For git > 2.1, pass --date=now when amending commit with author date reset
[TortoiseGit.git] / src / TortoisePlink / SSHRSA.C
blob644f971a22067999d237f1db5820b37e8646c33c
1 /*\r
2  * RSA implementation for PuTTY.\r
3  */\r
4 \r
5 #include <stdio.h>\r
6 #include <stdlib.h>\r
7 #include <string.h>\r
8 #include <assert.h>\r
9 \r
10 #include "ssh.h"\r
11 #include "misc.h"\r
13 int makekey(unsigned char *data, int len, struct RSAKey *result,\r
14             unsigned char **keystr, int order)\r
15 {\r
16     unsigned char *p = data;\r
17     int i, n;\r
19     if (len < 4)\r
20         return -1;\r
22     if (result) {\r
23         result->bits = 0;\r
24         for (i = 0; i < 4; i++)\r
25             result->bits = (result->bits << 8) + *p++;\r
26     } else\r
27         p += 4;\r
29     len -= 4;\r
31     /*\r
32      * order=0 means exponent then modulus (the keys sent by the\r
33      * server). order=1 means modulus then exponent (the keys\r
34      * stored in a keyfile).\r
35      */\r
37     if (order == 0) {\r
38         n = ssh1_read_bignum(p, len, result ? &result->exponent : NULL);\r
39         if (n < 0) return -1;\r
40         p += n;\r
41         len -= n;\r
42     }\r
44     n = ssh1_read_bignum(p, len, result ? &result->modulus : NULL);\r
45     if (n < 0 || (result && bignum_bitcount(result->modulus) == 0)) return -1;\r
46     if (result)\r
47         result->bytes = n - 2;\r
48     if (keystr)\r
49         *keystr = p + 2;\r
50     p += n;\r
51     len -= n;\r
53     if (order == 1) {\r
54         n = ssh1_read_bignum(p, len, result ? &result->exponent : NULL);\r
55         if (n < 0) return -1;\r
56         p += n;\r
57         len -= n;\r
58     }\r
59     return p - data;\r
60 }\r
62 int makeprivate(unsigned char *data, int len, struct RSAKey *result)\r
63 {\r
64     return ssh1_read_bignum(data, len, &result->private_exponent);\r
65 }\r
67 int rsaencrypt(unsigned char *data, int length, struct RSAKey *key)\r
68 {\r
69     Bignum b1, b2;\r
70     int i;\r
71     unsigned char *p;\r
73     if (key->bytes < length + 4)\r
74         return 0;                      /* RSA key too short! */\r
76     memmove(data + key->bytes - length, data, length);\r
77     data[0] = 0;\r
78     data[1] = 2;\r
80     for (i = 2; i < key->bytes - length - 1; i++) {\r
81         do {\r
82             data[i] = random_byte();\r
83         } while (data[i] == 0);\r
84     }\r
85     data[key->bytes - length - 1] = 0;\r
87     b1 = bignum_from_bytes(data, key->bytes);\r
89     b2 = modpow(b1, key->exponent, key->modulus);\r
91     p = data;\r
92     for (i = key->bytes; i--;) {\r
93         *p++ = bignum_byte(b2, i);\r
94     }\r
96     freebn(b1);\r
97     freebn(b2);\r
99     return 1;\r
102 static void sha512_mpint(SHA512_State * s, Bignum b)\r
104     unsigned char lenbuf[4];\r
105     int len;\r
106     len = (bignum_bitcount(b) + 8) / 8;\r
107     PUT_32BIT(lenbuf, len);\r
108     SHA512_Bytes(s, lenbuf, 4);\r
109     while (len-- > 0) {\r
110         lenbuf[0] = bignum_byte(b, len);\r
111         SHA512_Bytes(s, lenbuf, 1);\r
112     }\r
113     smemclr(lenbuf, sizeof(lenbuf));\r
116 /*\r
117  * Compute (base ^ exp) % mod, provided mod == p * q, with p,q\r
118  * distinct primes, and iqmp is the multiplicative inverse of q mod p.\r
119  * Uses Chinese Remainder Theorem to speed computation up over the\r
120  * obvious implementation of a single big modpow.\r
121  */\r
122 Bignum crt_modpow(Bignum base, Bignum exp, Bignum mod,\r
123                   Bignum p, Bignum q, Bignum iqmp)\r
125     Bignum pm1, qm1, pexp, qexp, presult, qresult, diff, multiplier, ret0, ret;\r
127     /*\r
128      * Reduce the exponent mod phi(p) and phi(q), to save time when\r
129      * exponentiating mod p and mod q respectively. Of course, since p\r
130      * and q are prime, phi(p) == p-1 and similarly for q.\r
131      */\r
132     pm1 = copybn(p);\r
133     decbn(pm1);\r
134     qm1 = copybn(q);\r
135     decbn(qm1);\r
136     pexp = bigmod(exp, pm1);\r
137     qexp = bigmod(exp, qm1);\r
139     /*\r
140      * Do the two modpows.\r
141      */\r
142     presult = modpow(base, pexp, p);\r
143     qresult = modpow(base, qexp, q);\r
145     /*\r
146      * Recombine the results. We want a value which is congruent to\r
147      * qresult mod q, and to presult mod p.\r
148      *\r
149      * We know that iqmp * q is congruent to 1 * mod p (by definition\r
