See ChangeLog: Tue Oct 26 14:10:21 CEST 1999 Werner Koch
[gnupg.git] / g10 / seskey.c
1 /* seskey.c -  make sesssion keys etc.
2  *      Copyright (C) 1998 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., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA
19  */
20
21 #include <config.h>
22 #include <stdio.h>
23 #include <stdlib.h>
24 #include <string.h>
25 #include <assert.h>
26
27 #include <gcrypt.h>
28 #include "util.h"
29 #include "cipher.h"
30 #include "mpi.h"
31 #include "main.h"
32 #include "i18n.h"
33
34
35 /****************
36  * Make a session key and put it into DEK
37  */
38 void
39 make_session_key( DEK *dek )
40 {
41     GCRY_CIPHER_HD chd;
42     int i, rc;
43
44     dek->keylen = gcry_cipher_get_algo_keylen( dek->algo );
45
46     if( !(chd = gcry_cipher_open( dek->algo, GCRY_CIPHER_MODE_CFB,
47                                        GCRY_CIPHER_SECURE
48                                        | (dek->algo >= 100 ?
49                                            0 : GCRY_CIPHER_ENABLE_SYNC) ))
50                           ) {
51         BUG();
52     }
53
54     randomize_buffer( dek->key, dek->keylen, 1 );
55     for(i=0; i < 16; i++ ) {
56         rc = gcry_cipher_setkey( chd, dek->key, dek->keylen );
57         if( !rc ) {
58             gcry_cipher_close( chd );
59             return;
60         }
61         if( rc != GCRYERR_WEAK_KEY )
62             BUG();
63         log_info(_("weak key created - retrying\n") );
64         /* Renew the session key until we get a non-weak key. */
65         randomize_buffer( dek->key, dek->keylen, 1 );
66     }
67     log_fatal(_(
68             "cannot avoid weak key for symmetric cipher; tried %d times!\n"),
69                   i);
70 }
71
72
73 /****************
74  * Encode the session key. NBITS is the number of bits which should be used
75  * for packing the session key.
76  * returns: A mpi with the session key (caller must free)
77  */
78 MPI
79 encode_session_key( DEK *dek, unsigned nbits )
80 {
81     int nframe = (nbits+7) / 8;
82     byte *p;
83     byte *frame;
84     int i,n;
85     u16 csum;
86     MPI a;
87
88     /* the current limitation is that we can only use a session key
89      * whose length is a multiple of BITS_PER_MPI_LIMB
90      * I think we can live with that.
91      */
92     if( dek->keylen + 7 > nframe || !nframe )
93         log_bug("can't encode a %d bit key in a %d bits frame\n",
94                     dek->keylen*8, nbits );
95
96     /* We encode the session key in this way:
97      *
98      *     0  2  RND(n bytes)  0  A  DEK(k bytes)  CSUM(2 bytes)
99      *
100      * (But how can we store the leading 0 - the external representaion
101      *  of MPIs doesn't allow leading zeroes =:-)
102      *
103      * RND are non-zero random bytes.
104      * A   is the cipher algorithm
105      * DEK is the encryption key (session key) length k depends on the
106      *     cipher algorithm (20 is used with blowfish160).
