Home | History | Annotate | Line # | Download | only in src
      1 /*
      2  * Copyright (c) 2018-2021 Yubico AB. All rights reserved.
      3  * Use of this source code is governed by a BSD-style
      4  * license that can be found in the LICENSE file.
      5  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause
      6  */
      7 
      8 #include <openssl/evp.h>
      9 #include <openssl/sha.h>
     10 #if defined(LIBRESSL_VERSION_NUMBER)
     11 #include <openssl/hkdf.h>
     12 #else
     13 #include <openssl/kdf.h>
     14 #endif
     15 
     16 #include "fido.h"
     17 #include "fido/es256.h"
     18 
     19 #if defined(LIBRESSL_VERSION_NUMBER)
     20 static int
     21 hkdf_sha256(uint8_t *key, const char *info, const fido_blob_t *secret)
     22 {
     23 	const EVP_MD *md;
     24 	uint8_t salt[32];
     25 
     26 	memset(salt, 0, sizeof(salt));
     27 	if ((md = EVP_sha256()) == NULL ||
     28 	    HKDF(key, SHA256_DIGEST_LENGTH, md, secret->ptr, secret->len, salt,
     29 	    sizeof(salt), (const uint8_t *)info, strlen(info)) != 1)
     30 		return -1;
     31 
     32 	return 0;
     33 }
     34 #else
     35 static int
     36 hkdf_sha256(uint8_t *key, char *info, fido_blob_t *secret)
     37 {
     38 	const EVP_MD *const_md;
     39 	EVP_MD *md = NULL;
     40 	EVP_PKEY_CTX *ctx = NULL;
     41 	size_t keylen = SHA256_DIGEST_LENGTH;
     42 	uint8_t	salt[32];
     43 	int ok = -1;
     44 
     45 	memset(salt, 0, sizeof(salt));
     46 	if (secret->len > INT_MAX || strlen(info) > INT_MAX) {
     47 		fido_log_debug("%s: invalid param", __func__);
     48 		goto fail;
     49 	}
     50 	if ((const_md = EVP_sha256()) == NULL ||
     51 	    (md = EVP_MD_meth_dup(const_md)) == NULL ||
     52 	    (ctx = EVP_PKEY_CTX_new_id(EVP_PKEY_HKDF, NULL)) == NULL) {
     53 		fido_log_debug("%s: init", __func__);
     54 		goto fail;
     55 	}
     56 	if (EVP_PKEY_derive_init(ctx) < 1 ||
     57 	    EVP_PKEY_CTX_set_hkdf_md(ctx, md) < 1 ||
     58 	    EVP_PKEY_CTX_set1_hkdf_salt(ctx, salt, sizeof(salt)) < 1 ||
     59 	    EVP_PKEY_CTX_set1_hkdf_key(ctx, secret->ptr, (int)secret->len) < 1 ||
     60 	    EVP_PKEY_CTX_add1_hkdf_info(ctx, (void *)info, (int)strlen(info)) < 1) {
     61 		fido_log_debug("%s: EVP_PKEY_CTX", __func__);
     62 		goto fail;
     63 	}
     64 	if (EVP_PKEY_derive(ctx, key, &keylen) < 1) {
     65 		fido_log_debug("%s: EVP_PKEY_derive", __func__);
     66 		goto fail;
     67 	}
     68 
     69 	ok = 0;
     70 fail:
     71 	if (md != NULL)
     72 		EVP_MD_meth_free(md);
     73 	if (ctx != NULL)
     74 		EVP_PKEY_CTX_free(ctx);
     75 
     76 	return ok;
     77 }
     78 #endif /* defined(LIBRESSL_VERSION_NUMBER) */
     79 
     80 static int
     81 kdf(uint8_t prot, fido_blob_t *key, /* const */ fido_blob_t *secret)
     82 {
     83 	char hmac_info[] = "CTAP2 HMAC key"; /* const */
     84 	char aes_info[] = "CTAP2 AES key"; /* const */
     85 
     86 	switch (prot) {
     87 	case CTAP_PIN_PROTOCOL1:
     88 		/* use sha256 on the resulting secret */
     89 		key->len = SHA256_DIGEST_LENGTH;
     90 		if ((key->ptr = calloc(1, key->len)) == NULL ||
     91 		    SHA256(secret->ptr, secret->len, key->ptr) != key->ptr) {
     92 			fido_log_debug("%s: SHA256", __func__);
     93 			return -1;
     94 		}
     95 		break;
     96 	case CTAP_PIN_PROTOCOL2:
     97 		/* use two instances of hkdf-sha256 on the resulting secret */
     98 		key->len = 2 * SHA256_DIGEST_LENGTH;
