2003-08-14 Timo Schulz <twoaday@freakmail.de>
[gnupg.git] / sm / encrypt.c
1 /* encrypt.c - Encrypt a message
2  *      Copyright (C) 2001, 2003 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 <errno.h>
26 #include <unistd.h> 
27 #include <time.h>
28 #include <assert.h>
29
30 #include "gpgsm.h"
31 #include <gcrypt.h>
32 #include <ksba.h>
33
34 #include "keydb.h"
35 #include "i18n.h"
36
37
38 struct dek_s {
39   const char *algoid;
40   int algo;
41   gcry_cipher_hd_t chd;
42   char key[32];
43   int keylen;
44   char iv[32];
45   int ivlen;
46 };
47 typedef struct dek_s *DEK;
48
49 struct encrypt_cb_parm_s {
50   FILE *fp;
51   DEK dek;
52   int eof_seen;
53   int ready;
54   int readerror;
55   int bufsize;
56   unsigned char *buffer;
57   int buflen;
58 };
59
60
61
62
63 \f
64 /* initialize the data encryptionkey (session key) */
65 static int
66 init_dek (DEK dek)
67 {
68   int rc=0, mode, i;
69
70   dek->algo = gcry_cipher_map_name (dek->algoid);
71   mode = gcry_cipher_mode_from_oid (dek->algoid);
72   if (!dek->algo || !mode)
73     {
74       log_error ("unsupported algorithm `%s'\n", dek->algoid);
75       return gpg_error (GPG_ERR_UNSUPPORTED_ALGORITHM);
76     }
77
78   dek->keylen = gcry_cipher_get_algo_keylen (dek->algo);
79   if (!dek->keylen || dek->keylen > sizeof (dek->key))
80     return gpg_error (GPG_ERR_BUG);
81
82   dek->ivlen = gcry_cipher_get_algo_blklen (dek->algo);
83   if (!dek->ivlen || dek->ivlen > sizeof (dek->iv))
84     return gpg_error (GPG_ERR_BUG);
85
86   if (dek->keylen < 100/8)
87     { /* make sure we don't use weak keys */
88       log_error ("key length of `%s' too small\n", dek->algoid);
89       return gpg_error (GPG_ERR_UNSUPPORTED_ALGORITHM);
90     }
91   
92   rc = gcry_cipher_open (&dek->chd, dek->algo, mode, GCRY_CIPHER_SECURE);
93   if (rc)
94     {
95       log_error ("failed to create cipher context: %s\n", gpg_strerror (rc));
96       return rc;
97     }
98   
99   for (i=0; i < 8; i++)
100     {
101       gcry_randomize (dek->key, dek->keylen, GCRY_STRONG_RANDOM );
102       rc = gcry_cipher_setkey (dek->chd, dek->key, dek->keylen);
103       if (gpg_err_code (rc) != GPG_ERR_WEAK_KEY)
104         break;
105       log_info(_("weak key created - retrying\n") );
106     }
107   if (rc)
108     {
109       log_error ("failed to set the key: %s\n", gpg_strerror (rc));
110       gcry_cipher_close (dek->chd);
111       dek->chd = NULL;
112       return rc;
113     }
114
115   gcry_randomize (dek->iv, dek->ivlen, GCRY_STRONG_RANDOM);
116   rc = gcry_cipher_setiv (dek->chd, dek->iv, dek->ivlen);
117   if (rc)
118     {
119       log_error ("failed to set the IV: %s\n", gpg_strerror (rc));
120       gcry_cipher_close (dek->chd);
121       dek->chd = NULL;
122       return rc;
123     }
124   
125   return 0;
126 }
127
128
129 static int
130 encode_session_key (DEK dek, gcry_sexp_t * r_data)
131 {
132   gcry_sexp_t data;
133   char * p, tmp[3];
134   int i;
135   int rc;
136
137   p = xmalloc (64+dek->keylen);
138   strcpy (p, "(data\n (flags pkcs1)\n (value #");
139   for (i=0; i < dek->keylen; i++)
140     {
141       sprintf (tmp, "%02x", dek->key[i]);
142       strcat (p, tmp);   
143     }
144   strcat (p, "#))\n");
145   rc = gcry_sexp_sscan (&data, NULL, p, strlen (p));
146   xfree (p);
147   *r_data = data;
148   return rc;    
149 }
150
151
152 /* encrypt the DEK under the key contained in CERT and return it as a
153    canonical S-Exp in encval */
154 static int
155 encrypt_dek (const DEK dek, KsbaCert cert, char **encval)
156 {
157   gcry_sexp_t s_ciph, s_data, s_pkey;
158   int rc;
159   KsbaSexp buf;
160   size_t len;
161
162   *encval = NULL;
163
164   /* get the key from the cert */
165   buf = ksba_cert_get_public_key (cert);
166   if (!buf)
167     {
168       log_error ("no public key for recipient\n");
169       return gpg_error (GPG_ERR_NO_PUBKEY);
170     }
171   len = gcry_sexp_canon_len (buf, 0, NULL, NULL);
172   if (!len)
173     {
174       log_error ("libksba did not return a proper S-Exp\n");
175       return gpg_error (GPG_ERR_BUG);
176     }
177   rc = gcry_sexp_sscan (&s_pkey, NULL, buf, len);
178   xfree (buf); buf = NULL;
179   if (rc)
180     {
181       log_error ("gcry_sexp_scan failed: %s\n", gpg_strerror (rc));
182       return rc;
183     }
184
185   /* put the encoded cleartext into a simple list */
