gcrypt.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2011 Andre Noll <maan@tuebingen.mpg.de>
   3  *
   4  * Licensed under the GPL v2. For licencing details see COPYING.
   5  */
   6
   7 /** \file gcrypt.c Libgrcypt-based encryption/decryption routines. */
   8
   9 #include <regex.h>
  10 #include <gcrypt.h>
  11
  12 #include "para.h"
  13 #include "error.h"
  14 #include "string.h"
  15 #include "crypt.h"
  16 #include "crypt_backend.h"
  17 #include "fd.h"
  18 #include "base64.h"
  19
  20 //#define GCRYPT_DEBUG 1
  21
  22 static bool libgcrypt_has_oaep;
  23 static const char *rsa_decrypt_sexp;
  24
  25 #ifdef GCRYPT_DEBUG
  26 static void dump_buffer(const char *msg, unsigned char *buf, int len)
  27 {
  28         int i;
  29
  30         fprintf(stderr, "%s (%d bytes): ", msg, len);
  31         for (i = 0; i < len; i++)
  32                 fprintf(stderr, "%02x ", buf[i]);
  33         fprintf(stderr, "\n");
  34 }
  35 #else
  36 /** Empty. Define GCRYPT_DEBUG to dump buffers. */
  37 #define dump_buffer(a, b, c)
  38 #endif
  39
  40 void hash_function(const char *data, unsigned long len, unsigned char *hash)
  41 {
  42         gcry_error_t gret;
  43         gcry_md_hd_t handle;
  44         unsigned char *md;
  45
  46         gret = gcry_md_open(&handle, GCRY_MD_SHA1, 0);
  47         assert(gret == 0);
  48         gcry_md_write(handle, data, (size_t)len);
  49         gcry_md_final(handle);
  50         md = gcry_md_read(handle, GCRY_MD_SHA1);
  51         assert(md);
  52         memcpy(hash, md, HASH_SIZE);
  53         gcry_md_close(handle);
  54 }
  55
  56 void get_random_bytes_or_die(unsigned char *buf, int num)
  57 {
  58         gcry_randomize(buf, (size_t)num, GCRY_STRONG_RANDOM);
  59 }
  60
  61 /*
  62  * This is called at the beginning of every program that uses libgcrypt. We
  63  * don't have to initialize any random seed here, but we must initialize the
  64  * gcrypt library. This task is performed by gcry_check_version() which can
  65  * also check that the gcrypt library version is at least the minimal required
  66  * version. This function also tells us whether we have to use our own OAEP
  67  * padding code.
  68  */
  69 void init_random_seed_or_die(void)
  70 {
  71         const char *ver, *req_ver;
  72
  73         ver = gcry_check_version(NULL);
  74         req_ver = "1.4.0";
  75         if (!gcry_check_version(req_ver)) {
  76                 PARA_EMERG_LOG("fatal: need at least libgcrypt-%s, have: %s\n",
  77                         req_ver, ver);
  78                 exit(EXIT_FAILURE);
  79         }
  80         req_ver = "1.5.0";
  81         if (gcry_check_version(req_ver)) {
  82                 libgcrypt_has_oaep = true;
  83                 rsa_decrypt_sexp = "(enc-val(flags oaep)(rsa(a %m)))";
  84         } else {
  85                 libgcrypt_has_oaep = false;
  86                 rsa_decrypt_sexp = "(enc-val(rsa(a %m)))";
  87         }
  88 }
  89
  90 /** S-expression for the public part of an RSA key. */
  91 #define RSA_PUBKEY_SEXP "(public-key (rsa (n %m) (e %m)))"
  92 /** S-expression for a private RSA key. */
  93 #define RSA_PRIVKEY_SEXP "(private-key (rsa (n %m) (e %m) (d %m) (p %m) (q %m) (u %m)))"
  94
  95 /* rfc 3447, appendix B.2 */
  96 static void mgf1(unsigned char *seed, size_t seed_len, unsigned result_len,
  97                 unsigned char *result)
  98 {
  99         gcry_error_t gret;
 100         gcry_md_hd_t handle;
 101         size_t n;
 102         unsigned char *md;
 103         unsigned char octet_string[4], *rp = result, *end = rp + result_len;
 104
 105         assert(result_len / HASH_SIZE < 1ULL << 31);
 106         gret = gcry_md_open(&handle, GCRY_MD_SHA1, 0);
 107         assert(gret == 0);
 108         for (n = 0; rp < end; n++) {
 109                 gcry_md_write(handle, seed, seed_len);
 110                 octet_string[0] = (unsigned char)((n >> 24) & 255);
 111                 octet_string[1] = (unsigned char)((n >> 16) & 255);
 112                 octet_string[2] = (unsigned char)((n >> 8)) & 255;
 113                 octet_string[3] = (unsigned char)(n & 255);
 114                 gcry_md_write(handle, octet_string, 4);
 115                 gcry_md_final(handle);
 116                 md = gcry_md_read(handle, GCRY_MD_SHA1);
 117                 memcpy(rp, md, PARA_MIN(HASH_SIZE, (int)(end - rp)));
 118                 rp += HASH_SIZE;
