Line data Source code
1 : /* cipher-gcm.c - Generic Galois Counter Mode implementation
2 : * Copyright (C) 2013 Dmitry Eremin-Solenikov
3 : * Copyright (C) 2013 Jussi Kivilinna <jussi.kivilinna@iki.fi>
4 : *
5 : * This file is part of Libgcrypt.
6 : *
7 : * Libgcrypt is free software; you can redistribute it and/or modify
8 : * it under the terms of the GNU Lesser general Public License as
9 : * published by the Free Software Foundation; either version 2.1 of
10 : * the License, or (at your option) any later version.
11 : *
12 : * Libgcrypt is distributed in the hope that it will be useful,
13 : * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 : * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
15 : * GNU Lesser General Public License for more details.
16 : *
17 : * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18 : * License along with this program; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
19 : */
20 :
21 : #include <config.h>
22 : #include <stdio.h>
23 : #include <stdlib.h>
24 : #include <string.h>
25 : #include <errno.h>
26 :
27 : #include "g10lib.h"
28 : #include "cipher.h"
29 : #include "bufhelp.h"
30 : #include "./cipher-internal.h"
31 :
32 :
33 : #ifdef GCM_USE_INTEL_PCLMUL
34 : extern void _gcry_ghash_setup_intel_pclmul (gcry_cipher_hd_t c);
35 :
36 : extern unsigned int _gcry_ghash_intel_pclmul (gcry_cipher_hd_t c, byte *result,
37 : const byte *buf, size_t nblocks);
38 : #endif
39 :
40 : #ifdef GCM_USE_ARM_PMULL
41 : extern void _gcry_ghash_setup_armv8_ce_pmull (void *gcm_key, void *gcm_table);
42 :
43 : extern unsigned int _gcry_ghash_armv8_ce_pmull (void *gcm_key, byte *result,
44 : const byte *buf, size_t nblocks,
45 : void *gcm_table);
46 :
47 : static void
48 : ghash_setup_armv8_ce_pmull (gcry_cipher_hd_t c)
49 : {
50 : _gcry_ghash_setup_armv8_ce_pmull(c->u_mode.gcm.u_ghash_key.key,
51 : c->u_mode.gcm.gcm_table);
52 : }
53 :
54 : static unsigned int
55 : ghash_armv8_ce_pmull (gcry_cipher_hd_t c, byte *result, const byte *buf,
56 : size_t nblocks)
57 : {
58 : return _gcry_ghash_armv8_ce_pmull(c->u_mode.gcm.u_ghash_key.key, result, buf,
59 : nblocks, c->u_mode.gcm.gcm_table);
60 : }
61 :
62 : #endif
63 :
64 :
65 : #ifdef GCM_USE_TABLES
66 : static const u16 gcmR[256] = {
67 : 0x0000, 0x01c2, 0x0384, 0x0246, 0x0708, 0x06ca, 0x048c, 0x054e,
68 : 0x0e10, 0x0fd2, 0x0d94, 0x0c56, 0x0918, 0x08da, 0x0a9c, 0x0b5e,
69 : 0x1c20, 0x1de2, 0x1fa4, 0x1e66, 0x1b28, 0x1aea, 0x18ac, 0x196e,
70 : 0x1230, 0x13f2, 0x11b4, 0x1076, 0x1538, 0x14fa, 0x16bc, 0x177e,
71 : 0x3840, 0x3982, 0x3bc4, 0x3a06, 0x3f48, 0x3e8a, 0x3ccc, 0x3d0e,
72 : 0x3650, 0x3792, 0x35d4, 0x3416, 0x3158, 0x309a, 0x32dc, 0x331e,
73 : 0x2460, 0x25a2, 0x27e4, 0x2626, 0x2368, 0x22aa, 0x20ec, 0x212e,
74 : 0x2a70, 0x2bb2, 0x29f4, 0x2836, 0x2d78, 0x2cba, 0x2efc, 0x2f3e,
75 : 0x7080, 0x7142, 0x7304, 0x72c6, 0x7788, 0x764a, 0x740c, 0x75ce,
76 : 0x7e90, 0x7f52, 0x7d14, 0x7cd6, 0x7998, 0x785a, 0x7a1c, 0x7bde,
77 : 0x6ca0, 0x6d62, 0x6f24, 0x6ee6, 0x6ba8, 0x6a6a, 0x682c, 0x69ee,
78 : 0x62b0, 0x6372, 0x6134, 0x60f6, 0x65b8, 0x647a, 0x663c, 0x67fe,
79 : 0x48c0, 0x4902, 0x4b44, 0x4a86, 0x4fc8, 0x4e0a, 0x4c4c, 0x4d8e,
80 : 0x46d0, 0x4712, 0x4554, 0x4496, 0x41d8, 0x401a, 0x425c, 0x439e,
81 : 0x54e0, 0x5522, 0x5764, 0x56a6, 0x53e8, 0x522a, 0x506c, 0x51ae,
82 : 0x5af0, 0x5b32, 0x5974, 0x58b6, 0x5df8, 0x5c3a, 0x5e7c, 0x5fbe,
