
252 		goto fail;
253 	}
254 
255 	if ((pctx = EVP_PKEY_CTX_new(pkey, NULL)) == NULL ||
256 	    EVP_PKEY_verify_init(pctx) != 1 ||
257 	    EVP_PKEY_CTX_set_rsa_padding(pctx, RSA_PKCS1_PADDING) != 1 ||
258 	    EVP_PKEY_CTX_set_signature_md(pctx, md) != 1) {
259 		fido_log_debug("%s: EVP_PKEY_CTX", __func__);
260 		goto fail;
261 	}
262 
263 	if (EVP_PKEY_verify(pctx, sig->ptr, sig->len, dgst->ptr,
264 	    dgst->len) != 1) {
265 		fido_log_debug("%s: EVP_PKEY_verify", __func__);
266 		goto fail;
267 	}
268 
269 	ok = 0;
270 fail:
271 	EVP_PKEY_CTX_free(pctx);
272 	rs256_free_EVP_MD(md);
273 
274 	return (ok);
275 }
276 
277 int
278 rs256_pk_verify_sig(const fido_blob_t *dgst, const rs256_pk_t *pk,
279     const fido_blob_t *sig)
280 {
281 	EVP_PKEY	*pkey;
282 	int		 ok = -1;
283 
284 	if ((pkey = rs256_pk_to_EVP_PKEY(pk)) == NULL ||
285 	    rs256_verify_sig(dgst, pkey, sig) < 0) {
286 		fido_log_debug("%s: rs256_verify_sig", __func__);
287 		goto fail;
288 	}
289 
290 	ok = 0;
291 fail:
292 	EVP_PKEY_free(pkey);
293 
294 	return (ok);
295 }
296