150      * of iqmp) and to 0 mod q (obviously). So we start with qresult\r
151      * (which is congruent to qresult mod both primes), and add on\r
152      * (presult-qresult) * (iqmp * q) which adjusts it to be congruent\r
153      * to presult mod p without affecting its value mod q.\r
154      */\r
155     if (bignum_cmp(presult, qresult) < 0) {\r
156         /*\r
157          * Can't subtract presult from qresult without first adding on\r
158          * p.\r
159          */\r
160         Bignum tmp = presult;\r
161         presult = bigadd(presult, p);\r
162         freebn(tmp);\r
163     }\r
164     diff = bigsub(presult, qresult);\r
165     multiplier = bigmul(iqmp, q);\r
166     ret0 = bigmuladd(multiplier, diff, qresult);\r
168     /*\r
169      * Finally, reduce the result mod n.\r
170      */\r
171     ret = bigmod(ret0, mod);\r
173     /*\r
174      * Free all the intermediate results before returning.\r
175      */\r
176     freebn(pm1);\r
177     freebn(qm1);\r
178     freebn(pexp);\r
179     freebn(qexp);\r
180     freebn(presult);\r
181     freebn(qresult);\r
182     freebn(diff);\r
183     freebn(multiplier);\r
184     freebn(ret0);\r
186     return ret;\r
189 /*\r
190  * This function is a wrapper on modpow(). It has the same effect as\r
191  * modpow(), but employs RSA blinding to protect against timing\r
192  * attacks and also uses the Chinese Remainder Theorem (implemented\r
193  * above, in crt_modpow()) to speed up the main operation.\r
194  */\r
195 static Bignum rsa_privkey_op(Bignum input, struct RSAKey *key)\r
197     Bignum random, random_encrypted, random_inverse;\r
198     Bignum input_blinded, ret_blinded;\r
199     Bignum ret;\r
201     SHA512_State ss;\r
202     unsigned char digest512[64];\r
203     int digestused = lenof(digest512);\r
204     int hashseq = 0;\r
206     /*\r
207      * Start by inventing a random number chosen uniformly from the\r
208      * range 2..modulus-1. (We do this by preparing a random number\r
209      * of the right length and retrying if it's greater than the\r
210      * modulus, to prevent any potential Bleichenbacher-like\r
211      * attacks making use of the uneven distribution within the\r
212      * range that would arise from just reducing our number mod n.\r
213      * There are timing implications to the potential retries, of\r
214      * course, but all they tell you is the modulus, which you\r
215      * already knew.)\r
216      * \r
217      * To preserve determinism and avoid Pageant needing to share\r
218      * the random number pool, we actually generate this `random'\r
219      * number by hashing stuff with the private key.\r
220      */\r
221     while (1) {\r
222         int bits, byte, bitsleft, v;\r
223         random = copybn(key->modulus);\r
224         /*\r
225          * Find the topmost set bit. (This function will return its\r
226          * index plus one.) Then we'll set all bits from that one\r
227          * downwards randomly.\r
228          */\r
229         bits = bignum_bitcount(random);\r
230         byte = 0;\r
231         bitsleft = 0;\r
232         while (bits--) {\r
233             if (bitsleft <= 0) {\r
234                 bitsleft = 8;\r
235                 /*\r
236                  * Conceptually the following few lines are equivalent to\r
237                  *    byte = random_byte();\r
238                  */\r
239                 if (digestused >= lenof(digest512)) {\r
240                     unsigned char seqbuf[4];\r
241                     PUT_32BIT(seqbuf, hashseq);\r
242                     SHA512_Init(&ss);\r
243                     SHA512_Bytes(&ss, "RSA deterministic blinding", 26);\r
244                     SHA512_Bytes(&ss, seqbuf, sizeof(seqbuf));\r
245                     sha512_mpint(&ss, key->private_exponent);\r
246                     SHA512_Final(&ss, digest512);\r
247                     hashseq++;\r
249                     /*\r
250                      * Now hash that digest plus the signature\r
251                      * input.\r
252                      */\r
253                     SHA512_Init(&ss);\r
254                     SHA512_Bytes(&ss, digest512, sizeof(digest512));\r
255                     sha512_mpint(&ss, input);\r
256                     SHA512_Final(&ss, digest512);\r
258                     digestused = 0;\r
259                 }\r
260                 byte = digest512[digestused++];\r