83 : 0xe100, 0xe0c2, 0xe284, 0xe346, 0xe608, 0xe7ca, 0xe58c, 0xe44e,
84 : 0xef10, 0xeed2, 0xec94, 0xed56, 0xe818, 0xe9da, 0xeb9c, 0xea5e,
85 : 0xfd20, 0xfce2, 0xfea4, 0xff66, 0xfa28, 0xfbea, 0xf9ac, 0xf86e,
86 : 0xf330, 0xf2f2, 0xf0b4, 0xf176, 0xf438, 0xf5fa, 0xf7bc, 0xf67e,
87 : 0xd940, 0xd882, 0xdac4, 0xdb06, 0xde48, 0xdf8a, 0xddcc, 0xdc0e,
88 : 0xd750, 0xd692, 0xd4d4, 0xd516, 0xd058, 0xd19a, 0xd3dc, 0xd21e,
89 : 0xc560, 0xc4a2, 0xc6e4, 0xc726, 0xc268, 0xc3aa, 0xc1ec, 0xc02e,
90 : 0xcb70, 0xcab2, 0xc8f4, 0xc936, 0xcc78, 0xcdba, 0xcffc, 0xce3e,
91 : 0x9180, 0x9042, 0x9204, 0x93c6, 0x9688, 0x974a, 0x950c, 0x94ce,
92 : 0x9f90, 0x9e52, 0x9c14, 0x9dd6, 0x9898, 0x995a, 0x9b1c, 0x9ade,
93 : 0x8da0, 0x8c62, 0x8e24, 0x8fe6, 0x8aa8, 0x8b6a, 0x892c, 0x88ee,
94 : 0x83b0, 0x8272, 0x8034, 0x81f6, 0x84b8, 0x857a, 0x873c, 0x86fe,
95 : 0xa9c0, 0xa802, 0xaa44, 0xab86, 0xaec8, 0xaf0a, 0xad4c, 0xac8e,
96 : 0xa7d0, 0xa612, 0xa454, 0xa596, 0xa0d8, 0xa11a, 0xa35c, 0xa29e,
97 : 0xb5e0, 0xb422, 0xb664, 0xb7a6, 0xb2e8, 0xb32a, 0xb16c, 0xb0ae,
98 : 0xbbf0, 0xba32, 0xb874, 0xb9b6, 0xbcf8, 0xbd3a, 0xbf7c, 0xbebe,
99 : };
100 :
101 : #ifdef GCM_TABLES_USE_U64
102 : static void
103 0 : bshift (u64 * b0, u64 * b1)
104 : {
105 : u64 t[2], mask;
106 :
107 0 : t[0] = *b0;
108 0 : t[1] = *b1;
109 0 : mask = t[1] & 1 ? 0xe1 : 0;
110 0 : mask <<= 56;
111 :
112 0 : *b1 = (t[1] >> 1) ^ (t[0] << 63);
113 0 : *b0 = (t[0] >> 1) ^ mask;
114 0 : }
115 :
116 : static void
117 0 : do_fillM (unsigned char *h, u64 *M)
118 : {
119 : int i, j;
120 :
121 0 : M[0 + 0] = 0;
122 0 : M[0 + 16] = 0;
123 :
124 0 : M[8 + 0] = buf_get_be64 (h + 0);
125 0 : M[8 + 16] = buf_get_be64 (h + 8);
126 :
127 0 : for (i = 4; i > 0; i /= 2)
128 : {
129 0 : M[i + 0] = M[2 * i + 0];
130 0 : M[i + 16] = M[2 * i + 16];
131 :
132 0 : bshift (&M[i], &M[i + 16]);
133 : }
134 :
135 0 : for (i = 2; i < 16; i *= 2)
136 0 : for (j = 1; j < i; j++)
137 : {
138 0 : M[(i + j) + 0] = M[i + 0] ^ M[j + 0];
139 0 : M[(i + j) + 16] = M[i + 16] ^ M[j + 16];
140 : }
141 0 : }
142 :
143 : static inline unsigned int
144 0 : do_ghash (unsigned char *result, const unsigned char *buf, const u64 *gcmM)
145 : {
146 : u64 V[2];
147 : u64 tmp[2];
148 : const u64 *M;
149 : u64 T;
150 : u32 A;
151 : int i;
152 :
153 0 : buf_xor (V, result, buf, 16);
154 0 : V[0] = be_bswap64 (V[0]);
155 0 : V[1] = be_bswap64 (V[1]);
156 :
157 : /* First round can be manually tweaked based on fact that 'tmp' is zero. */
158 0 : i = 15;
159 :
160 0 : M = &gcmM[(V[1] & 0xf)];
161 0 : V[1] >>= 4;
162 0 : tmp[0] = (M[0] >> 4) ^ ((u64) gcmR[(M[16] & 0xf) << 4] << 48);
163 0 : tmp[1] = (M[16] >> 4) ^ (M[0] << 60);
164 0 : tmp[0] ^= gcmM[(V[1] & 0xf) + 0];
165 0 : tmp[1] ^= gcmM[(V[1] & 0xf) + 16];
166 0 : V[1] >>= 4;
167 :
168 0 : --i;
169 : while (1)
170 : {
171 0 : M = &gcmM[(V[1] & 0xf)];
172 0 : V[1] >>= 4;
173 :
174 0 : A = tmp[1] & 0xff;
175 0 : T = tmp[0];
176 0 : tmp[0] = (T >> 8) ^ ((u64) gcmR[A] << 48) ^ gcmM[(V[1] & 0xf) + 0];
177 0 : tmp[1] = (T << 56) ^ (tmp[1] >> 8) ^ gcmM[(V[1] & 0xf) + 16];
178 :
179 0 : tmp[0] ^= (M[0] >> 4) ^ ((u64) gcmR[(M[16] & 0xf) << 4] << 48);
180 0 : tmp[1] ^= (M[16] >> 4) ^ (M[0] << 60);
181 :
182 0 : if (i == 0)
183 0 : break;
184 0 : else if (i == 8)
185 0 : V[1] = V[0];
186 : else
187 0 : V[1] >>= 4;
188 0 : --i;
189 : }
190 :
191 0 : buf_put_be64 (result + 0, tmp[0]);
192 0 : buf_put_be64 (result + 8, tmp[1]);