 119                 gcry_md_reset(handle);
 120         }
 121         gcry_md_close(handle);
 122 }
 123
 124 /** The sha1 hash of an empty file. */
 125 static const unsigned char empty_hash[HASH_SIZE] =
 126         "\xda" "\x39" "\xa3" "\xee" "\x5e"
 127         "\x6b" "\x4b" "\x0d" "\x32" "\x55"
 128         "\xbf" "\xef" "\x95" "\x60" "\x18"
 129         "\x90" "\xaf" "\xd8" "\x07" "\x09";
 130
 131 /* rfc3447, section 7.1.1 */
 132 static void pad_oaep(unsigned char *in, size_t in_len, unsigned char *out,
 133                 size_t out_len)
 134 {
 135         size_t ps_len = out_len - in_len - 2 * HASH_SIZE - 2;
 136         size_t n, mask_len = out_len - HASH_SIZE - 1;
 137         unsigned char *seed = out + 1, *db = seed + HASH_SIZE,
 138                 *ps = db + HASH_SIZE, *one = ps + ps_len;
 139         unsigned char *db_mask, seed_mask[HASH_SIZE];
 140
 141         assert(in_len <= out_len - 2 - 2 * HASH_SIZE);
 142         assert(out_len > 2 * HASH_SIZE + 2);
 143         PARA_DEBUG_LOG("padding %zu byte input -> %zu byte output\n",
 144                 in_len, out_len);
 145         dump_buffer("unpadded buffer", in, in_len);
 146
 147         out[0] = '\0';
 148         get_random_bytes_or_die(seed, HASH_SIZE);
 149         memcpy(db, empty_hash, HASH_SIZE);
 150         memset(ps, 0, ps_len);
 151         *one = 0x01;
 152         memcpy(one + 1, in, in_len);
 153         db_mask = para_malloc(mask_len);
 154         mgf1(seed, HASH_SIZE, mask_len, db_mask);
 155         for (n = 0; n < mask_len; n++)
 156                 db[n] ^= db_mask[n];
 157         mgf1(db, mask_len, HASH_SIZE, seed_mask);
 158         for (n = 0; n < HASH_SIZE; n++)
 159                 seed[n] ^= seed_mask[n];
 160         free(db_mask);
 161         dump_buffer("padded buffer", out, out_len);
 162 }
 163
 164 /* rfc 3447, section 7.1.2 */
 165 static int unpad_oaep(unsigned char *in, size_t in_len, unsigned char *out,
 166                 size_t *out_len)
 167 {
 168         unsigned char *masked_seed = in + 1;
 169         unsigned char *db = in + 1 + HASH_SIZE;
 170         unsigned char seed[HASH_SIZE], seed_mask[HASH_SIZE];
 171         unsigned char *db_mask, *p;
 172         size_t n, mask_len = in_len - HASH_SIZE - 1;
 173
 174         mgf1(db, mask_len, HASH_SIZE, seed_mask);
 175         for (n = 0; n < HASH_SIZE; n++)
 176                 seed[n] = masked_seed[n] ^ seed_mask[n];
 177         db_mask = para_malloc(mask_len);
 178         mgf1(seed, HASH_SIZE, mask_len, db_mask);
 179         for (n = 0; n < mask_len; n++)
 180                 db[n] ^= db_mask[n];
 181         free(db_mask);
 182         if (memcmp(db, empty_hash, HASH_SIZE))
 183                 return -E_OEAP;
 184         for (p = db + HASH_SIZE; p < in + in_len - 1; p++)
 185                 if (*p != '\0')
 186                         break;
 187         if (p >= in + in_len - 1)
 188                 return -E_OEAP;
 189         p++;
 190         *out_len = in + in_len - p;
 191         memcpy(out, p, *out_len);
 192         return 1;
 193 }
 194
 195 struct asymmetric_key {
 196         gcry_sexp_t sexp;
 197         int num_bytes;
 198 };
 199
 200 static const char *gcrypt_strerror(gcry_error_t gret)
 201 {
 202         return gcry_strerror(gcry_err_code(gret));
 203 }
 204
 205 static int decode_key(const char *key_file, const char *header_str,
 206                 const char *footer_str, unsigned char **result)
 207 {
 208         int ret, ret2, i, j;
 209         void *map;
 210         size_t map_size, key_size, blob_size;
 211         unsigned char *blob = NULL;
 212         char *begin, *footer, *key;
 213
 214         ret = mmap_full_file(key_file, O_RDONLY, &map, &map_size, NULL);
 215         if (ret < 0)
 216                 goto out;
 217         ret = -E_KEY_MARKER;
 218         if (strncmp(map, header_str, strlen(header_str)))
 219                 goto unmap;
 220         footer = strstr(map, footer_str);
 221         ret = -E_KEY_MARKER;
 222         if (!footer)
 223                 goto unmap;
 224         begin = map + strlen(header_str);
 225         /* skip whitespace at the beginning */
 226         for (; begin < footer; begin++) {
 227                 if (para_isspace(*begin))
 228                         continue;
 229                 break;
 230         }
 231         ret = -E_KEY_MARKER;
 232         if (begin >= footer)
 233                 goto unmap;