     99 		if ((key->ptr = calloc(1, key->len)) == NULL ||
    100 		    hkdf_sha256(key->ptr, hmac_info, secret) < 0 ||
    101 		    hkdf_sha256(key->ptr + SHA256_DIGEST_LENGTH, aes_info,
    102 		    secret) < 0) {
    103 			fido_log_debug("%s: hkdf", __func__);
    104 			return -1;
    105 		}
    106 		break;
    107 	default:
    108 		fido_log_debug("%s: unknown pin protocol %u", __func__, prot);
    109 		return -1;
    110 	}
    111 
    112 	return 0;
    113 }
    114 
    115 static int
    116 do_ecdh(const fido_dev_t *dev, const es256_sk_t *sk, const es256_pk_t *pk,
    117     fido_blob_t **ecdh)
    118 {
    119 	EVP_PKEY *pk_evp = NULL;
    120 	EVP_PKEY *sk_evp = NULL;
    121 	EVP_PKEY_CTX *ctx = NULL;
    122 	fido_blob_t *secret = NULL;
    123 	int ok = -1;
    124 
    125 	*ecdh = NULL;
    126 	if ((secret = fido_blob_new()) == NULL ||
    127 	    (*ecdh = fido_blob_new()) == NULL)
    128 		goto fail;
    129 	if ((pk_evp = es256_pk_to_EVP_PKEY(pk)) == NULL ||
    130 	    (sk_evp = es256_sk_to_EVP_PKEY(sk)) == NULL) {
    131 		fido_log_debug("%s: es256_to_EVP_PKEY", __func__);
    132 		goto fail;
    133 	}
    134 	if ((ctx = EVP_PKEY_CTX_new(sk_evp, NULL)) == NULL ||
    135 	    EVP_PKEY_derive_init(ctx) <= 0 ||
    136 	    EVP_PKEY_derive_set_peer(ctx, pk_evp) <= 0) {
    137 		fido_log_debug("%s: EVP_PKEY_derive_init", __func__);
    138 		goto fail;
    139 	}
    140 	if (EVP_PKEY_derive(ctx, NULL, &secret->len) <= 0 ||
    141 	    (secret->ptr = calloc(1, secret->len)) == NULL ||
    142 	    EVP_PKEY_derive(ctx, secret->ptr, &secret->len) <= 0) {
    143 		fido_log_debug("%s: EVP_PKEY_derive", __func__);
    144 		goto fail;
    145 	}
    146 	if (kdf(fido_dev_get_pin_protocol(dev), *ecdh, secret) < 0) {
    147 		fido_log_debug("%s: kdf", __func__);
    148 		goto fail;
    149 	}
    150 
    151 	ok = 0;
    152 fail:
    153 	if (pk_evp != NULL)
    154 		EVP_PKEY_free(pk_evp);
    155 	if (sk_evp != NULL)
    156 		EVP_PKEY_free(sk_evp);
    157 	if (ctx != NULL)
    158 		EVP_PKEY_CTX_free(ctx);
    159 	if (ok < 0)
    160 		fido_blob_free(ecdh);
    161 
    162 	fido_blob_free(&secret);
    163 
    164 	return ok;
    165 }
    166 
    167 int
    168 fido_do_ecdh(fido_dev_t *dev, es256_pk_t **pk, fido_blob_t **ecdh, int *ms)
    169 {
    170 	es256_sk_t *sk = NULL; /* our private key */
    171 	es256_pk_t *ak = NULL; /* authenticator's public key */
    172 	int r;
    173 
    174 	*pk = NULL;
    175 	*ecdh = NULL;
    176 	if ((sk = es256_sk_new()) == NULL || (*pk = es256_pk_new()) == NULL) {
    177 		r = FIDO_ERR_INTERNAL;
    178 		goto fail;
    179 	}
    180 	if (es256_sk_create(sk) < 0 || es256_derive_pk(sk, *pk) < 0) {
    181 		fido_log_debug("%s: es256_derive_pk", __func__);
    182 		r = FIDO_ERR_INTERNAL;
    183 		goto fail;
    184 	}
    185 	if ((ak = es256_pk_new()) == NULL ||
    186 	    fido_dev_authkey(dev, ak, ms) != FIDO_OK) {
    187 		fido_log_debug("%s: fido_dev_authkey", __func__);
    188 		r = FIDO_ERR_INTERNAL;
    189 		goto fail;
    190 	}
    191 	if (do_ecdh(dev, sk, ak, ecdh) < 0) {
    192 		fido_log_debug("%s: do_ecdh", __func__);
    193 		r = FIDO_ERR_INTERNAL;
    194 		goto fail;
    195 	}
    196 
    197 	r = FIDO_OK;
    198 fail:
    199 	es256_sk_free(&sk);
    200 	es256_pk_free(&ak);
    201 
    202 	if (r != FIDO_OK) {
    203 		es256_pk_free(pk);
    204 		fido_blob_free(ecdh);
    205 	}
    206 
    207 	return r;
    208 }
    209