193 :
194 0 : return (sizeof(V) + sizeof(T) + sizeof(tmp) +
195 : sizeof(int)*2 + sizeof(void*)*5);
196 : }
197 :
198 : #else /*!GCM_TABLES_USE_U64*/
199 :
200 : static void
201 : bshift (u32 * M, int i)
202 : {
203 : u32 t[4], mask;
204 :
205 : t[0] = M[i * 4 + 0];
206 : t[1] = M[i * 4 + 1];
207 : t[2] = M[i * 4 + 2];
208 : t[3] = M[i * 4 + 3];
209 : mask = t[3] & 1 ? 0xe1 : 0;
210 :
211 : M[i * 4 + 3] = (t[3] >> 1) ^ (t[2] << 31);
212 : M[i * 4 + 2] = (t[2] >> 1) ^ (t[1] << 31);
213 : M[i * 4 + 1] = (t[1] >> 1) ^ (t[0] << 31);
214 : M[i * 4 + 0] = (t[0] >> 1) ^ (mask << 24);
215 : }
216 :
217 : static void
218 : do_fillM (unsigned char *h, u32 *M)
219 : {
220 : int i, j;
221 :
222 : M[0 * 4 + 0] = 0;
223 : M[0 * 4 + 1] = 0;
224 : M[0 * 4 + 2] = 0;
225 : M[0 * 4 + 3] = 0;
226 :
227 : M[8 * 4 + 0] = buf_get_be32 (h + 0);
228 : M[8 * 4 + 1] = buf_get_be32 (h + 4);
229 : M[8 * 4 + 2] = buf_get_be32 (h + 8);
230 : M[8 * 4 + 3] = buf_get_be32 (h + 12);
231 :
232 : for (i = 4; i > 0; i /= 2)
233 : {
234 : M[i * 4 + 0] = M[2 * i * 4 + 0];
235 : M[i * 4 + 1] = M[2 * i * 4 + 1];
236 : M[i * 4 + 2] = M[2 * i * 4 + 2];
237 : M[i * 4 + 3] = M[2 * i * 4 + 3];
238 :
239 : bshift (M, i);
240 : }
241 :
242 : for (i = 2; i < 16; i *= 2)
243 : for (j = 1; j < i; j++)
244 : {
245 : M[(i + j) * 4 + 0] = M[i * 4 + 0] ^ M[j * 4 + 0];
246 : M[(i + j) * 4 + 1] = M[i * 4 + 1] ^ M[j * 4 + 1];
247 : M[(i + j) * 4 + 2] = M[i * 4 + 2] ^ M[j * 4 + 2];
248 : M[(i + j) * 4 + 3] = M[i * 4 + 3] ^ M[j * 4 + 3];
249 : }
250 : }
251 :
252 : static inline unsigned int
253 : do_ghash (unsigned char *result, const unsigned char *buf, const u32 *gcmM)
254 : {
255 : byte V[16];
256 : u32 tmp[4];
257 : u32 v;
258 : const u32 *M, *m;
259 : u32 T[3];
260 : int i;
261 :
262 : buf_xor (V, result, buf, 16); /* V is big-endian */
263 :
264 : /* First round can be manually tweaked based on fact that 'tmp' is zero. */
265 : i = 15;
266 :
267 : v = V[i];
268 : M = &gcmM[(v & 0xf) * 4];
269 : v = (v & 0xf0) >> 4;
270 : m = &gcmM[v * 4];
271 : v = V[--i];
272 :
273 : tmp[0] = (M[0] >> 4) ^ ((u64) gcmR[(M[3] << 4) & 0xf0] << 16) ^ m[0];
274 : tmp[1] = (M[1] >> 4) ^ (M[0] << 28) ^ m[1];
275 : tmp[2] = (M[2] >> 4) ^ (M[1] << 28) ^ m[2];
276 : tmp[3] = (M[3] >> 4) ^ (M[2] << 28) ^ m[3];
277 :
278 : while (1)
279 : {
280 : M = &gcmM[(v & 0xf) * 4];
281 : v = (v & 0xf0) >> 4;
282 : m = &gcmM[v * 4];
283 :
284 : T[0] = tmp[0];
285 : T[1] = tmp[1];
286 : T[2] = tmp[2];
287 : tmp[0] = (T[0] >> 8) ^ ((u32) gcmR[tmp[3] & 0xff] << 16) ^ m[0];
288 : tmp[1] = (T[0] << 24) ^ (tmp[1] >> 8) ^ m[1];
289 : tmp[2] = (T[1] << 24) ^ (tmp[2] >> 8) ^ m[2];
290 : tmp[3] = (T[2] << 24) ^ (tmp[3] >> 8) ^ m[3];
291 :
292 : tmp[0] ^= (M[0] >> 4) ^ ((u64) gcmR[(M[3] << 4) & 0xf0] << 16);
293 : tmp[1] ^= (M[1] >> 4) ^ (M[0] << 28);
294 : tmp[2] ^= (M[2] >> 4) ^ (M[1] << 28);
295 : tmp[3] ^= (M[3] >> 4) ^ (M[2] << 28);
296 :
297 : if (i == 0)
298 : break;
299 :
300 : v = V[--i];
301 : }
302 :
303 : buf_put_be32 (result + 0, tmp[0]);
304 : buf_put_be32 (result + 4, tmp[1]);
305 : buf_put_be32 (result + 8, tmp[2]);
306 : buf_put_be32 (result + 12, tmp[3]);
307 :
308 : return (sizeof(V) + sizeof(T) + sizeof(tmp) +
309 : sizeof(int)*2 + sizeof(void*)*6);
310 : }
311 : #endif /*!GCM_TABLES_USE_U64*/
312 :
313 : #define fillM(c) \
314 : do_fillM (c->u_mode.gcm.u_ghash_key.key, c->u_mode.gcm.gcm_table)