261             }\r
262             v = byte & 1;\r
263             byte >>= 1;\r
264             bitsleft--;\r
265             bignum_set_bit(random, bits, v);\r
266         }\r
267         bn_restore_invariant(random);\r
269         /*\r
270          * Now check that this number is strictly greater than\r
271          * zero, and strictly less than modulus.\r
272          */\r
273         if (bignum_cmp(random, Zero) <= 0 ||\r
274             bignum_cmp(random, key->modulus) >= 0) {\r
275             freebn(random);\r
276             continue;\r
277         }\r
279         /*\r
280          * Also, make sure it has an inverse mod modulus.\r
281          */\r
282         random_inverse = modinv(random, key->modulus);\r
283         if (!random_inverse) {\r
284             freebn(random);\r
285             continue;\r
286         }\r
288         break;\r
289     }\r
291     /*\r
292      * RSA blinding relies on the fact that (xy)^d mod n is equal\r
293      * to (x^d mod n) * (y^d mod n) mod n. We invent a random pair\r
294      * y and y^d; then we multiply x by y, raise to the power d mod\r
295      * n as usual, and divide by y^d to recover x^d. Thus an\r
296      * attacker can't correlate the timing of the modpow with the\r
297      * input, because they don't know anything about the number\r
298      * that was input to the actual modpow.\r
299      * \r
300      * The clever bit is that we don't have to do a huge modpow to\r
301      * get y and y^d; we will use the number we just invented as\r
302      * _y^d_, and use the _public_ exponent to compute (y^d)^e = y\r
303      * from it, which is much faster to do.\r
304      */\r
305     random_encrypted = crt_modpow(random, key->exponent,\r
306                                   key->modulus, key->p, key->q, key->iqmp);\r
307     input_blinded = modmul(input, random_encrypted, key->modulus);\r
308     ret_blinded = crt_modpow(input_blinded, key->private_exponent,\r
309                              key->modulus, key->p, key->q, key->iqmp);\r
310     ret = modmul(ret_blinded, random_inverse, key->modulus);\r
312     freebn(ret_blinded);\r
313     freebn(input_blinded);\r
314     freebn(random_inverse);\r
315     freebn(random_encrypted);\r
316     freebn(random);\r
318     return ret;\r
321 Bignum rsadecrypt(Bignum input, struct RSAKey *key)\r
323     return rsa_privkey_op(input, key);\r
326 int rsastr_len(struct RSAKey *key)\r
328     Bignum md, ex;\r
329     int mdlen, exlen;\r
331     md = key->modulus;\r
332     ex = key->exponent;\r
333     mdlen = (bignum_bitcount(md) + 15) / 16;\r
334     exlen = (bignum_bitcount(ex) + 15) / 16;\r
335     return 4 * (mdlen + exlen) + 20;\r
338 void rsastr_fmt(char *str, struct RSAKey *key)\r
340     Bignum md, ex;\r
341     int len = 0, i, nibbles;\r
342     static const char hex[] = "0123456789abcdef";\r
344     md = key->modulus;\r
345     ex = key->exponent;\r
347     len += sprintf(str + len, "0x");\r
349     nibbles = (3 + bignum_bitcount(ex)) / 4;\r
350     if (nibbles < 1)\r
351         nibbles = 1;\r
352     for (i = nibbles; i--;)\r
353         str[len++] = hex[(bignum_byte(ex, i / 2) >> (4 * (i % 2))) & 0xF];\r
355     len += sprintf(str + len, ",0x");\r
357     nibbles = (3 + bignum_bitcount(md)) / 4;\r
358     if (nibbles < 1)\r
359         nibbles = 1;\r
360     for (i = nibbles; i--;)\r
361         str[len++] = hex[(bignum_byte(md, i / 2) >> (4 * (i % 2))) & 0xF];\r
363     str[len] = '\0';\r
366 /*\r
367  * Generate a fingerprint string for the key. Compatible with the\r
368  * OpenSSH fingerprint code.\r
369  */\r
370 void rsa_fingerprint(char *str, int len, struct RSAKey *key)\r
372     struct MD5Context md5c;\r
373     unsigned char digest[16];\r
374     char buffer[16 * 3 + 40];\r
375     int numlen, slen, i;\r
377     MD5Init(&md5c);\r
378     numlen = ssh1_bignum_length(key->modulus) - 2;\r
379     for (i = numlen; i--;) {\r
380         unsigned char c = bignum_byte(key->modulus, i);\r
381         MD5Update(&md5c, &c, 1);\r
382     }\r
383     numlen = ssh1_bignum_length(key->exponent) - 2;\r
384     for (i = numlen; i--;) {\r
385         unsigned char c = bignum_byte(key->exponent, i);\r
386         MD5Update(&md5c, &c, 1);\r
387     }\r
388     MD5Final(digest, &md5c);\r
390     sprintf(buffer, "%d ", bignum_bitcount(key->modulus));\r
391     for (i = 0; i < 16; i++)\r
