* main.h, seskey.c (encode_md_value): Modify to allow a q size greater
[gnupg.git] / g10 / seskey.c
1 /* seskey.c -  make sesssion keys etc.
2  * Copyright (C) 1998, 1999, 2000, 2001 Free Software Foundation, Inc.
3  *
4  * This file is part of GnuPG.
5  *
6  * GnuPG is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
9  * (at your option) any later version.
10  *
11  * GnuPG is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  * GNU General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
17  * along with this program; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301,
19  * USA.
20  */
21
22 #include <config.h>
23 #include <stdio.h>
24 #include <stdlib.h>
25 #include <string.h>
26 #include <assert.h>
27 #include "util.h"
28 #include "cipher.h"
29 #include "mpi.h"
30 #include "main.h"
31 #include "i18n.h"
32
33
34 /****************
35  * Make a session key and put it into DEK
36  */
37 void
38 make_session_key( DEK *dek )
39 {
40     CIPHER_HANDLE chd;
41     int i, rc;
42
43     dek->keylen = cipher_get_keylen( dek->algo ) / 8;
44
45     chd = cipher_open( dek->algo, CIPHER_MODE_AUTO_CFB, 1 );
46     randomize_buffer( dek->key, dek->keylen, 1 );
47     for(i=0; i < 16; i++ ) {
48         rc = cipher_setkey( chd, dek->key, dek->keylen );
49         if( !rc ) {
50             cipher_close( chd );
51             return;
52         }
53         log_info(_("weak key created - retrying\n") );
54         /* Renew the session key until we get a non-weak key. */
55         randomize_buffer( dek->key, dek->keylen, 1 );
56     }
57     log_fatal(_(
58             "cannot avoid weak key for symmetric cipher; tried %d times!\n"),
59                   i);
60 }
61
62
63 /****************
64  * Encode the session key. NBITS is the number of bits which should be used
65  * for packing the session key.
66  * returns: A mpi with the session key (caller must free)
67  */
68 MPI
69 encode_session_key( DEK *dek, unsigned nbits )
70 {
71     int nframe = (nbits+7) / 8;
72     byte *p;
73     byte *frame;
74     int i,n;
75     u16 csum;
76     MPI a;
77
78     /* the current limitation is that we can only use a session key
79      * whose length is a multiple of BITS_PER_MPI_LIMB
80      * I think we can live with that.
81      */
82     if( dek->keylen + 7 > nframe || !nframe )
83         log_bug("can't encode a %d bit key in a %d bits frame\n",
84                     dek->keylen*8, nbits );
85
86     /* We encode the session key in this way:
87      *
88      *     0  2  RND(n bytes)  0  A  DEK(k bytes)  CSUM(2 bytes)
89      *
90      * (But how can we store the leading 0 - the external representaion
91      *  of MPIs doesn't allow leading zeroes =:-)
92      *
93      * RND are non-zero random bytes.
94      * A   is the cipher algorithm
95      * DEK is the encryption key (session key) length k depends on the
96      *     cipher algorithm (20 is used with blowfish160).
97      * CSUM is the 16 bit checksum over the DEK
98      */
99     csum = 0;
100     for( p = dek->key, i=0; i < dek->keylen; i++ )
101         csum += *p++;
102
103     frame = xmalloc_secure( nframe );
104     n = 0;
105     frame[n++] = 0;
106     frame[n++] = 2;
107     i = nframe - 6 - dek->keylen;
108     assert( i > 0 );
109     p = get_random_bits( i*8, 1, 1 );
110     /* replace zero bytes by new values */
111     for(;;) {
112         int j, k;
113         byte *pp;
114
115         /* count the zero bytes */
116         for(j=k=0; j < i; j++ )
117             if( !p[j] )
118                 k++;
119         if( !k )
120             break; /* okay: no zero bytes */
121         k += k/128 + 3; /* better get some more */
122         pp = get_random_bits( k*8, 1, 1);
123         for(j=0; j < i && k ;) {
124             if( !p[j] )
125                 p[j] = pp[--k];
126             if (p[j])
127               j++;
128         }
129         xfree(pp);
130     }
131     memcpy( frame+n, p, i );
132     xfree(p);
133     n += i;
134     frame[n++] = 0;
135     frame[n++] = dek->algo;
136     memcpy( frame+n, dek->key, dek->keylen ); n += dek->keylen;
137     frame[n++] = csum >>8;
138     frame[n++] = csum;
139     assert( n == nframe );
140     a = mpi_alloc_secure( (nframe+BYTES_PER_MPI_LIMB-1) / BYTES_PER_MPI_LIMB );
141     mpi_set_buffer( a, frame, nframe, 0 );
142     xfree(frame);
143     return a;
144 }
145
146
147 static MPI
148 do_encode_md( MD_HANDLE md, int algo, size_t len, unsigned nbits,
149               const byte *asn, size_t asnlen )
150 {
151     int nframe = (nbits+7) / 8;
152     byte *frame;
153     int i,n;
154     MPI a;
155
156     if( len + asnlen + 4  > nframe )
157         log_bug("can't encode a %d bit MD into a %d bits frame\n",
158                     (int)(len*8), (int)nbits);
159
160     /* We encode the MD in this way:
161      *
162      *     0  1 PAD(n bytes)   0  ASN(asnlen bytes)  MD(len bytes)
163      *
164      * PAD consists of FF bytes.