315 : #define GHASH(c, result, buf) do_ghash (result, buf, c->u_mode.gcm.gcm_table)
316 :
317 : #else
318 :
319 : static unsigned long
320 : bshift (unsigned long *b)
321 : {
322 : unsigned long c;
323 : int i;
324 : c = b[3] & 1;
325 : for (i = 3; i > 0; i--)
326 : {
327 : b[i] = (b[i] >> 1) | (b[i - 1] << 31);
328 : }
329 : b[i] >>= 1;
330 : return c;
331 : }
332 :
333 : static unsigned int
334 : do_ghash (unsigned char *hsub, unsigned char *result, const unsigned char *buf)
335 : {
336 : unsigned long V[4];
337 : int i, j;
338 : byte *p;
339 :
340 : #ifdef WORDS_BIGENDIAN
341 : p = result;
342 : #else
343 : unsigned long T[4];
344 :
345 : buf_xor (V, result, buf, 16);
346 : for (i = 0; i < 4; i++)
347 : {
348 : V[i] = (V[i] & 0x00ff00ff) << 8 | (V[i] & 0xff00ff00) >> 8;
349 : V[i] = (V[i] & 0x0000ffff) << 16 | (V[i] & 0xffff0000) >> 16;
350 : }
351 : p = (byte *) T;
352 : #endif
353 :
354 : memset (p, 0, 16);
355 :
356 : for (i = 0; i < 16; i++)
357 : {
358 : for (j = 0x80; j; j >>= 1)
359 : {
360 : if (hsub[i] & j)
361 : buf_xor (p, p, V, 16);
362 : if (bshift (V))
363 : V[0] ^= 0xe1000000;
364 : }
365 : }
366 : #ifndef WORDS_BIGENDIAN
367 : for (i = 0, p = (byte *) T; i < 16; i += 4, p += 4)
368 : {
369 : result[i + 0] = p[3];
370 : result[i + 1] = p[2];
371 : result[i + 2] = p[1];
372 : result[i + 3] = p[0];
373 : }
374 : #endif
375 :
376 : return (sizeof(V) + sizeof(T) + sizeof(int)*2 + sizeof(void*)*5);
377 : }
378 :
379 : #define fillM(c) do { } while (0)
380 : #define GHASH(c, result, buf) do_ghash (c->u_mode.gcm.u_ghash_key.key, result, buf)
381 :
382 : #endif /* !GCM_USE_TABLES */
383 :
384 :
385 : static unsigned int
386 0 : ghash_internal (gcry_cipher_hd_t c, byte *result, const byte *buf,
387 : size_t nblocks)
388 : {
389 0 : const unsigned int blocksize = GCRY_GCM_BLOCK_LEN;
390 0 : unsigned int burn = 0;
391 :
392 0 : while (nblocks)
393 : {
394 0 : burn = GHASH (c, result, buf);
395 0 : buf += blocksize;
396 0 : nblocks--;
397 : }
398 :
399 0 : return burn + (burn ? 5*sizeof(void*) : 0);
400 : }
401 :
402 :
403 : static void
404 0 : setupM (gcry_cipher_hd_t c)
405 : {
406 : #if defined(GCM_USE_INTEL_PCLMUL) || defined(GCM_USE_ARM_PMULL)
407 0 : unsigned int features = _gcry_get_hw_features ();
408 : #endif
409 :
410 : if (0)
411 : ;
412 : #ifdef GCM_USE_INTEL_PCLMUL
413 0 : else if (features & HWF_INTEL_PCLMUL)
414 : {
415 0 : c->u_mode.gcm.ghash_fn = _gcry_ghash_intel_pclmul;
416 0 : _gcry_ghash_setup_intel_pclmul (c);
417 : }
418 : #endif
419 : #ifdef GCM_USE_ARM_PMULL
420 : else if (features & HWF_ARM_PMULL)
421 : {
422 : c->u_mode.gcm.ghash_fn = ghash_armv8_ce_pmull;
423 : ghash_setup_armv8_ce_pmull (c);
424 : }
425 : #endif
426 : else
427 : {
428 0 : c->u_mode.gcm.ghash_fn = ghash_internal;
429 0 : fillM (c);
430 : }
431 0 : }
432 :
433 :
434 : static inline void
435 0 : gcm_bytecounter_add (u32 ctr[2], size_t add)
436 : {
437 : if (sizeof(add) > sizeof(u32))
438 : {
439 0 : u32 high_add = ((add >> 31) >> 1) & 0xffffffff;
440 0 : ctr[1] += high_add;
441 : }
442 :
443 0 : ctr[0] += add;
444 0 : if (ctr[0] >= add)
445 0 : return;
446 0 : ++ctr[1];
447 : }
448 :
449 :
450 : static inline u32
451 0 : gcm_add32_be128 (byte *ctr, unsigned int add)
452 : {
453 : /* 'ctr' must be aligned to four bytes. */
454 0 : const unsigned int blocksize = GCRY_GCM_BLOCK_LEN;