392         sprintf(buffer + strlen(buffer), "%s%02x", i ? ":" : "",\r
393                 digest[i]);\r
394     strncpy(str, buffer, len);\r
395     str[len - 1] = '\0';\r
396     slen = strlen(str);\r
397     if (key->comment && slen < len - 1) {\r
398         str[slen] = ' ';\r
399         strncpy(str + slen + 1, key->comment, len - slen - 1);\r
400         str[len - 1] = '\0';\r
401     }\r
404 /*\r
405  * Verify that the public data in an RSA key matches the private\r
406  * data. We also check the private data itself: we ensure that p >\r
407  * q and that iqmp really is the inverse of q mod p.\r
408  */\r
409 int rsa_verify(struct RSAKey *key)\r
411     Bignum n, ed, pm1, qm1;\r
412     int cmp;\r
414     /* n must equal pq. */\r
415     n = bigmul(key->p, key->q);\r
416     cmp = bignum_cmp(n, key->modulus);\r
417     freebn(n);\r
418     if (cmp != 0)\r
419         return 0;\r
421     /* e * d must be congruent to 1, modulo (p-1) and modulo (q-1). */\r
422     pm1 = copybn(key->p);\r
423     decbn(pm1);\r
424     ed = modmul(key->exponent, key->private_exponent, pm1);\r
425     freebn(pm1);\r
426     cmp = bignum_cmp(ed, One);\r
427     freebn(ed);\r
428     if (cmp != 0)\r
429         return 0;\r
431     qm1 = copybn(key->q);\r
432     decbn(qm1);\r
433     ed = modmul(key->exponent, key->private_exponent, qm1);\r
434     freebn(qm1);\r
435     cmp = bignum_cmp(ed, One);\r
436     freebn(ed);\r
437     if (cmp != 0)\r
438         return 0;\r
440     /*\r
441      * Ensure p > q.\r
442      *\r
443      * I have seen key blobs in the wild which were generated with\r
444      * p < q, so instead of rejecting the key in this case we\r
445      * should instead flip them round into the canonical order of\r
446      * p > q. This also involves regenerating iqmp.\r
447      */\r
448     if (bignum_cmp(key->p, key->q) <= 0) {\r
449         Bignum tmp = key->p;\r
450         key->p = key->q;\r
451         key->q = tmp;\r
453         freebn(key->iqmp);\r
454         key->iqmp = modinv(key->q, key->p);\r
455         if (!key->iqmp)\r
456             return 0;\r
457     }\r
459     /*\r
460      * Ensure iqmp * q is congruent to 1, modulo p.\r
461      */\r
462     n = modmul(key->iqmp, key->q, key->p);\r
463     cmp = bignum_cmp(n, One);\r
464     freebn(n);\r
465     if (cmp != 0)\r
466         return 0;\r
468     return 1;\r
471 /* Public key blob as used by Pageant: exponent before modulus. */\r
472 unsigned char *rsa_public_blob(struct RSAKey *key, int *len)\r
474     int length, pos;\r
475     unsigned char *ret;\r
477     length = (ssh1_bignum_length(key->modulus) +\r
478               ssh1_bignum_length(key->exponent) + 4);\r
479     ret = snewn(length, unsigned char);\r
481     PUT_32BIT(ret, bignum_bitcount(key->modulus));\r
482     pos = 4;\r
483     pos += ssh1_write_bignum(ret + pos, key->exponent);\r
484     pos += ssh1_write_bignum(ret + pos, key->modulus);\r
486     *len = length;\r
487     return ret;\r
490 /* Given a public blob, determine its length. */\r
491 int rsa_public_blob_len(void *data, int maxlen)\r
493     unsigned char *p = (unsigned char *)data;\r
494     int n;\r
496     if (maxlen < 4)\r
497         return -1;\r
498     p += 4;                            /* length word */\r
499     maxlen -= 4;\r
501     n = ssh1_read_bignum(p, maxlen, NULL);    /* exponent */\r
502     if (n < 0)\r
503         return -1;\r
504     p += n;\r
506     n = ssh1_read_bignum(p, maxlen, NULL);    /* modulus */\r
507     if (n < 0)\r
508         return -1;\r
509     p += n;\r
511     return p - (unsigned char *)data;\r
514 void freersakey(struct RSAKey *key)\r
516     if (key->modulus)\r
517         freebn(key->modulus);\r
518     if (key->exponent)\r
519         freebn(key->exponent);\r
520     if (key->private_exponent)\r
521         freebn(key->private_exponent);\r
522     if (key->p)\r
523         freebn(key->p);\r
524     if (key->q)\r
525         freebn(key->q);\r
526     if (key->iqmp)\r
527         freebn(key->iqmp);\r
528     if (key->comment)\r
529         sfree(key->comment);\r
532 /* ----------------------------------------------------------------------\r
533  * Implementation of the ssh-rsa signing key type. \r
534  */\r
536 static void getstring(char **data, int *datalen, char **p, int *length)\r
538     *p = NULL;\r
539     if (*datalen < 4)\r
540         return;\r
541     *length = toint(GET_32BIT(*data));\r