107      * CSUM is the 16 bit checksum over the DEK
108      */
109     csum = 0;
110     for( p = dek->key, i=0; i < dek->keylen; i++ )
111         csum += *p++;
112
113     frame = m_alloc_secure( nframe );
114     n = 0;
115     frame[n++] = 0;
116     frame[n++] = 2;
117     i = nframe - 6 - dek->keylen;
118     assert( i > 0 );
119     p = get_random_bits( i*8, 1, 1 );
120     /* replace zero bytes by new values */
121     for(;;) {
122         int j, k;
123         byte *pp;
124
125         /* count the zero bytes */
126         for(j=k=0; j < i; j++ )
127             if( !p[j] )
128                 k++;
129         if( !k )
130             break; /* okay: no zero bytes */
131         k += k/128; /* better get some more */
132         pp = get_random_bits( k*8, 1, 1);
133         for(j=0; j < i && k ; j++ )
134             if( !p[j] )
135                 p[j] = pp[--k];
136         m_free(pp);
137     }
138     memcpy( frame+n, p, i );
139     m_free(p);
140     n += i;
141     frame[n++] = 0;
142     frame[n++] = dek->algo;
143     memcpy( frame+n, dek->key, dek->keylen ); n += dek->keylen;
144     frame[n++] = csum >>8;
145     frame[n++] = csum;
146     assert( n == nframe );
147     a = mpi_alloc_secure( (nframe+BYTES_PER_MPI_LIMB-1) / BYTES_PER_MPI_LIMB );
148     mpi_set_buffer( a, frame, nframe, 0 );
149     m_free(frame);
150     return a;
151 }
152
153
154 static MPI
155 do_encode_md( GCRY_MD_HD md, int algo, size_t len, unsigned nbits,
156                                        const byte *asn, size_t asnlen )
157 {
158     int nframe = (nbits+7) / 8;
159     byte *frame;
160     int i,n;
161     MPI a;
162
163     if( len + asnlen + 4  > nframe )
164         log_bug("can't encode a %d bit MD into a %d bits frame\n",
165                     (int)(len*8), (int)nbits);
166
167     /* We encode the MD in this way:
168      *
169      *     0  A PAD(n bytes)   0  ASN(asnlen bytes)  MD(len bytes)
170      *
171      * PAD consists of FF bytes.
172      */
173     frame = gcry_md_is_secure(md)? m_alloc_secure( nframe )
174                                  : m_alloc( nframe );
175     n = 0;
176     frame[n++] = 0;
177     frame[n++] = algo;
178     i = nframe - len - asnlen -3 ;
179     assert( i > 1 );
180     memset( frame+n, 0xff, i ); n += i;
181     frame[n++] = 0;
182     memcpy( frame+n, asn, asnlen ); n += asnlen;
183     memcpy( frame+n, gcry_md_read(md, algo), len ); n += len;
184     assert( n == nframe );
185     a = gcry_md_is_secure(md)?
186          mpi_alloc_secure( (nframe+BYTES_PER_MPI_LIMB-1) / BYTES_PER_MPI_LIMB )
187          : mpi_alloc( (nframe+BYTES_PER_MPI_LIMB-1) / BYTES_PER_MPI_LIMB );
188     mpi_set_buffer( a, frame, nframe, 0 );
189     m_free(frame);
190     return a;
191 }
192
193
194 MPI
195 encode_md_value( int pubkey_algo, GCRY_MD_HD md, int hash_algo, unsigned nbits )
196 {
197     int algo = hash_algo? hash_algo : gcry_md_get_algo(md);
198     MPI frame;
199
200     if( pubkey_algo == PUBKEY_ALGO_DSA ) {
201         frame = gcry_md_is_secure(md)? mpi_alloc_secure(
202                                 (gcry_md_get_algo_dlen(hash_algo)
203                                  +BYTES_PER_MPI_LIMB-1) / BYTES_PER_MPI_LIMB )
204                                 : mpi_alloc((gcry_md_get_algo_dlen(hash_algo)
205                                  +BYTES_PER_MPI_LIMB-1) / BYTES_PER_MPI_LIMB );
206         mpi_set_buffer( frame, gcry_md_read(md, hash_algo),
207                                gcry_md_get_algo_dlen(hash_algo), 0 );
208     }
209     else {
210         byte *asn;
211         size_t asnlen;
212
213         if( gcry_md_algo_info( algo, GCRYCTL_GET_ASNOID, NULL, &asnlen ) )
214             log_fatal("can't get OID of algo %d: %s\n",
215                                             algo, gcry_strerror(-1));
216         asn = m_alloc( asnlen );
217         if( gcry_md_algo_info( algo, GCRYCTL_GET_ASNOID, asn, &asnlen ) )
218             BUG();
219         frame = do_encode_md( md, algo, gcry_md_get_algo_dlen( algo ),
220                                                      nbits, asn, asnlen );
221         m_free( asn );
222     }
223     return frame;
224 }
225