186   rc = encode_session_key (dek, &s_data);
187   {
188     log_error ("encode_session_key failed: %s\n", gpg_strerror (rc));
189     return rc;
190   }
191
192   /* pass it to libgcrypt */
193   rc = gcry_pk_encrypt (&s_ciph, s_data, s_pkey);
194   gcry_sexp_release (s_data);
195   gcry_sexp_release (s_pkey);
196   
197   /* reformat it */
198   len = gcry_sexp_sprint (s_ciph, GCRYSEXP_FMT_CANON, NULL, 0);
199   assert (len); 
200   buf = xtrymalloc (len);
201   if (!buf)
202     {
203       gpg_error_t tmperr = OUT_OF_CORE (errno);
204       gcry_sexp_release (s_ciph);
205       return tmperr;
206     }
207   len = gcry_sexp_sprint (s_ciph, GCRYSEXP_FMT_CANON, buf, len);
208   assert (len);
209
210   *encval = buf;
211   return 0;
212 }
213
214
215 \f
216 /* do the actual encryption */
217 static int
218 encrypt_cb (void *cb_value, char *buffer, size_t count, size_t *nread)
219 {
220   struct encrypt_cb_parm_s *parm = cb_value;
221   int blklen = parm->dek->ivlen;
222   unsigned char *p;
223   size_t n;
224
225   *nread = 0;
226   if (!buffer)
227     return -1; /* not supported */
228
229   if (parm->ready)
230     return -1;
231
232   if (count < blklen)
233     BUG ();
234      
235   if (!parm->eof_seen)
236     { /* fillup the buffer */
237       p = parm->buffer;
238       for (n=parm->buflen; n < parm->bufsize; n++)
239         {
240           int c = getc (parm->fp);
241           if (c == EOF)
242             {
243               if (ferror (parm->fp))
244                 {
245                   parm->readerror = errno;
246                   return -1;
247                 }
248               parm->eof_seen = 1;
249               break; 
250             }
251           p[n] = c;
252         }
253       parm->buflen = n;
254     }
255   
256   n = parm->buflen < count? parm->buflen : count;
257   n = n/blklen * blklen;
258   if (n)
259     { /* encrypt the stuff */
260       gcry_cipher_encrypt (parm->dek->chd, buffer, n, parm->buffer, n);
261       *nread = n;
262       /* Who cares about cycles, take the easy way and shift the buffer */
263       parm->buflen -= n;
264       memmove (parm->buffer, parm->buffer+n, parm->buflen);
265     }
266   else if (parm->eof_seen)
267     { /* no complete block but eof: add padding */
268       /* fixme: we should try to do this also in the above code path */
269       int i, npad = blklen - (parm->buflen % blklen);
270       p = parm->buffer;
271       for (n=parm->buflen, i=0; n < parm->bufsize && i < npad; n++, i++)
272         p[n] = npad;
273       gcry_cipher_encrypt (parm->dek->chd, buffer, n, parm->buffer, n);
274       *nread = n;
275       parm->ready = 1;
276     }
277
278   return 0;
279 }
280
281
282
283 \f
284 /* Perform an encrypt operation.  
285
286    Encrypt the data received on DATA-FD and write it to OUT_FP.  The
287    recipients are take from the certificate given in recplist; if this
288    is NULL it will be encrypted for a default recipient */
289 int
290 gpgsm_encrypt (CTRL ctrl, CERTLIST recplist, int data_fd, FILE *out_fp)
291 {
292   int rc = 0;
293   Base64Context b64writer = NULL;
294   KsbaError err;
295   KsbaWriter writer;
296   KsbaReader reader = NULL;
297   KsbaCMS cms = NULL;
298   KsbaStopReason stopreason;
299   KEYDB_HANDLE kh = NULL;
300   struct encrypt_cb_parm_s encparm;
301   DEK dek = NULL;
302   int recpno;
303   FILE *data_fp = NULL;
304   CERTLIST cl;
305
306   memset (&encparm, 0, sizeof encparm);
307
308   if (!recplist)
309     {
310       log_error(_("no valid recipients given\n"));
311       gpgsm_status (ctrl, STATUS_NO_RECP, "0");
312       rc = gpg_error (GPG_ERR_NO_PUBKEY);
313       goto leave;
314     }
315
316   kh = keydb_new (0);
317   if (!kh)
318     {
319       log_error (_("failed to allocated keyDB handle\n"));
320       rc = gpg_error (GPG_ERR_GENERAL);
321       goto leave;
322     }
323
324   data_fp = fdopen ( dup (data_fd), "rb");
325   if (!data_fp)
326     {
327       rc = gpg_error (gpg_err_code_from_errno (errno));
328       log_error ("fdopen() failed: %s\n", strerror (errno));
329       goto leave;
330     }
331
332   reader = ksba_reader_new ();
333   if (!reader)
334       rc = KSBA_Out_Of_Core;
335   if (!rc)
336     rc = ksba_reader_set_cb (reader, encrypt_cb, &encparm);
337   if (rc)
338     {
339       rc = map_ksba_err (rc);
340       goto leave;