542     if (*length < 0)\r
543         return;\r
544     *datalen -= 4;\r
545     *data += 4;\r
546     if (*datalen < *length)\r
547         return;\r
548     *p = *data;\r
549     *data += *length;\r
550     *datalen -= *length;\r
552 static Bignum getmp(char **data, int *datalen)\r
554     char *p;\r
555     int length;\r
556     Bignum b;\r
558     getstring(data, datalen, &p, &length);\r
559     if (!p)\r
560         return NULL;\r
561     b = bignum_from_bytes((unsigned char *)p, length);\r
562     return b;\r
565 static void rsa2_freekey(void *key);   /* forward reference */\r
567 static void *rsa2_newkey(char *data, int len)\r
569     char *p;\r
570     int slen;\r
571     struct RSAKey *rsa;\r
573     rsa = snew(struct RSAKey);\r
574     getstring(&data, &len, &p, &slen);\r
576     if (!p || slen != 7 || memcmp(p, "ssh-rsa", 7)) {\r
577         sfree(rsa);\r
578         return NULL;\r
579     }\r
580     rsa->exponent = getmp(&data, &len);\r
581     rsa->modulus = getmp(&data, &len);\r
582     rsa->private_exponent = NULL;\r
583     rsa->p = rsa->q = rsa->iqmp = NULL;\r
584     rsa->comment = NULL;\r
586     if (!rsa->exponent || !rsa->modulus) {\r
587         rsa2_freekey(rsa);\r
588         return NULL;\r
589     }\r
591     return rsa;\r
594 static void rsa2_freekey(void *key)\r
596     struct RSAKey *rsa = (struct RSAKey *) key;\r
597     freersakey(rsa);\r
598     sfree(rsa);\r
601 static char *rsa2_fmtkey(void *key)\r
603     struct RSAKey *rsa = (struct RSAKey *) key;\r
604     char *p;\r
605     int len;\r
607     len = rsastr_len(rsa);\r
608     p = snewn(len, char);\r
609     rsastr_fmt(p, rsa);\r
610     return p;\r
613 static unsigned char *rsa2_public_blob(void *key, int *len)\r
615     struct RSAKey *rsa = (struct RSAKey *) key;\r
616     int elen, mlen, bloblen;\r
617     int i;\r
618     unsigned char *blob, *p;\r
620     elen = (bignum_bitcount(rsa->exponent) + 8) / 8;\r
621     mlen = (bignum_bitcount(rsa->modulus) + 8) / 8;\r
623     /*\r
624      * string "ssh-rsa", mpint exp, mpint mod. Total 19+elen+mlen.\r
625      * (three length fields, 12+7=19).\r
626      */\r
627     bloblen = 19 + elen + mlen;\r
628     blob = snewn(bloblen, unsigned char);\r
629     p = blob;\r
630     PUT_32BIT(p, 7);\r
631     p += 4;\r
632     memcpy(p, "ssh-rsa", 7);\r
633     p += 7;\r
634     PUT_32BIT(p, elen);\r
635     p += 4;\r
636     for (i = elen; i--;)\r
637         *p++ = bignum_byte(rsa->exponent, i);\r
638     PUT_32BIT(p, mlen);\r
639     p += 4;\r
640     for (i = mlen; i--;)\r
641         *p++ = bignum_byte(rsa->modulus, i);\r
642     assert(p == blob + bloblen);\r
643     *len = bloblen;\r
644     return blob;\r
647 static unsigned char *rsa2_private_blob(void *key, int *len)\r
649     struct RSAKey *rsa = (struct RSAKey *) key;\r
650     int dlen, plen, qlen, ulen, bloblen;\r
651     int i;\r
652     unsigned char *blob, *p;\r
654     dlen = (bignum_bitcount(rsa->private_exponent) + 8) / 8;\r
655     plen = (bignum_bitcount(rsa->p) + 8) / 8;\r
656     qlen = (bignum_bitcount(rsa->q) + 8) / 8;\r
657     ulen = (bignum_bitcount(rsa->iqmp) + 8) / 8;\r
659     /*\r
660      * mpint private_exp, mpint p, mpint q, mpint iqmp. Total 16 +\r
661      * sum of lengths.\r
662      */\r
663     bloblen = 16 + dlen + plen + qlen + ulen;\r
664     blob = snewn(bloblen, unsigned char);\r
665     p = blob;\r
666     PUT_32BIT(p, dlen);\r
667     p += 4;\r
668     for (i = dlen; i--;)\r
669         *p++ = bignum_byte(rsa->private_exponent, i);\r
670     PUT_32BIT(p, plen);\r
671     p += 4;\r
672     for (i = plen; i--;)\r
673         *p++ = bignum_byte(rsa->p, i);\r
674     PUT_32BIT(p, qlen);\r
675     p += 4;\r
676     for (i = qlen; i--;)\r
677         *p++ = bignum_byte(rsa->q, i);\r
678     PUT_32BIT(p, ulen);\r
679     p += 4;\r
680     for (i = ulen; i--;)\r
681         *p++ = bignum_byte(rsa->iqmp, i);\r
682     assert(p == blob + bloblen);\r
683     *len = bloblen;\r
684     return blob;\r
687 static void *rsa2_createkey(unsigned char *pub_blob, int pub_len,\r
688                             unsigned char *priv_blob, int priv_len)\r
690     struct RSAKey *rsa;\r
691     char *pb = (char *) priv_blob;\r
693     rsa = rsa2_newkey((char *) pub_blob, pub_len);\r
694     rsa->private_exponent = getmp(&pb, &priv_len);\r
695     rsa->p = getmp(&pb, &priv_len);\r
696     rsa->q = getmp(&pb, &priv_len);\r