455 0 : u32 *pval = (u32 *)(void *)(ctr + blocksize - sizeof(u32));
456 : u32 val;
457 :
458 0 : val = be_bswap32(*pval) + add;
459 0 : *pval = be_bswap32(val);
460 :
461 0 : return val; /* return result as host-endian value */
462 : }
463 :
464 :
465 : static inline int
466 0 : gcm_check_datalen (u32 ctr[2])
467 : {
468 : /* len(plaintext) <= 2^39-256 bits == 2^36-32 bytes == 2^32-2 blocks */
469 0 : if (ctr[1] > 0xfU)
470 0 : return 0;
471 0 : if (ctr[1] < 0xfU)
472 0 : return 1;
473 :
474 0 : if (ctr[0] <= 0xffffffe0U)
475 0 : return 1;
476 :
477 0 : return 0;
478 : }
479 :
480 :
481 : static inline int
482 0 : gcm_check_aadlen_or_ivlen (u32 ctr[2])
483 : {
484 : /* len(aad/iv) <= 2^64-1 bits ~= 2^61-1 bytes */
485 0 : if (ctr[1] > 0x1fffffffU)
486 0 : return 0;
487 0 : if (ctr[1] < 0x1fffffffU)
488 0 : return 1;
489 :
490 : if (ctr[0] <= 0xffffffffU)
491 0 : return 1;
492 :
493 : return 0;
494 : }
495 :
496 :
497 : static void
498 0 : do_ghash_buf(gcry_cipher_hd_t c, byte *hash, const byte *buf,
499 : size_t buflen, int do_padding)
500 : {
501 0 : unsigned int blocksize = GCRY_GCM_BLOCK_LEN;
502 0 : unsigned int unused = c->u_mode.gcm.mac_unused;
503 0 : ghash_fn_t ghash_fn = c->u_mode.gcm.ghash_fn;
504 : size_t nblocks, n;
505 0 : unsigned int burn = 0;
506 :
507 0 : if (buflen == 0 && (unused == 0 || !do_padding))
508 0 : return;
509 :
510 : do
511 : {
512 0 : if (buflen > 0 && (buflen + unused < blocksize || unused > 0))
513 : {
514 0 : n = blocksize - unused;
515 0 : n = n < buflen ? n : buflen;
516 :
517 0 : buf_cpy (&c->u_mode.gcm.macbuf[unused], buf, n);
518 :
519 0 : unused += n;
520 0 : buf += n;
521 0 : buflen -= n;
522 : }
523 0 : if (!buflen)
524 : {
525 0 : if (!do_padding)
526 0 : break;
527 :
528 0 : while (unused < blocksize)
529 0 : c->u_mode.gcm.macbuf[unused++] = 0;
530 : }
531 :
532 0 : if (unused > 0)
533 : {
534 0 : gcry_assert (unused == blocksize);
535 :
536 : /* Process one block from macbuf. */
537 0 : burn = ghash_fn (c, hash, c->u_mode.gcm.macbuf, 1);
538 0 : unused = 0;
539 : }
540 :
541 0 : nblocks = buflen / blocksize;
542 :
543 0 : if (nblocks)
544 : {
545 0 : burn = ghash_fn (c, hash, buf, nblocks);
546 0 : buf += blocksize * nblocks;
547 0 : buflen -= blocksize * nblocks;
548 : }
549 : }
550 0 : while (buflen > 0);
551 :
552 0 : c->u_mode.gcm.mac_unused = unused;
553 :
554 0 : if (burn)
555 0 : _gcry_burn_stack (burn);
556 : }
557 :
558 :
559 : gcry_err_code_t
560 0 : _gcry_cipher_gcm_encrypt (gcry_cipher_hd_t c,
561 : byte *outbuf, size_t outbuflen,
562 : const byte *inbuf, size_t inbuflen)
563 : {
564 : static const unsigned char zerobuf[MAX_BLOCKSIZE];
565 : gcry_err_code_t err;
566 :
567 0 : if (c->spec->blocksize != GCRY_GCM_BLOCK_LEN)
568 0 : return GPG_ERR_CIPHER_ALGO;
569 0 : if (outbuflen < inbuflen)
570 0 : return GPG_ERR_BUFFER_TOO_SHORT;
571 0 : if (c->u_mode.gcm.datalen_over_limits)
572 0 : return GPG_ERR_INV_LENGTH;
573 0 : if (c->marks.tag
574 0 : || c->u_mode.gcm.ghash_data_finalized
575 0 : || !c->u_mode.gcm.ghash_fn)
576 0 : return GPG_ERR_INV_STATE;
577 :
578 0 : if (!c->marks.iv)
579 0 : _gcry_cipher_gcm_setiv (c, zerobuf, GCRY_GCM_BLOCK_LEN);
580 :
581 0 : if (c->u_mode.gcm.disallow_encryption_because_of_setiv_in_fips_mode)
582 0 : return GPG_ERR_INV_STATE;
583 :
584 0 : if (!c->u_mode.gcm.ghash_aad_finalized)
585 : {
586 : /* Start of encryption marks end of AAD stream. */
