5d0490cdfc5014b012ec832f2d1b031b05fc5514
[gnupg.git] / g10 / seskey.c
1 /* seskey.c -  make sesssion keys etc.
2  * Copyright (C) 1998, 1999, 2000, 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 <assert.h>
26
27 #include "gpg.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_t chd;
42   int i, rc;
43
44   dek->keylen = gcry_cipher_get_algo_keylen (dek->algo);
45
46   if (gcry_cipher_open (&chd, dek->algo, GCRY_CIPHER_MODE_CFB,
47                           (GCRY_CIPHER_SECURE
48                            | (dek->algo >= 100 ?
49                               0 : GCRY_CIPHER_ENABLE_SYNC))) )
50     BUG();
51
52   gcry_randomize (dek->key, dek->keylen, GCRY_STRONG_RANDOM );
53   for (i=0; i < 16; i++ )
54     {
55       rc = gcry_cipher_setkey (chd, dek->key, dek->keylen);
56       if (!rc)
57         {
58           gcry_cipher_close (chd);
59           return;
60         }
61       if (gpg_err_code (rc) != GPG_ERR_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       gcry_randomize (dek->key, dek->keylen, GCRY_STRONG_RANDOM );
66     }
67   
68   log_fatal (_("cannot avoid weak key for symmetric cipher; "
69                "tried %d times!\n"), 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 gcry_mpi_t
79 encode_session_key (DEK *dek, unsigned int nbits)
80 {
81     int nframe = (nbits+7) / 8;
82     byte *p;
83     byte *frame;
84     int i,n;
85     u16 csum;
86     gcry_mpi_t 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 = gcry_xmalloc_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 = gcry_random_bytes_secure (i, GCRY_STRONG_RANDOM);
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 = gcry_random_bytes_secure( k, GCRY_STRONG_RANDOM);
133         for(j=0; j < i && k ; j++ )
134             if( !p[j] )
135                 p[j] = pp[--k];
136         xfree (pp);
137     }
138     memcpy( frame+n, p, i );
139     xfree (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     if (gcry_mpi_scan( &a, GCRYMPI_FMT_USG, frame, &nframe))
148       BUG();
149     xfree (frame);
150     return a;
151 }
152
153
154 static gcry_mpi_t
155 do_encode_md( gcry_md_hd_t md, int algo, size_t len, unsigned nbits,
156               const byte *asn, size_t asnlen, int v3compathack )
157 {
158     int nframe = (nbits+7) / 8;
159     byte *frame;
160     int i,n;
161     gcry_mpi_t 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)? xmalloc_secure (nframe): xmalloc (nframe);
174     n = 0;
175     frame[n++] = 0;
176     frame[n++] = v3compathack? algo : 1; /* block type */
177     i = nframe - len - asnlen -3 ;
178     assert( i > 1 );
179     memset( frame+n, 0xff, i ); n += i;
180     frame[n++] = 0;
181     memcpy( frame+n, asn, asnlen ); n += asnlen;
182     memcpy( frame+n, gcry_md_read (md, algo), len ); n += len;
183     assert( n == nframe );
184     if (gcry_mpi_scan( &a, GCRYMPI_FMT_USG, frame, &nframe ))
185         BUG();
186     xfree (frame);
187     return a;
188 }
189
190
191 /****************
192  * Encode a message digest into an MPI.
193  * v3compathack is used to work around a bug in old GnuPG versions
194  * which did put the algo identifier inseatd of the block type 1 into
195  * the encoded value.  Setting this flag forces the old behaviour.
196  */
197 gcry_mpi_t
198 encode_md_value (int pubkey_algo, gcry_md_hd_t md, int hash_algo,
199                  unsigned int nbits, int v3compathack )
200 {
201   int algo = hash_algo? hash_algo : gcry_md_get_algo (md);
202   gcry_mpi_t frame;
203   
204   if (pubkey_algo == GCRY_PK_DSA) 
205     {
206       size_t n = gcry_md_get_algo_dlen(hash_algo);
207       if (n != 20)
208         {
209           log_error (_("DSA requires the use of a 160 bit hash algorithm\n"));
210           return NULL;
211         }
212       if (gcry_mpi_scan( &frame, GCRYMPI_FMT_USG,
213                          gcry_md_read (md, hash_algo), &n ) )
214         BUG();
215     }
216   else
217     {
218       byte *asn;
219       size_t asnlen;
220       
221       if( gcry_md_algo_info( algo, GCRYCTL_GET_ASNOID, NULL, &asnlen ) )
222         log_fatal("can't get OID of algo %d: %s\n",
223                   algo, gcry_strerror(-1));
224       asn = xmalloc (asnlen);
225       if( gcry_md_algo_info( algo, GCRYCTL_GET_ASNOID, asn, &asnlen ) )
226         BUG();
227       frame = do_encode_md( md, algo, gcry_md_get_algo_dlen( algo ),
228                             nbits, asn, asnlen, v3compathack );
229       xfree (asn);
230     }
231   return frame;
232 }
233
234
235
236
237
238