697     rsa->iqmp = getmp(&pb, &priv_len);\r
699     if (!rsa_verify(rsa)) {\r
700         rsa2_freekey(rsa);\r
701         return NULL;\r
702     }\r
704     return rsa;\r
707 static void *rsa2_openssh_createkey(unsigned char **blob, int *len)\r
709     char **b = (char **) blob;\r
710     struct RSAKey *rsa;\r
712     rsa = snew(struct RSAKey);\r
713     rsa->comment = NULL;\r
715     rsa->modulus = getmp(b, len);\r
716     rsa->exponent = getmp(b, len);\r
717     rsa->private_exponent = getmp(b, len);\r
718     rsa->iqmp = getmp(b, len);\r
719     rsa->p = getmp(b, len);\r
720     rsa->q = getmp(b, len);\r
722     if (!rsa->modulus || !rsa->exponent || !rsa->private_exponent ||\r
723         !rsa->iqmp || !rsa->p || !rsa->q) {\r
724         rsa2_freekey(rsa);\r
725         return NULL;\r
726     }\r
728     if (!rsa_verify(rsa)) {\r
729         rsa2_freekey(rsa);\r
730         return NULL;\r
731     }\r
733     return rsa;\r
736 static int rsa2_openssh_fmtkey(void *key, unsigned char *blob, int len)\r
738     struct RSAKey *rsa = (struct RSAKey *) key;\r
739     int bloblen, i;\r
741     bloblen =\r
742         ssh2_bignum_length(rsa->modulus) +\r
743         ssh2_bignum_length(rsa->exponent) +\r
744         ssh2_bignum_length(rsa->private_exponent) +\r
745         ssh2_bignum_length(rsa->iqmp) +\r
746         ssh2_bignum_length(rsa->p) + ssh2_bignum_length(rsa->q);\r
748     if (bloblen > len)\r
749         return bloblen;\r
751     bloblen = 0;\r
752 #define ENC(x) \\r
753     PUT_32BIT(blob+bloblen, ssh2_bignum_length((x))-4); bloblen += 4; \\r
754     for (i = ssh2_bignum_length((x))-4; i-- ;) blob[bloblen++]=bignum_byte((x),i);\r
755     ENC(rsa->modulus);\r
756     ENC(rsa->exponent);\r
757     ENC(rsa->private_exponent);\r
758     ENC(rsa->iqmp);\r
759     ENC(rsa->p);\r
760     ENC(rsa->q);\r
762     return bloblen;\r
765 static int rsa2_pubkey_bits(void *blob, int len)\r
767     struct RSAKey *rsa;\r
768     int ret;\r
770     rsa = rsa2_newkey((char *) blob, len);\r
771     ret = bignum_bitcount(rsa->modulus);\r
772     rsa2_freekey(rsa);\r
774     return ret;\r
777 static char *rsa2_fingerprint(void *key)\r
779     struct RSAKey *rsa = (struct RSAKey *) key;\r
780     struct MD5Context md5c;\r
781     unsigned char digest[16], lenbuf[4];\r
782     char buffer[16 * 3 + 40];\r
783     char *ret;\r
784     int numlen, i;\r
786     MD5Init(&md5c);\r
787     MD5Update(&md5c, (unsigned char *)"\0\0\0\7ssh-rsa", 11);\r
789 #define ADD_BIGNUM(bignum) \\r
790     numlen = (bignum_bitcount(bignum)+8)/8; \\r
791     PUT_32BIT(lenbuf, numlen); MD5Update(&md5c, lenbuf, 4); \\r
792     for (i = numlen; i-- ;) { \\r
793         unsigned char c = bignum_byte(bignum, i); \\r
794         MD5Update(&md5c, &c, 1); \\r
795     }\r
796     ADD_BIGNUM(rsa->exponent);\r
797     ADD_BIGNUM(rsa->modulus);\r
798 #undef ADD_BIGNUM\r
800     MD5Final(digest, &md5c);\r
802     sprintf(buffer, "ssh-rsa %d ", bignum_bitcount(rsa->modulus));\r
803     for (i = 0; i < 16; i++)\r
804         sprintf(buffer + strlen(buffer), "%s%02x", i ? ":" : "",\r
805                 digest[i]);\r
806     ret = snewn(strlen(buffer) + 1, char);\r
807     if (ret)\r
808         strcpy(ret, buffer);\r
809     return ret;\r
812 /*\r
813  * This is the magic ASN.1/DER prefix that goes in the decoded\r
814  * signature, between the string of FFs and the actual SHA hash\r
815  * value. The meaning of it is:\r
816  * \r
817  * 00 -- this marks the end of the FFs; not part of the ASN.1 bit itself\r
818  * \r
819  * 30 21 -- a constructed SEQUENCE of length 0x21\r
820  *    30 09 -- a constructed sub-SEQUENCE of length 9\r
821  *       06 05 -- an object identifier, length 5\r
822  *          2B 0E 03 02 1A -- object id { 1 3 14 3 2 26 }\r
823  *                            (the 1,3 comes from 0x2B = 43 = 40*1+3)\r
824  *       05 00 -- NULL\r
825  *    04 14 -- a primitive OCTET STRING of length 0x14\r
826  *       [0x14 bytes of hash data follows]\r
827  * \r
828  * The object id in the middle there is listed as `id-sha1' in\r
829  * ftp://ftp.rsasecurity.com/pub/pkcs/pkcs-1/pkcs-1v2-1d2.asn (the\r
830  * ASN module for PKCS #1) and its expanded form is as follows:\r
831  * \r
832  * id-sha1                OBJECT IDENTIFIER ::= {\r
833  *    iso(1) identified-organization(3) oiw(14) secsig(3)\r
834  *    algorithms(2) 26 }\r
835  */\r
836 static const unsigned char asn1_weird_stuff[] = {\r