587 0 : do_ghash_buf(c, c->u_mode.gcm.u_tag.tag, NULL, 0, 1);
588 0 : c->u_mode.gcm.ghash_aad_finalized = 1;
589 : }
590 :
591 0 : gcm_bytecounter_add(c->u_mode.gcm.datalen, inbuflen);
592 0 : if (!gcm_check_datalen(c->u_mode.gcm.datalen))
593 : {
594 0 : c->u_mode.gcm.datalen_over_limits = 1;
595 0 : return GPG_ERR_INV_LENGTH;
596 : }
597 :
598 0 : err = _gcry_cipher_ctr_encrypt(c, outbuf, outbuflen, inbuf, inbuflen);
599 0 : if (err != 0)
600 0 : return err;
601 :
602 0 : do_ghash_buf(c, c->u_mode.gcm.u_tag.tag, outbuf, inbuflen, 0);
603 :
604 0 : return 0;
605 : }
606 :
607 :
608 : gcry_err_code_t
609 0 : _gcry_cipher_gcm_decrypt (gcry_cipher_hd_t c,
610 : byte *outbuf, size_t outbuflen,
611 : const byte *inbuf, size_t inbuflen)
612 : {
613 : static const unsigned char zerobuf[MAX_BLOCKSIZE];
614 :
615 0 : if (c->spec->blocksize != GCRY_GCM_BLOCK_LEN)
616 0 : return GPG_ERR_CIPHER_ALGO;
617 0 : if (outbuflen < inbuflen)
618 0 : return GPG_ERR_BUFFER_TOO_SHORT;
619 0 : if (c->u_mode.gcm.datalen_over_limits)
620 0 : return GPG_ERR_INV_LENGTH;
621 0 : if (c->marks.tag
622 0 : || c->u_mode.gcm.ghash_data_finalized
623 0 : || !c->u_mode.gcm.ghash_fn)
624 0 : return GPG_ERR_INV_STATE;
625 :
626 0 : if (!c->marks.iv)
627 0 : _gcry_cipher_gcm_setiv (c, zerobuf, GCRY_GCM_BLOCK_LEN);
628 :
629 0 : if (!c->u_mode.gcm.ghash_aad_finalized)
630 : {
631 : /* Start of decryption marks end of AAD stream. */
632 0 : do_ghash_buf(c, c->u_mode.gcm.u_tag.tag, NULL, 0, 1);
633 0 : c->u_mode.gcm.ghash_aad_finalized = 1;
634 : }
635 :
636 0 : gcm_bytecounter_add(c->u_mode.gcm.datalen, inbuflen);
637 0 : if (!gcm_check_datalen(c->u_mode.gcm.datalen))
638 : {
639 0 : c->u_mode.gcm.datalen_over_limits = 1;
640 0 : return GPG_ERR_INV_LENGTH;
641 : }
642 :
643 0 : do_ghash_buf(c, c->u_mode.gcm.u_tag.tag, inbuf, inbuflen, 0);
644 :
645 0 : return _gcry_cipher_ctr_encrypt(c, outbuf, outbuflen, inbuf, inbuflen);
646 : }
647 :
648 :
649 : gcry_err_code_t
650 0 : _gcry_cipher_gcm_authenticate (gcry_cipher_hd_t c,
651 : const byte * aadbuf, size_t aadbuflen)
652 : {
653 : static const unsigned char zerobuf[MAX_BLOCKSIZE];
654 :
655 0 : if (c->spec->blocksize != GCRY_GCM_BLOCK_LEN)
656 0 : return GPG_ERR_CIPHER_ALGO;
657 0 : if (c->u_mode.gcm.datalen_over_limits)
658 0 : return GPG_ERR_INV_LENGTH;
659 0 : if (c->marks.tag
660 0 : || c->u_mode.gcm.ghash_aad_finalized
661 0 : || c->u_mode.gcm.ghash_data_finalized
662 0 : || !c->u_mode.gcm.ghash_fn)
663 0 : return GPG_ERR_INV_STATE;
664 :
665 0 : if (!c->marks.iv)
666 0 : _gcry_cipher_gcm_setiv (c, zerobuf, GCRY_GCM_BLOCK_LEN);
667 :
668 0 : gcm_bytecounter_add(c->u_mode.gcm.aadlen, aadbuflen);
669 0 : if (!gcm_check_aadlen_or_ivlen(c->u_mode.gcm.aadlen))
670 : {
671 0 : c->u_mode.gcm.datalen_over_limits = 1;
672 0 : return GPG_ERR_INV_LENGTH;
673 : }
674 :
675 0 : do_ghash_buf(c, c->u_mode.gcm.u_tag.tag, aadbuf, aadbuflen, 0);
676 :
677 0 : return 0;
678 : }
679 :
680 :
681 : void
682 0 : _gcry_cipher_gcm_setkey (gcry_cipher_hd_t c)
683 : {
684 0 : memset (c->u_mode.gcm.u_ghash_key.key, 0, GCRY_GCM_BLOCK_LEN);
685 :
686 0 : c->spec->encrypt (&c->context.c, c->u_mode.gcm.u_ghash_key.key,
687 0 : c->u_mode.gcm.u_ghash_key.key);
688 0 : setupM (c);
689 0 : }
690 :
691 :
692 : static gcry_err_code_t
693 0 : _gcry_cipher_gcm_initiv (gcry_cipher_hd_t c, const byte *iv, size_t ivlen)
694 : {