 234
 235         key_size = footer - begin;
 236         key = para_malloc(key_size + 1);
 237         for (i = 0, j = 0; begin + i < footer; i++) {
 238                 if (para_isspace(begin[i]))
 239                         continue;
 240                 key[j++] = begin[i];
 241         }
 242         key[j] = '\0';
 243         ret = base64_decode(key, j, (char **)&blob, &blob_size);
 244         free(key);
 245         if (ret < 0)
 246                 goto free_unmap;
 247         ret = blob_size;
 248         goto unmap;
 249 free_unmap:
 250         free(blob);
 251         blob = NULL;
 252 unmap:
 253         ret2 = para_munmap(map, map_size);
 254         if (ret >= 0 && ret2 < 0)
 255                 ret = ret2;
 256         if (ret < 0) {
 257                 free(blob);
 258                 blob = NULL;
 259         }
 260 out:
 261         *result = blob;
 262         return ret;
 263 }
 264
 265 /** ASN Types and their code. */
 266 enum asn1_types {
 267         /** The next object is an integer. */
 268         ASN1_TYPE_INTEGER = 0x2,
 269         /** Bit string object. */
 270         ASN1_TYPE_BIT_STRING = 0x03,
 271         /** Keys start with one big type sequence. */
 272         ASN1_TYPE_SEQUENCE = 0x30,
 273 };
 274
 275 /* bit 6 has value 0 */
 276 static inline bool is_primitive(unsigned char c)
 277 {
 278         return (c & (1<<6)) == 0;
 279 }
 280
 281 static inline bool is_primitive_integer(unsigned char c)
 282 {
 283         if (!is_primitive(c))
 284                 return false;
 285         return (c & 0x1f) == ASN1_TYPE_INTEGER;
 286 }
 287
 288 /* Bit 8 is zero (and bits 7-1 give the length) */
 289 static inline bool is_short_form(unsigned char c)
 290 {
 291         return (c & 0x80) == 0;
 292 }
 293
 294 static inline int get_short_form_length(unsigned char c)
 295 {
 296         return c & 0x7f;
 297 }
 298
 299 static inline int get_long_form_num_length_bytes(unsigned char c)
 300 {
 301         return c & 0x7f;
 302 }
 303
 304 static int find_pubkey_bignum_offset(const unsigned char *data, int len)
 305 {
 306         const unsigned char *p = data, *end = data + len;
 307
 308         /* the whole thing starts with one sequence */
 309         if (*p != ASN1_TYPE_SEQUENCE)
 310                 return -E_ASN1_PARSE;
 311         p++;
 312         if (p >= end)
 313                 return -E_ASN1_PARSE;
 314         if (is_short_form(*p))
 315                 p++;
 316         else
 317                 p += 1 + get_long_form_num_length_bytes(*p);
 318         if (p >= end)
 319                 return -E_ASN1_PARSE;
 320         /* another sequence containing the object id, skip it */
 321         if (*p != ASN1_TYPE_SEQUENCE)
 322                 return -E_ASN1_PARSE;
 323         p++;
 324         if (p >= end)
 325                 return -E_ASN1_PARSE;
 326         if (!is_short_form(*p))
 327                 return -E_ASN1_PARSE;
 328         p += 1 + get_short_form_length(*p);
 329         if (p >= end)
 330                 return -E_ASN1_PARSE;
 331         /* all numbers are wrapped in a bit string object that follows */
 332         if (*p != ASN1_TYPE_BIT_STRING)
 333                 return -E_ASN1_PARSE;
 334         p++;
 335         if (p >= end)
 336                 return -E_ASN1_PARSE;
 337         if (is_short_form(*p))
 338                 p++;
 339         else
 340                 p += 1 + get_long_form_num_length_bytes(*p);
 341         p++; /* skip number of unused bits in the bit string */
 342         if (p >= end)
 343                 return -E_ASN1_PARSE;
 344
 345         /* next, we have a sequence of two integers (n and e) */
 346         if (*p != ASN1_TYPE_SEQUENCE)
 347                 return -E_ASN1_PARSE;
 348         p++;
 349         if (p >= end)
 350                 return -E_ASN1_PARSE;
 351         if (is_short_form(*p))
 352                 p++;
 353         else
 354                 p += 1 + get_long_form_num_length_bytes(*p);
 355         if (p >= end)
 356                 return -E_ASN1_PARSE;
 357         if (*p != ASN1_TYPE_INTEGER)
 358                 return -E_ASN1_PARSE;
 359         return p - data;
 360 }
 361
 362 /*
 363  * Returns: Number of bytes scanned. This may differ from the value returned via
 364  * bn_bytes because the latter does not include the ASN.1 prefix and a leading
 365  * zero is not considered as an additional byte for bn_bytes.