837     0x00, 0x30, 0x21, 0x30, 0x09, 0x06, 0x05, 0x2B,\r
838     0x0E, 0x03, 0x02, 0x1A, 0x05, 0x00, 0x04, 0x14,\r
839 };\r
841 #define ASN1_LEN ( (int) sizeof(asn1_weird_stuff) )\r
843 static int rsa2_verifysig(void *key, char *sig, int siglen,\r
844                           char *data, int datalen)\r
846     struct RSAKey *rsa = (struct RSAKey *) key;\r
847     Bignum in, out;\r
848     char *p;\r
849     int slen;\r
850     int bytes, i, j, ret;\r
851     unsigned char hash[20];\r
853     getstring(&sig, &siglen, &p, &slen);\r
854     if (!p || slen != 7 || memcmp(p, "ssh-rsa", 7)) {\r
855         return 0;\r
856     }\r
857     in = getmp(&sig, &siglen);\r
858     if (!in)\r
859         return 0;\r
860     out = modpow(in, rsa->exponent, rsa->modulus);\r
861     freebn(in);\r
863     ret = 1;\r
865     bytes = (bignum_bitcount(rsa->modulus)+7) / 8;\r
866     /* Top (partial) byte should be zero. */\r
867     if (bignum_byte(out, bytes - 1) != 0)\r
868         ret = 0;\r
869     /* First whole byte should be 1. */\r
870     if (bignum_byte(out, bytes - 2) != 1)\r
871         ret = 0;\r
872     /* Most of the rest should be FF. */\r
873     for (i = bytes - 3; i >= 20 + ASN1_LEN; i--) {\r
874         if (bignum_byte(out, i) != 0xFF)\r
875             ret = 0;\r
876     }\r
877     /* Then we expect to see the asn1_weird_stuff. */\r
878     for (i = 20 + ASN1_LEN - 1, j = 0; i >= 20; i--, j++) {\r
879         if (bignum_byte(out, i) != asn1_weird_stuff[j])\r
880             ret = 0;\r
881     }\r
882     /* Finally, we expect to see the SHA-1 hash of the signed data. */\r
883     SHA_Simple(data, datalen, hash);\r
884     for (i = 19, j = 0; i >= 0; i--, j++) {\r
885         if (bignum_byte(out, i) != hash[j])\r
886             ret = 0;\r
887     }\r
888     freebn(out);\r
890     return ret;\r
893 static unsigned char *rsa2_sign(void *key, char *data, int datalen,\r
894                                 int *siglen)\r
896     struct RSAKey *rsa = (struct RSAKey *) key;\r
897     unsigned char *bytes;\r
898     int nbytes;\r
899     unsigned char hash[20];\r
900     Bignum in, out;\r
901     int i, j;\r
903     SHA_Simple(data, datalen, hash);\r
905     nbytes = (bignum_bitcount(rsa->modulus) - 1) / 8;\r
906     assert(1 <= nbytes - 20 - ASN1_LEN);\r
907     bytes = snewn(nbytes, unsigned char);\r
909     bytes[0] = 1;\r
910     for (i = 1; i < nbytes - 20 - ASN1_LEN; i++)\r
911         bytes[i] = 0xFF;\r
912     for (i = nbytes - 20 - ASN1_LEN, j = 0; i < nbytes - 20; i++, j++)\r
913         bytes[i] = asn1_weird_stuff[j];\r
914     for (i = nbytes - 20, j = 0; i < nbytes; i++, j++)\r
915         bytes[i] = hash[j];\r
917     in = bignum_from_bytes(bytes, nbytes);\r
918     sfree(bytes);\r
920     out = rsa_privkey_op(in, rsa);\r
921     freebn(in);\r
923     nbytes = (bignum_bitcount(out) + 7) / 8;\r
924     bytes = snewn(4 + 7 + 4 + nbytes, unsigned char);\r
925     PUT_32BIT(bytes, 7);\r
926     memcpy(bytes + 4, "ssh-rsa", 7);\r
927     PUT_32BIT(bytes + 4 + 7, nbytes);\r
928     for (i = 0; i < nbytes; i++)\r
929         bytes[4 + 7 + 4 + i] = bignum_byte(out, nbytes - 1 - i);\r
930     freebn(out);\r
932     *siglen = 4 + 7 + 4 + nbytes;\r
933     return bytes;\r
936 const struct ssh_signkey ssh_rsa = {\r
937     rsa2_newkey,\r
938     rsa2_freekey,\r
939     rsa2_fmtkey,\r
940     rsa2_public_blob,\r
941     rsa2_private_blob,\r
942     rsa2_createkey,\r
943     rsa2_openssh_createkey,\r
944     rsa2_openssh_fmtkey,\r
945     rsa2_pubkey_bits,\r
946     rsa2_fingerprint,\r
947     rsa2_verifysig,\r
948     rsa2_sign,\r
949     "ssh-rsa",\r
950     "rsa2"\r
951 };\r
953 void *ssh_rsakex_newkey(char *data, int len)\r
955     return rsa2_newkey(data, len);\r
958 void ssh_rsakex_freekey(void *key)\r
960     rsa2_freekey(key);\r
963 int ssh_rsakex_klen(void *key)\r
965     struct RSAKey *rsa = (struct RSAKey *) key;\r
967     return bignum_bitcount(rsa->modulus);\r
970 static void oaep_mask(const struct ssh_hash *h, void *seed, int seedlen,\r
971                       void *vdata, int datalen)\r
973     unsigned char *data = (unsigned char *)vdata;\r
974     unsigned count = 0;\r
976     while (datalen > 0) {\r
977         int i, max = (datalen > h->hlen ? h->hlen : datalen);\r
978         void *s;\r
979         unsigned char counter[4], hash[SSH2_KEX_MAX_HASH_LEN];\r
981         assert(h->hlen <= SSH2_KEX_MAX_HASH_LEN);\r