695 0 : memset (c->u_mode.gcm.aadlen, 0, sizeof(c->u_mode.gcm.aadlen));
696 0 : memset (c->u_mode.gcm.datalen, 0, sizeof(c->u_mode.gcm.datalen));
697 0 : memset (c->u_mode.gcm.u_tag.tag, 0, GCRY_GCM_BLOCK_LEN);
698 0 : c->u_mode.gcm.datalen_over_limits = 0;
699 0 : c->u_mode.gcm.ghash_data_finalized = 0;
700 0 : c->u_mode.gcm.ghash_aad_finalized = 0;
701 :
702 0 : if (ivlen == 0)
703 0 : return GPG_ERR_INV_LENGTH;
704 :
705 0 : if (ivlen != GCRY_GCM_BLOCK_LEN - 4)
706 : {
707 0 : u32 iv_bytes[2] = {0, 0};
708 : u32 bitlengths[2][2];
709 :
710 0 : if (!c->u_mode.gcm.ghash_fn)
711 0 : return GPG_ERR_INV_STATE;
712 :
713 0 : memset(c->u_ctr.ctr, 0, GCRY_GCM_BLOCK_LEN);
714 :
715 0 : gcm_bytecounter_add(iv_bytes, ivlen);
716 0 : if (!gcm_check_aadlen_or_ivlen(iv_bytes))
717 : {
718 0 : c->u_mode.gcm.datalen_over_limits = 1;
719 0 : return GPG_ERR_INV_LENGTH;
720 : }
721 :
722 0 : do_ghash_buf(c, c->u_ctr.ctr, iv, ivlen, 1);
723 :
724 : /* iv length, 64-bit */
725 0 : bitlengths[1][1] = be_bswap32(iv_bytes[0] << 3);
726 0 : bitlengths[1][0] = be_bswap32((iv_bytes[0] >> 29) |
727 : (iv_bytes[1] << 3));
728 : /* zeros, 64-bit */
729 0 : bitlengths[0][1] = 0;
730 0 : bitlengths[0][0] = 0;
731 :
732 0 : do_ghash_buf(c, c->u_ctr.ctr, (byte*)bitlengths, GCRY_GCM_BLOCK_LEN, 1);
733 :
734 0 : wipememory (iv_bytes, sizeof iv_bytes);
735 0 : wipememory (bitlengths, sizeof bitlengths);
736 : }
737 : else
738 : {
739 : /* 96-bit IV is handled differently. */
740 0 : memcpy (c->u_ctr.ctr, iv, ivlen);
741 0 : c->u_ctr.ctr[12] = c->u_ctr.ctr[13] = c->u_ctr.ctr[14] = 0;
742 0 : c->u_ctr.ctr[15] = 1;
743 : }
744 :
745 0 : c->spec->encrypt (&c->context.c, c->u_mode.gcm.tagiv, c->u_ctr.ctr);
746 :
747 0 : gcm_add32_be128 (c->u_ctr.ctr, 1);
748 :
749 0 : c->unused = 0;
750 0 : c->marks.iv = 1;
751 0 : c->marks.tag = 0;
752 :
753 0 : return 0;
754 : }
755 :
756 :
757 : gcry_err_code_t
758 0 : _gcry_cipher_gcm_setiv (gcry_cipher_hd_t c, const byte *iv, size_t ivlen)
759 : {
760 0 : c->marks.iv = 0;
761 0 : c->marks.tag = 0;
762 0 : c->u_mode.gcm.disallow_encryption_because_of_setiv_in_fips_mode = 0;
763 :
764 0 : if (fips_mode ())
765 : {
766 : /* Direct invocation of GCM setiv in FIPS mode disables encryption. */
767 0 : c->u_mode.gcm.disallow_encryption_because_of_setiv_in_fips_mode = 1;
768 : }
769 :
770 0 : return _gcry_cipher_gcm_initiv (c, iv, ivlen);
771 : }
772 :
773 :
774 : #if 0 && TODO
775 : void
776 : _gcry_cipher_gcm_geniv (gcry_cipher_hd_t c,
777 : byte *ivout, size_t ivoutlen, const byte *nonce,
778 : size_t noncelen)
779 : {
780 : /* nonce: user provided part (might be null) */
781 : /* noncelen: check if proper length (if nonce not null) */
782 : /* ivout: iv used to initialize gcm, output to user */
783 : /* ivoutlen: check correct size */
784 : byte iv[IVLEN];
785 :
786 : if (!ivout)
787 : return GPG_ERR_INV_ARG;
788 : if (ivoutlen != IVLEN)
789 : return GPG_ERR_INV_LENGTH;
790 : if (nonce != NULL && !is_nonce_ok_len(noncelen))
791 : return GPG_ERR_INV_ARG;
792 :
793 : gcm_generate_iv(iv, nonce, noncelen);
794 :
795 : c->marks.iv = 0;
796 : c->marks.tag = 0;
797 : c->u_mode.gcm.disallow_encryption_because_of_setiv_in_fips_mode = 0;
798 :
799 : _gcry_cipher_gcm_initiv (c, iv, IVLEN);
800 :
801 : buf_cpy(ivout, iv, IVLEN);
802 : wipememory(iv, sizeof(iv));
803 : }
804 : #endif
805 :
806 :
807 : static int
808 0 : is_tag_length_valid(size_t taglen)