 366  */
 367 static int read_bignum(unsigned char *start, unsigned char *end, gcry_mpi_t *bn,
 368                 int *bn_bytes)
 369 {
 370         int i, bn_size;
 371         gcry_error_t gret;
 372         unsigned char *cp = start;
 373
 374         if (!is_primitive_integer(*cp))
 375                 return -E_BAD_PRIVATE_KEY;
 376         cp++;
 377         if (is_short_form(*cp)) {
 378                 bn_size = get_short_form_length(*cp);
 379                 cp++;
 380         } else {
 381                 int num_bytes = get_long_form_num_length_bytes(*cp);
 382                 if (cp + num_bytes > end)
 383                         return -E_BAD_PRIVATE_KEY;
 384                 if (num_bytes > 4) /* nobody has such a large modulus */
 385                         return -E_BAD_PRIVATE_KEY;
 386                 cp++;
 387                 bn_size = 0;
 388                 for (i = 0; i < num_bytes; i++, cp++)
 389                         bn_size = (bn_size << 8) + *cp;
 390         }
 391         PARA_DEBUG_LOG("bn_size %d (0x%x)\n", bn_size, bn_size);
 392         gret = gcry_mpi_scan(bn, GCRYMPI_FMT_STD, cp, bn_size, NULL);
 393         if (gret) {
 394                 PARA_ERROR_LOG("%s while scanning n\n",
 395                         gcry_strerror(gcry_err_code(gret)));
 396                 return-E_MPI_SCAN;
 397         }
 398         /*
 399          * Don't take the first leading zero into account for the size of the
 400          * bignum.
 401          */
 402         if (*cp == '\0') {
 403                 cp++;
 404                 bn_size--;
 405         }
 406         if (bn_bytes)
 407                 *bn_bytes = bn_size;
 408         cp += bn_size;
 409 //      unsigned char *buf;
 410 //      gcry_mpi_aprint(GCRYMPI_FMT_HEX, &buf, NULL, *bn);
 411 //      PARA_CRIT_LOG("bn: %s\n", buf);
 412         return cp - start;
 413 }
 414
 415 static int find_privkey_bignum_offset(const unsigned char *data, int len)
 416 {
 417         const unsigned char *p = data, *end = data + len;
 418
 419         /* like the public key, the whole thing is contained in a sequence */
 420         if (*p != ASN1_TYPE_SEQUENCE)
 421                 return -E_ASN1_PARSE;
 422         p++;
 423         if (p >= end)
 424                 return -E_ASN1_PARSE;
 425         if (is_short_form(*p))
 426                 p++;
 427         else
 428                 p += 1 + get_long_form_num_length_bytes(*p);
 429         if (p >= end)
 430                 return -E_ASN1_PARSE;
 431
 432         /* skip next integer */
 433         if (*p != ASN1_TYPE_INTEGER)
 434                 return -E_ASN1_PARSE;
 435         p++;
 436         if (p >= end)
 437                 return -E_ASN1_PARSE;
 438         if (is_short_form(*p))
 439                 p += 1 + get_short_form_length(*p);
 440         else
 441                 p += 1 + get_long_form_num_length_bytes(*p);
 442         if (p >= end)
 443                 return -E_ASN1_PARSE;
 444         return p - data;
 445 }
 446
 447 /** Private keys start with this header. */
 448 #define PRIVATE_KEY_HEADER "-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----"
 449 /** Private keys end with this footer. */
 450 #define PRIVATE_KEY_FOOTER "-----END RSA PRIVATE KEY-----"
 451
 452 static int get_private_key(const char *key_file, struct asymmetric_key **result)
 453 {
 454         gcry_mpi_t n = NULL, e = NULL, d = NULL, p = NULL, q = NULL,
 455                 u = NULL;
 456         unsigned char *blob, *cp, *end;
 457         int blob_size, ret, n_size;
 458         gcry_error_t gret;
 459         size_t erroff;
 460         gcry_sexp_t sexp;
 461         struct asymmetric_key *key;
 462
 463         ret = decode_key(key_file, PRIVATE_KEY_HEADER, PRIVATE_KEY_FOOTER,
 464                 &blob);
 465         if (ret < 0)
 466                 return ret;
 467         blob_size = ret;
 468         end = blob + blob_size;
 469         ret = find_privkey_bignum_offset(blob, blob_size);
 470         if (ret < 0)
 471                 goto free_blob;
 472         PARA_INFO_LOG("reading RSA params at offset %d\n", ret);
 473         cp = blob + ret;
 474
 475         ret = read_bignum(cp, end, &n, &n_size);
 476         if (ret < 0)
 477                 goto free_blob;
 478         cp += ret;
 479
 480         ret = read_bignum(cp, end, &e, NULL);
 481         if (ret < 0)
 482                 goto release_n;
 483         cp += ret;
 484
 485         ret = read_bignum(cp, end, &d, NULL);
 486         if (ret < 0)
 487                 goto release_e;
 488         cp += ret;
 489
 490         ret = read_bignum(cp, end, &p, NULL);
 491         if (ret < 0)
 492                 goto release_d;
 493         cp += ret;
 494
 495         ret = read_bignum(cp, end, &q, NULL);
 496         if (ret < 0)
 497                 goto release_p;
 498         cp += ret;
 499         ret = read_bignum(cp, end, &u, NULL);
 500         if (ret < 0)
 501                 goto release_q;
 502         /*
 503          * OpenSSL uses slightly different parameters than gcrypt. To use these
 504          * parameters we need to swap the values of p and q and recompute u.