341     }
342   encparm.fp = data_fp;
343
344   ctrl->pem_name = "ENCRYPTED MESSAGE";
345   rc = gpgsm_create_writer (&b64writer, ctrl, out_fp, &writer);
346   if (rc)
347     {
348       log_error ("can't create writer: %s\n", gpg_strerror (rc));
349       goto leave;
350     }
351
352   cms = ksba_cms_new ();
353   if (!cms)
354     {
355       rc = gpg_error (GPG_ERR_ENOMEM);
356       goto leave;
357     }
358
359   err = ksba_cms_set_reader_writer (cms, reader, writer);
360   if (err)
361     {
362       log_debug ("ksba_cms_set_reader_writer failed: %s\n",
363                  ksba_strerror (err));
364       rc = map_ksba_err (err);
365       goto leave;
366     }
367
368   /* We are going to create enveloped data with uninterpreted data as
369      inner content */
370   err = ksba_cms_set_content_type (cms, 0, KSBA_CT_ENVELOPED_DATA);
371   if (!err)
372     err = ksba_cms_set_content_type (cms, 1, KSBA_CT_DATA);
373   if (err)
374     {
375       log_debug ("ksba_cms_set_content_type failed: %s\n",
376                  ksba_strerror (err));
377       rc = map_ksba_err (err);
378       goto leave;
379     }
380
381   /* create a session key */
382   dek = xtrycalloc (1, sizeof *dek); /* hmmm: should we put it into secmem?*/
383   if (!dek)
384     rc = OUT_OF_CORE (errno);
385   else
386   {
387     dek->algoid = opt.def_cipher_algoid;
388     rc = init_dek (dek);
389   }
390   if (rc)
391     {
392       log_error ("failed to create the session key: %s\n",
393                  gpg_strerror (rc));
394       goto leave;
395     }
396
397   err = ksba_cms_set_content_enc_algo (cms, dek->algoid, dek->iv, dek->ivlen);
398   if (err)
399     {
400       log_error ("ksba_cms_set_content_enc_algo failed: %s\n",
401                  ksba_strerror (err));
402       rc = map_ksba_err (err);
403       goto leave;
404     }
405
406   encparm.dek = dek;
407   /* Use a ~8k (AES) or ~4k (3DES) buffer */
408   encparm.bufsize = 500 * dek->ivlen;
409   encparm.buffer = xtrymalloc (encparm.bufsize);
410   if (!encparm.buffer)
411     {
412       rc = OUT_OF_CORE (errno);
413       goto leave;
414     }
415
416   /* gather certificates of recipients, encrypt the session key for
417      each and store them in the CMS object */
418   for (recpno = 0, cl = recplist; cl; recpno++, cl = cl->next)
419     {
420       char *encval;
421       
422       rc = encrypt_dek (dek, cl->cert, &encval);
423       if (rc)
424         {
425           log_error ("encryption failed for recipient no. %d: %s\n",
426                      recpno, gpg_strerror (rc));
427           goto leave;
428         }
429       
430       err = ksba_cms_add_recipient (cms, cl->cert);
431       if (err)
432         {
433           log_error ("ksba_cms_add_recipient failed: %s\n",
434                      ksba_strerror (err));
435           rc = map_ksba_err (err);
436           xfree (encval);
437           goto leave;
438         }
439       
440       err = ksba_cms_set_enc_val (cms, recpno, encval);
441       xfree (encval);
442       if (err)
443         {
444           log_error ("ksba_cms_set_enc_val failed: %s\n",
445                      ksba_strerror (err));
446           rc = map_ksba_err (err);
447           goto leave;
448         }
449   }
450
451   /* main control loop for encryption */
452   recpno = 0;
453   do 
454     {
455       err = ksba_cms_build (cms, &stopreason);
456       if (err)
457         {
458           log_debug ("ksba_cms_build failed: %s\n", ksba_strerror (err));
459           rc = map_ksba_err (err);
460           goto leave;
461         }
462     }
463   while (stopreason != KSBA_SR_READY);   
464
465   if (encparm.readerror)
466     {
467       log_error ("error reading input: %s\n", strerror (encparm.readerror));
468       rc = gpg_error (gpg_err_code_from_errno (encparm.readerror));
469       goto leave;
470     }
471
472
473   rc = gpgsm_finish_writer (b64writer);
474   if (rc) 
475     {
476       log_error ("write failed: %s\n", gpg_strerror (rc));
477       goto leave;
478     }
479   log_info ("encrypted data created\n");
480
481  leave:
482   ksba_cms_release (cms);
483   gpgsm_destroy_writer (b64writer);
484   ksba_reader_release (reader);
485   keydb_release (kh); 
486   xfree (dek);
487   if (data_fp)
488     fclose (data_fp);
489   xfree (encparm.buffer);
490   return rc;
491 }