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  * v3compathack is used to work around a bug in old GnuPG versions
 199  * which did put the algo identifier inseatd of the block type 1 into
 200  * the encoded value.  Setting this flag forces the old behaviour.
 201  */
 202 MPI
 203 encode_md_value( int pubkey_algo, MD_HANDLE md,
 204                  int hash_algo, unsigned nbits )
 205 {
 206     int algo = hash_algo? hash_algo : md_get_algo(md);
 207     const byte *asn;
 208     size_t asnlen, mdlen;
 209     MPI frame;
 210
 211     if( pubkey_algo == PUBKEY_ALGO_DSA ) {
 212         mdlen = md_digest_length (hash_algo);
 213         if (mdlen != 20) {
 214             log_error (_("DSA requires the use of a 160 bit hash algorithm\n"));
 215             return NULL;
 216         }
 217
 218         frame = md_is_secure(md)? mpi_alloc_secure((md_digest_length(hash_algo)
 219                                  +BYTES_PER_MPI_LIMB-1) / BYTES_PER_MPI_LIMB )
 220                                 : mpi_alloc((md_digest_length(hash_algo)
 221                                  +BYTES_PER_MPI_LIMB-1) / BYTES_PER_MPI_LIMB );
 222         mpi_set_buffer( frame, md_read(md, hash_algo),
 223                                md_digest_length(hash_algo), 0 );
 224     }
 225     else {
 226        asn = md_asn_oid( algo, &asnlen, &mdlen );
 227        frame = do_encode_md( md, algo, mdlen, nbits, asn, asnlen );
 228     }
 229     return frame;
 230 }