 505          */
 506         if (gcry_mpi_cmp(p, q) > 0) {
 507                 gcry_mpi_swap(p, q);
 508                 gcry_mpi_invm(u, p, q);
 509         }
 510         gret = gcry_sexp_build(&sexp, &erroff, RSA_PRIVKEY_SEXP,
 511                 n, e, d, p, q, u);
 512
 513         if (gret) {
 514                 PARA_ERROR_LOG("offset %zu: %s\n", erroff,
 515                         gcry_strerror(gcry_err_code(gret)));
 516                 ret = -E_SEXP_BUILD;
 517                 goto release_u;
 518         }
 519         key = para_malloc(sizeof(*key));
 520         key->sexp = sexp;
 521         *result = key;
 522         ret = n_size * 8;
 523         PARA_INFO_LOG("succesfully read %d bit private key\n", ret);
 524 release_u:
 525         gcry_mpi_release(u);
 526 release_q:
 527         gcry_mpi_release(q);
 528 release_p:
 529         gcry_mpi_release(p);
 530 release_d:
 531         gcry_mpi_release(d);
 532 release_e:
 533         gcry_mpi_release(e);
 534 release_n:
 535         gcry_mpi_release(n);
 536 free_blob:
 537         free(blob);
 538         return ret;
 539 }
 540
 541 /** Public keys start with this header. */
 542 #define PUBLIC_KEY_HEADER "-----BEGIN PUBLIC KEY-----"
 543 /** Public keys end with this footer. */
 544 #define PUBLIC_KEY_FOOTER "-----END PUBLIC KEY-----"
 545
 546 static int get_asn_public_key(const char *key_file, struct asymmetric_key **result)
 547 {
 548         gcry_mpi_t n = NULL, e = NULL;
 549         unsigned char *blob, *cp, *end;
 550         int blob_size, ret, n_size;
 551         gcry_error_t gret;
 552         size_t erroff;
 553         gcry_sexp_t sexp;
 554         struct asymmetric_key *key;
 555
 556         ret = decode_key(key_file, PUBLIC_KEY_HEADER, PUBLIC_KEY_FOOTER,
 557                 &blob);
 558         if (ret < 0)
 559                 return ret;
 560         blob_size = ret;
 561         end = blob + blob_size;
 562         ret = find_pubkey_bignum_offset(blob, blob_size);
 563         if (ret < 0)
 564                 goto free_blob;
 565         PARA_DEBUG_LOG("decoding public RSA params at offset %d\n", ret);
 566         cp = blob + ret;
 567
 568         ret = read_bignum(cp, end, &n, &n_size);
 569         if (ret < 0)
 570                 goto free_blob;
 571         cp += ret;
 572
 573         ret = read_bignum(cp, end, &e, NULL);
 574         if (ret < 0)
 575                 goto release_n;
 576
 577         gret = gcry_sexp_build(&sexp, &erroff, RSA_PUBKEY_SEXP, n, e);
 578         if (gret) {
 579                 PARA_ERROR_LOG("offset %zu: %s\n", erroff,
 580                         gcry_strerror(gcry_err_code(gret)));
 581                 ret = -E_SEXP_BUILD;
 582                 goto release_e;
 583         }
 584         key = para_malloc(sizeof(*key));
 585         key->sexp = sexp;
 586         key->num_bytes = n_size;
 587         *result = key;
 588         ret = n_size;
 589         PARA_INFO_LOG("successfully read %u bit asn public key\n", n_size * 8);
 590
 591 release_e:
 592         gcry_mpi_release(e);
 593 release_n:
 594         gcry_mpi_release(n);
 595 free_blob:
 596         free(blob);
 597         return ret;
 598 }
 599
 600 static int get_ssh_public_key(unsigned char *data, int size, gcry_sexp_t *result)
 601 {
 602         int ret;
 603         gcry_error_t gret;
 604         unsigned char *blob = NULL, *p, *end;
 605         size_t nr_scanned, erroff, decoded_size;
 606         gcry_mpi_t e = NULL, n = NULL;
 607
 608         PARA_DEBUG_LOG("decoding %d byte public rsa-ssh key\n", size);
 609         ret = uudecode((char *)data, size, (char **)&blob, &decoded_size);
 610         if (ret < 0)
 611                 goto free_blob;
 612         end = blob + decoded_size;
 613         dump_buffer("decoded key", blob, decoded_size);
 614         ret = check_ssh_key_header(blob, decoded_size);
 615         if (ret < 0)
 616                 goto free_blob;
 617         p = blob + ret;
 618         ret = -E_SSH_PARSE;
 619         if (p >= end)
 620                 goto free_blob;
 621         PARA_DEBUG_LOG("scanning modulus and public exponent\n");
 622         gret = gcry_mpi_scan(&e, GCRYMPI_FMT_SSH, p, end - p, &nr_scanned);
 623         if (gret) {
 624                 ret = -E_MPI_SCAN;