982         PUT_32BIT(counter, count);\r
983         s = h->init();\r
984         h->bytes(s, seed, seedlen);\r
985         h->bytes(s, counter, 4);\r
986         h->final(s, hash);\r
987         count++;\r
989         for (i = 0; i < max; i++)\r
990             data[i] ^= hash[i];\r
992         data += max;\r
993         datalen -= max;\r
994     }\r
997 void ssh_rsakex_encrypt(const struct ssh_hash *h, unsigned char *in, int inlen,\r
998                         unsigned char *out, int outlen,\r
999                         void *key)\r
1001     Bignum b1, b2;\r
1002     struct RSAKey *rsa = (struct RSAKey *) key;\r
1003     int k, i;\r
1004     char *p;\r
1005     const int HLEN = h->hlen;\r
1007     /*\r
1008      * Here we encrypt using RSAES-OAEP. Essentially this means:\r
1009      * \r
1010      *  - we have a SHA-based `mask generation function' which\r
1011      *    creates a pseudo-random stream of mask data\r
1012      *    deterministically from an input chunk of data.\r
1013      * \r
1014      *  - we have a random chunk of data called a seed.\r
1015      * \r
1016      *  - we use the seed to generate a mask which we XOR with our\r
1017      *    plaintext.\r
1018      * \r
1019      *  - then we use _the masked plaintext_ to generate a mask\r
1020      *    which we XOR with the seed.\r
1021      * \r
1022      *  - then we concatenate the masked seed and the masked\r
1023      *    plaintext, and RSA-encrypt that lot.\r
1024      * \r
1025      * The result is that the data input to the encryption function\r
1026      * is random-looking and (hopefully) contains no exploitable\r
1027      * structure such as PKCS1-v1_5 does.\r
1028      * \r
1029      * For a precise specification, see RFC 3447, section 7.1.1.\r
1030      * Some of the variable names below are derived from that, so\r
1031      * it'd probably help to read it anyway.\r
1032      */\r
1034     /* k denotes the length in octets of the RSA modulus. */\r
1035     k = (7 + bignum_bitcount(rsa->modulus)) / 8;\r
1037     /* The length of the input data must be at most k - 2hLen - 2. */\r
1038     assert(inlen > 0 && inlen <= k - 2*HLEN - 2);\r
1040     /* The length of the output data wants to be precisely k. */\r
1041     assert(outlen == k);\r
1043     /*\r
1044      * Now perform EME-OAEP encoding. First set up all the unmasked\r
1045      * output data.\r
1046      */\r
1047     /* Leading byte zero. */\r
1048     out[0] = 0;\r
1049     /* At position 1, the seed: HLEN bytes of random data. */\r
1050     for (i = 0; i < HLEN; i++)\r
1051         out[i + 1] = random_byte();\r
1052     /* At position 1+HLEN, the data block DB, consisting of: */\r
1053     /* The hash of the label (we only support an empty label here) */\r
1054     h->final(h->init(), out + HLEN + 1);\r
1055     /* A bunch of zero octets */\r
1056     memset(out + 2*HLEN + 1, 0, outlen - (2*HLEN + 1));\r
1057     /* A single 1 octet, followed by the input message data. */\r
1058     out[outlen - inlen - 1] = 1;\r
1059     memcpy(out + outlen - inlen, in, inlen);\r
1061     /*\r
1062      * Now use the seed data to mask the block DB.\r
1063      */\r
1064     oaep_mask(h, out+1, HLEN, out+HLEN+1, outlen-HLEN-1);\r
1066     /*\r
1067      * And now use the masked DB to mask the seed itself.\r
1068      */\r
1069     oaep_mask(h, out+HLEN+1, outlen-HLEN-1, out+1, HLEN);\r
1071     /*\r
1072      * Now `out' contains precisely the data we want to\r
1073      * RSA-encrypt.\r
1074      */\r
1075     b1 = bignum_from_bytes(out, outlen);\r
1076     b2 = modpow(b1, rsa->exponent, rsa->modulus);\r
1077     p = (char *)out;\r
1078     for (i = outlen; i--;) {\r
1079         *p++ = bignum_byte(b2, i);\r
1080     }\r
1081     freebn(b1);\r
1082     freebn(b2);\r
1084     /*\r
1085      * And we're done.\r
1086      */\r
1089 static const struct ssh_kex ssh_rsa_kex_sha1 = {\r
1090     "rsa1024-sha1", NULL, KEXTYPE_RSA, NULL, NULL, 0, 0, &ssh_sha1\r
1091 };\r
1093 static const struct ssh_kex ssh_rsa_kex_sha256 = {\r
1094     "rsa2048-sha256", NULL, KEXTYPE_RSA, NULL, NULL, 0, 0, &ssh_sha256\r
1095 };\r
1097 static const struct ssh_kex *const rsa_kex_list[] = {\r
1098     &ssh_rsa_kex_sha256,\r
1099     &ssh_rsa_kex_sha1\r
1100 };\r
1102 const struct ssh_kexes ssh_rsa_kex = {\r
1103     sizeof(rsa_kex_list) / sizeof(*rsa_kex_list),\r
1104     rsa_kex_list\r
1105 };\r