809 : {
810 0 : switch (taglen)
811 : {
812 : /* Allowed tag lengths from NIST SP 800-38D. */
813 : case 128 / 8: /* GCRY_GCM_BLOCK_LEN */
814 : case 120 / 8:
815 : case 112 / 8:
816 : case 104 / 8:
817 : case 96 / 8:
818 : case 64 / 8:
819 : case 32 / 8:
820 0 : return 1;
821 :
822 : default:
823 0 : return 0;
824 : }
825 : }
826 :
827 : static gcry_err_code_t
828 0 : _gcry_cipher_gcm_tag (gcry_cipher_hd_t c,
829 : byte * outbuf, size_t outbuflen, int check)
830 : {
831 0 : if (!(is_tag_length_valid (outbuflen) || outbuflen >= GCRY_GCM_BLOCK_LEN))
832 0 : return GPG_ERR_INV_LENGTH;
833 0 : if (c->u_mode.gcm.datalen_over_limits)
834 0 : return GPG_ERR_INV_LENGTH;
835 :
836 0 : if (!c->marks.tag)
837 : {
838 : u32 bitlengths[2][2];
839 :
840 0 : if (!c->u_mode.gcm.ghash_fn)
841 0 : return GPG_ERR_INV_STATE;
842 :
843 : /* aad length */
844 0 : bitlengths[0][1] = be_bswap32(c->u_mode.gcm.aadlen[0] << 3);
845 0 : bitlengths[0][0] = be_bswap32((c->u_mode.gcm.aadlen[0] >> 29) |
846 : (c->u_mode.gcm.aadlen[1] << 3));
847 : /* data length */
848 0 : bitlengths[1][1] = be_bswap32(c->u_mode.gcm.datalen[0] << 3);
849 0 : bitlengths[1][0] = be_bswap32((c->u_mode.gcm.datalen[0] >> 29) |
850 : (c->u_mode.gcm.datalen[1] << 3));
851 :
852 : /* Finalize data-stream. */
853 0 : do_ghash_buf(c, c->u_mode.gcm.u_tag.tag, NULL, 0, 1);
854 0 : c->u_mode.gcm.ghash_aad_finalized = 1;
855 0 : c->u_mode.gcm.ghash_data_finalized = 1;
856 :
857 : /* Add bitlengths to tag. */
858 0 : do_ghash_buf(c, c->u_mode.gcm.u_tag.tag, (byte*)bitlengths,
859 : GCRY_GCM_BLOCK_LEN, 1);
860 0 : buf_xor (c->u_mode.gcm.u_tag.tag, c->u_mode.gcm.tagiv,
861 0 : c->u_mode.gcm.u_tag.tag, GCRY_GCM_BLOCK_LEN);
862 0 : c->marks.tag = 1;
863 :
864 0 : wipememory (bitlengths, sizeof (bitlengths));
865 0 : wipememory (c->u_mode.gcm.macbuf, GCRY_GCM_BLOCK_LEN);
866 0 : wipememory (c->u_mode.gcm.tagiv, GCRY_GCM_BLOCK_LEN);
867 0 : wipememory (c->u_mode.gcm.aadlen, sizeof (c->u_mode.gcm.aadlen));
868 0 : wipememory (c->u_mode.gcm.datalen, sizeof (c->u_mode.gcm.datalen));
869 : }
870 :
871 0 : if (!check)
872 : {
873 0 : if (outbuflen > GCRY_GCM_BLOCK_LEN)
874 0 : outbuflen = GCRY_GCM_BLOCK_LEN;
875 :
876 : /* NB: We already checked that OUTBUF is large enough to hold
877 : * the result or has valid truncated length. */
878 0 : memcpy (outbuf, c->u_mode.gcm.u_tag.tag, outbuflen);
879 : }
880 : else
881 : {
882 : /* OUTBUFLEN gives the length of the user supplied tag in OUTBUF
883 : * and thus we need to compare its length first. */
884 0 : if (!is_tag_length_valid (outbuflen)
885 0 : || !buf_eq_const (outbuf, c->u_mode.gcm.u_tag.tag, outbuflen))
886 0 : return GPG_ERR_CHECKSUM;
887 : }
888 :
889 0 : return 0;
890 : }
891 :
892 :
893 : gcry_err_code_t
894 0 : _gcry_cipher_gcm_get_tag (gcry_cipher_hd_t c, unsigned char *outtag,
895 : size_t taglen)
896 : {
897 : /* Outputting authentication tag is part of encryption. */
898 0 : if (c->u_mode.gcm.disallow_encryption_because_of_setiv_in_fips_mode)
899 0 : return GPG_ERR_INV_STATE;
900 :
901 0 : return _gcry_cipher_gcm_tag (c, outtag, taglen, 0);
902 : }
903 :
904 : gcry_err_code_t
905 0 : _gcry_cipher_gcm_check_tag (gcry_cipher_hd_t c, const unsigned char *intag,
906 : size_t taglen)
907 : {
908 0 : return _gcry_cipher_gcm_tag (c, (unsigned char *) intag, taglen, 1);
909 : }
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