 625                 PARA_CRIT_LOG("%s\n", gcry_strerror(gcry_err_code(gret)));
 626                 goto free_blob;
 627         }
 628         PARA_DEBUG_LOG("scanned e (%zu bytes)\n", nr_scanned);
 629 //      gcry_mpi_aprint(GCRYMPI_FMT_HEX, &buf, NULL, rsa_e);
 630 //      PARA_CRIT_LOG("e: %s\n", buf);
 631         p += nr_scanned;
 632         if (p >= end)
 633                 goto release_e;
 634         gret = gcry_mpi_scan(&n, GCRYMPI_FMT_SSH, p, end - p, &nr_scanned);
 635         if (gret) {
 636                 ret = -E_MPI_SCAN;
 637                 PARA_ERROR_LOG("%s\n", gcry_strerror(gcry_err_code(gret)));
 638                 goto release_e;
 639         }
 640         PARA_DEBUG_LOG("scanned n (%zu bytes)\n", nr_scanned);
 641 //      gcry_mpi_aprint(GCRYMPI_FMT_HEX, &buf, NULL, rsa_n);
 642 //      PARA_CRIT_LOG("n: %s\n", buf);
 643         gret = gcry_sexp_build(result, &erroff, RSA_PUBKEY_SEXP, n, e);
 644         if (gret) {
 645                 PARA_ERROR_LOG("offset %zu: %s\n", erroff,
 646                         gcry_strerror(gcry_err_code(gret)));
 647                 ret = -E_SEXP_BUILD;
 648                 goto release_n;
 649         }
 650         ret = nr_scanned / 32 * 32;
 651         PARA_INFO_LOG("successfully read %u bit ssh public key\n", ret * 8);
 652 release_n:
 653         gcry_mpi_release(n);
 654 release_e:
 655         gcry_mpi_release(e);
 656 free_blob:
 657         free(blob);
 658         return ret;
 659 }
 660
 661 int get_asymmetric_key(const char *key_file, int private,
 662                 struct asymmetric_key **result)
 663 {
 664         int ret, ret2;
 665         void *map;
 666         size_t map_size;
 667         unsigned char *start, *end;
 668         gcry_sexp_t sexp;
 669         struct asymmetric_key *key;
 670
 671         if (private)
 672                 return get_private_key(key_file, result);
 673         ret = mmap_full_file(key_file, O_RDONLY, &map, &map_size, NULL);
 674         if (ret < 0)
 675                 return ret;
 676         ret = is_ssh_rsa_key(map, map_size);
 677         if (!ret) {
 678                 ret = para_munmap(map, map_size);
 679                 if (ret < 0)
 680                         return ret;
 681                 return get_asn_public_key(key_file, result);
 682         }
 683         start = map + ret;
 684         end = map + map_size;
 685         ret = -E_SSH_PARSE;
 686         if (start >= end)
 687                 goto unmap;
 688         ret = get_ssh_public_key(start, end - start, &sexp);
 689         if (ret < 0)
 690                 goto unmap;
 691         key = para_malloc(sizeof(*key));
 692         key->num_bytes = ret;
 693         key->sexp = sexp;
 694         *result = key;
 695 unmap:
 696         ret2 = para_munmap(map, map_size);
 697         if (ret >= 0 && ret2 < 0)
 698                 ret = ret2;
 699         return ret;
 700 }
 701
 702 void free_asymmetric_key(struct asymmetric_key *key)
 703 {
 704         if (!key)
 705                 return;
 706         gcry_sexp_release(key->sexp);
 707         free(key);
 708 }
 709
 710 static int decode_rsa(gcry_sexp_t sexp, int key_size, unsigned char *outbuf,
 711                 size_t *nbytes)
 712 {
 713         int ret;
 714         gcry_error_t gret;
 715         unsigned char oaep_buf[512];
 716         gcry_mpi_t out_mpi;
 717
 718         if (libgcrypt_has_oaep) {
 719                 const char *p = gcry_sexp_nth_data(sexp, 1, nbytes);
 720
 721                 if (!p) {
 722                         PARA_ERROR_LOG("could not get data from list\n");
 723                         return -E_OEAP;
 724                 }
 725                 memcpy(outbuf, p, *nbytes);
 726                 return 1;
 727         }
 728         out_mpi = gcry_sexp_nth_mpi(sexp, 0, GCRYMPI_FMT_USG);
 729         if (!out_mpi)
 730                 return -E_SEXP_FIND;
 731         gret = gcry_mpi_print(GCRYMPI_FMT_USG, oaep_buf, sizeof(oaep_buf),
 732                 nbytes, out_mpi);
 733         if (gret) {
 734                 PARA_ERROR_LOG("mpi_print: %s\n", gcrypt_strerror(gret));
 735                 ret = -E_MPI_PRINT;
 736                 goto out_mpi_release;
 737         }
 738         /*
 739          * An oaep-encoded buffer always starts with at least one zero byte.