165      */
166     frame = md_is_secure(md)? xmalloc_secure( nframe ) : xmalloc( nframe );
167     n = 0;
168     frame[n++] = 0;
169     frame[n++] = 1; /* block type */
170     i = nframe - len - asnlen -3 ;
171     assert( i > 1 );
172     memset( frame+n, 0xff, i ); n += i;
173     frame[n++] = 0;
174     memcpy( frame+n, asn, asnlen ); n += asnlen;
175     memcpy( frame+n, md_read(md, algo), len ); n += len;
176     assert( n == nframe );
177     a = md_is_secure(md)?
178          mpi_alloc_secure( (nframe+BYTES_PER_MPI_LIMB-1) / BYTES_PER_MPI_LIMB )
179          : mpi_alloc( (nframe+BYTES_PER_MPI_LIMB-1) / BYTES_PER_MPI_LIMB );
180     mpi_set_buffer( a, frame, nframe, 0 );
181     xfree(frame);
182
183     /* Note that PGP before version 2.3 encoded the MD as:
184      *
185      *   0   1   MD(16 bytes)   0   PAD(n bytes)   1
186      *
187      * The MD is always 16 bytes here because it's always MD5.  We do
188      * not support pre-v2.3 signatures, but I'm including this comment
189      * so the information is easily found in the future.
190      */
191
192     return a;
193 }
194
195
196 /****************
197  * Encode a message digest into an MPI.
198  * If it's for a DSA signature, make sure that the hash is large
199  * enough to fill up q.  If the hash is too big, take the leftmost
200  * bits.
201  */
202 MPI
203 encode_md_value( PKT_public_key *pk, PKT_secret_key *sk,
204                  MD_HANDLE md, int hash_algo )
205 {
206   MPI frame;
207
208   assert(hash_algo);
209   assert(pk || sk);
210
211   if((pk?pk->pubkey_algo:sk->pubkey_algo) == PUBKEY_ALGO_DSA)
212     {
213       /* It's a DSA signature, so find out the size of q. */
214
215       unsigned int qbytes=mpi_get_nbits(pk?pk->pkey[1]:sk->skey[1]);
216
217       /* Make sure it is a multiple of 8 bits. */
218
219       if(qbytes%8)
220         {
221           log_error(_("DSA requires the hash length to be a"
222                       " multiple of 8 bits\n"));
223           return NULL;
224         }
225
226       /* Don't allow any q smaller than 160 bits.  This might need a
227          revisit as the DSA2 design firms up, but for now, we don't
228          want someone to issue signatures from a key with a 16-bit q
229          or something like that, which would look correct but allow
230          trivial forgeries.  Yes, I know this rules out using MD5 with
231          DSA. ;) */
232
233       if(qbytes<160)
234         {
235           log_error(_("DSA key %s uses an unsafe (%u bit) hash\n"),
236                     pk?keystr_from_pk(pk):keystr_from_sk(sk),qbytes);
237           return NULL;
238         }
239
240       qbytes/=8;
241
242       /* Check if we're too short.  Too long is safe as we'll
243          automatically left-truncate. */
244
245       if(md_digest_length(hash_algo) < qbytes)
246         {
247           log_error(_("DSA key %s requires a %u bit or larger hash\n"),
248                     pk?keystr_from_pk(pk):keystr_from_sk(sk),qbytes*8);
249           return NULL;
250         }
251
252       frame = md_is_secure(md)? mpi_alloc_secure((qbytes+BYTES_PER_MPI_LIMB-1)
253                                                  / BYTES_PER_MPI_LIMB )
254         : mpi_alloc((qbytes+BYTES_PER_MPI_LIMB-1) / BYTES_PER_MPI_LIMB );
255
256       mpi_set_buffer( frame, md_read(md, hash_algo), qbytes, 0 );
257     }
258   else
259     {
260       const byte *asn;
261       size_t asnlen,mdlen;
262
263       asn = md_asn_oid( hash_algo, &asnlen, &mdlen );
264       frame = do_encode_md( md, hash_algo, mdlen,
265                             mpi_get_nbits(pk?pk->pkey[0]:sk->skey[0]),
266                             asn, asnlen );
267     }
268
269   return frame;
270 }