 740          * However, leading zeroes in an mpi are omitted in the output of
 741          * gcry_mpi_print() when using the GCRYMPI_FMT_USG format. The
 742          * alternative, GCRYMPI_FMT_STD, does not work either because here the
 743          * leading zero(es) might also be omitted, depending on the value of
 744          * the second byte.
 745          *
 746          * To circumvent this, we shift the oaep buffer to the right. But first
 747          * we check that the buffer actually started with a zero byte, i.e. that
 748          * nbytes < key_size. Otherwise a decoding error occurred.
 749          */
 750         ret = -E_SEXP_DECRYPT;
 751         if (*nbytes >= key_size)
 752                 goto out_mpi_release;
 753         memmove(oaep_buf + key_size - *nbytes, oaep_buf, *nbytes);
 754         memset(oaep_buf, 0, key_size - *nbytes);
 755
 756         PARA_DEBUG_LOG("decrypted buffer before unpad (%d bytes):\n",
 757                 key_size);
 758         dump_buffer("non-unpadded decrypted buffer", oaep_buf, key_size);
 759         ret = unpad_oaep(oaep_buf, key_size, outbuf, nbytes);
 760         if (ret < 0)
 761                 goto out_mpi_release;
 762         PARA_DEBUG_LOG("decrypted buffer after unpad (%zu bytes):\n",
 763                 *nbytes);
 764         dump_buffer("unpadded decrypted buffer", outbuf, *nbytes);
 765         ret = 1;
 766 out_mpi_release:
 767         gcry_mpi_release(out_mpi);
 768         return ret;
 769 }
 770
 771 int priv_decrypt(const char *key_file, unsigned char *outbuf,
 772                 unsigned char *inbuf, int inlen)
 773 {
 774         gcry_error_t gret;
 775         int ret, key_size;
 776         struct asymmetric_key *priv;
 777         gcry_mpi_t in_mpi = NULL;
 778         gcry_sexp_t in, out, priv_key;
 779         size_t nbytes;
 780
 781         ret = check_key_file(key_file, true);
 782         if (ret < 0)
 783                 return ret;
 784         PARA_INFO_LOG("decrypting %d byte input\n", inlen);
 785         /* key_file -> asymmetric key priv */
 786         ret = get_private_key(key_file, &priv);
 787         if (ret < 0)
 788                 return ret;
 789         key_size = ret / 8;
 790
 791         /* asymmetric key priv -> sexp priv_key */
 792         ret = -E_SEXP_FIND;
 793         priv_key = gcry_sexp_find_token(priv->sexp, "private-key", 0);
 794         if (!priv_key)
 795                 goto free_key;
 796
 797         /* inbuf -> in_mpi */
 798         gret = gcry_mpi_scan(&in_mpi, GCRYMPI_FMT_USG, inbuf,
 799                 inlen, NULL);
 800         if (gret) {
 801                 PARA_ERROR_LOG("%s\n", gcrypt_strerror(gret));
 802                 ret = -E_MPI_SCAN;
 803                 goto key_release;
 804         }
 805         /* in_mpi -> in sexp */
 806         gret = gcry_sexp_build(&in, NULL, rsa_decrypt_sexp, in_mpi);
 807         if (gret) {
 808                 PARA_ERROR_LOG("%s\n", gcrypt_strerror(gret));
 809                 ret = -E_SEXP_BUILD;
 810                 goto in_mpi_release;
 811         }
 812
 813         /* rsa decryption: in sexp -> out sexp */
 814         gret = gcry_pk_decrypt(&out, in, priv_key);
 815         if (gret) {
 816                 PARA_ERROR_LOG("decrypt: %s\n", gcrypt_strerror(gret));
 817                 ret = -E_SEXP_DECRYPT;
 818                 goto in_release;
 819         }
 820         ret = decode_rsa(out, key_size, outbuf, &nbytes);
 821         if (ret < 0)
 822                 goto out_release;
 823         PARA_INFO_LOG("successfully decrypted %zu byte message\n", nbytes);
 824         ret = nbytes;
 825 out_release:
 826         gcry_sexp_release(out);
 827 in_release:
 828         gcry_sexp_release(in);
 829 in_mpi_release:
 830         gcry_mpi_release(in_mpi);
 831 key_release:
 832         gcry_sexp_release(priv_key);
 833 free_key:
 834         free_asymmetric_key(priv);
 835         return ret;
 836 }
 837
 838 int pub_encrypt(struct asymmetric_key *pub, unsigned char *inbuf,
 839                 unsigned len, unsigned char *outbuf)
 840 {
 841         gcry_error_t gret;
 842         gcry_sexp_t pub_key, in, out, out_a;
 843         gcry_mpi_t out_mpi = NULL;
 844         size_t nbytes;
 845         int ret;
 846
 847         PARA_INFO_LOG("encrypting %u byte input with %d-byte key\n", len, pub->num_bytes);
 848
 849         /* get pub key */
 850         pub_key = gcry_sexp_find_token(pub->sexp, "public-key", 0);
 851         if (!pub_key)
 852                 return -E_SEXP_FIND;
 853         if (libgcrypt_has_oaep) {
 854                 gret = gcry_sexp_build(&in, NULL,
 855                         "(data(flags oaep)(value %b))", len, inbuf);
 856         } else {
 857                 unsigned char padded_input[256];
 858                 const size_t pad_size = 256;
 859                 /* inbuf -> padded inbuf */
 860                 pad_oaep(inbuf, len, padded_input, pad_size);
 861                 /* padded inbuf -> in sexp */
 862                 gret = gcry_sexp_build(&in, NULL,
 863                         "(data(flags raw)(value %b))", pad_size, padded_input);
 864         }
 865         if (gret) {
 866                 PARA_ERROR_LOG("%s\n", gcrypt_strerror(gret));
 867                 ret = -E_SEXP_BUILD;
 868                 goto key_release;
 869         }
 870         /* rsa sexp encryption: in -> out */
 871         gret = gcry_pk_encrypt(&out, in, pub_key);
 872         if (gret) {
 873                 PARA_ERROR_LOG("%s\n", gcrypt_strerror(gret));
 874                 ret = -E_SEXP_ENCRYPT;
 875                 goto in_release;
 876         }
 877         /* extract a, an MPI with the result of the RSA operation */
 878         ret = -E_SEXP_FIND;
 879         out_a = gcry_sexp_find_token(out, "a", 0);
 880         if (!out_a)
 881                 goto out_release;
 882         /* convert sexp out_a -> out_mpi */
 883         out_mpi = gcry_sexp_nth_mpi(out_a, 1, GCRYMPI_FMT_USG);
 884         if (!out_mpi) {
 885                 ret = -E_SEXP_FIND;
 886                 goto out_a_release;
 887         }
 888         gret = gcry_mpi_print(GCRYMPI_FMT_USG, outbuf, 512 /* FIXME */, &nbytes, out_mpi);
 889         if (gret) {
 890                 PARA_ERROR_LOG("%s\n", gcrypt_strerror(gret));
 891                 ret = -E_SEXP_ENCRYPT;
 892                 goto out_mpi_release;
 893         }
 894         PARA_INFO_LOG("encrypted buffer is %zu bytes\n", nbytes);
 895         dump_buffer("enc buf", outbuf, nbytes);
 896         ret = nbytes;
 897
 898 out_mpi_release:
 899         gcry_mpi_release(out_mpi);
 900 out_a_release:
 901         gcry_sexp_release(out_a);
 902 out_release:
 903         gcry_sexp_release(out);
 904 in_release:
 905         gcry_sexp_release(in);
 906 key_release:
 907         gcry_sexp_release(pub_key);
 908         return ret;
 909 }
 910
 911 struct stream_cipher {
 912         gcry_cipher_hd_t handle;
 913 };
 914
 915 struct stream_cipher *sc_new(const unsigned char *data, int len,
 916                 bool use_aes)
 917 {
 918         gcry_error_t gret;
 919         struct stream_cipher *sc = para_malloc(sizeof(*sc));
 920
 921         if (use_aes) {
 922                 assert(len >= 2 * AES_CRT128_BLOCK_SIZE);
 923                 gret = gcry_cipher_open(&sc->handle, GCRY_CIPHER_AES128,
 924                         GCRY_CIPHER_MODE_CTR, 0);
 925                 assert(gret == 0);
 926                 gret = gcry_cipher_setkey(sc->handle, data,
 927                         AES_CRT128_BLOCK_SIZE);
 928                 assert(gret == 0);
 929                 gret = gcry_cipher_setctr(sc->handle,
 930                         data + AES_CRT128_BLOCK_SIZE, AES_CRT128_BLOCK_SIZE);
 931                 assert(gret == 0);
 932                 return sc;
 933         }
 934         gret = gcry_cipher_open(&sc->handle, GCRY_CIPHER_ARCFOUR,
 935                 GCRY_CIPHER_MODE_STREAM, 0);
 936         if (gret) {
 937                 PARA_ERROR_LOG("%s\n", gcrypt_strerror(gret));
 938                 free(sc);
 939                 return NULL;
 940         }
 941         gret = gcry_cipher_setkey(sc->handle, data, (size_t)len);
 942         assert(gret == 0);
 943         return sc;
 944 }
 945
 946 void sc_free(struct stream_cipher *sc)
 947 {
 948         if (!sc)
 949                 return;
 950         gcry_cipher_close(sc->handle);
 951         free(sc);
 952 }
 953
 954 void sc_crypt(struct stream_cipher *sc, struct iovec *src, struct iovec *dst)
 955 {
 956         gcry_cipher_hd_t handle = sc->handle;
 957         gcry_error_t gret;
 958
 959         /* perform in-place encryption */
 960         *dst = *src;
 961         gret = gcry_cipher_encrypt(handle, src->iov_base, src->iov_len,
 962                 NULL, 0);
 963         assert(gret == 0);
 964 }