Home | History | Annotate | Line # | Download | only in apps
      1 /*
      2  * Copyright 2006-2020 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
      3  *
      4  * Licensed under the OpenSSL license (the "License").  You may not use
      5  * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
      6  * in the file LICENSE in the source distribution or at
      7  * https://www.openssl.org/source/license.html
      8  */
      9 
     10 #include "apps.h"
     11 #include "progs.h"
     12 #include <string.h>
     13 #include <openssl/err.h>
     14 #include <openssl/pem.h>
     15 #include <openssl/evp.h>
     16 
     17 #define KEY_NONE        0
     18 #define KEY_PRIVKEY     1
     19 #define KEY_PUBKEY      2
     20 #define KEY_CERT        3
     21 
     22 static EVP_PKEY_CTX *init_ctx(const char *kdfalg, int *pkeysize,
     23                               const char *keyfile, int keyform, int key_type,
     24                               char *passinarg, int pkey_op, ENGINE *e,
     25                               const int impl);
     26 
     27 static int setup_peer(EVP_PKEY_CTX *ctx, int peerform, const char *file,
     28                       ENGINE *e);
     29 
     30 static int do_keyop(EVP_PKEY_CTX *ctx, int pkey_op,
     31                     unsigned char *out, size_t *poutlen,
     32                     const unsigned char *in, size_t inlen);
     33 
     34 typedef enum OPTION_choice {
     35     OPT_ERR = -1, OPT_EOF = 0, OPT_HELP,
     36     OPT_ENGINE, OPT_ENGINE_IMPL, OPT_IN, OPT_OUT,
     37     OPT_PUBIN, OPT_CERTIN, OPT_ASN1PARSE, OPT_HEXDUMP, OPT_SIGN,
     38     OPT_VERIFY, OPT_VERIFYRECOVER, OPT_REV, OPT_ENCRYPT, OPT_DECRYPT,
     39     OPT_DERIVE, OPT_SIGFILE, OPT_INKEY, OPT_PEERKEY, OPT_PASSIN,
     40     OPT_PEERFORM, OPT_KEYFORM, OPT_PKEYOPT, OPT_KDF, OPT_KDFLEN,
     41     OPT_R_ENUM
     42 } OPTION_CHOICE;
     43 
     44 const OPTIONS pkeyutl_options[] = {
     45     {"help", OPT_HELP, '-', "Display this summary"},
     46     {"in", OPT_IN, '<', "Input file - default stdin"},
     47     {"out", OPT_OUT, '>', "Output file - default stdout"},
     48     {"pubin", OPT_PUBIN, '-', "Input is a public key"},
     49     {"certin", OPT_CERTIN, '-', "Input is a cert with a public key"},
     50     {"asn1parse", OPT_ASN1PARSE, '-', "asn1parse the output data"},
     51     {"hexdump", OPT_HEXDUMP, '-', "Hex dump output"},
     52     {"sign", OPT_SIGN, '-', "Sign input data with private key"},
     53     {"verify", OPT_VERIFY, '-', "Verify with public key"},
     54     {"verifyrecover", OPT_VERIFYRECOVER, '-',
     55      "Verify with public key, recover original data"},
     56     {"rev", OPT_REV, '-', "Reverse the order of the input buffer"},
     57     {"encrypt", OPT_ENCRYPT, '-', "Encrypt input data with public key"},
     58     {"decrypt", OPT_DECRYPT, '-', "Decrypt input data with private key"},
     59     {"derive", OPT_DERIVE, '-', "Derive shared secret"},
     60     {"kdf", OPT_KDF, 's', "Use KDF algorithm"},
     61     {"kdflen", OPT_KDFLEN, 'p', "KDF algorithm output length"},
     62     {"sigfile", OPT_SIGFILE, '<', "Signature file (verify operation only)"},
     63     {"inkey", OPT_INKEY, 's', "Input private key file"},
     64     {"peerkey", OPT_PEERKEY, 's', "Peer key file used in key derivation"},
     65     {"passin", OPT_PASSIN, 's', "Input file pass phrase source"},
     66     {"peerform", OPT_PEERFORM, 'E', "Peer key format - default PEM"},
     67     {"keyform", OPT_KEYFORM, 'E', "Private key format - default PEM"},
     68     {"pkeyopt", OPT_PKEYOPT, 's', "Public key options as opt:value"},
     69     OPT_R_OPTIONS,
     70 #ifndef OPENSSL_NO_ENGINE
     71     {"engine", OPT_ENGINE, 's', "Use engine, possibly a hardware device"},
     72     {"engine_impl", OPT_ENGINE_IMPL, '-',
     73      "Also use engine given by -engine for crypto operations"},
     74 #endif
     75     {NULL}
     76 };
     77 
     78 int pkeyutl_main(int argc, char **argv)
     79 {
     80     BIO *in = NULL, *out = NULL;
     81     ENGINE *e = NULL;
     82     EVP_PKEY_CTX *ctx = NULL;
     83     char *infile = NULL, *outfile = NULL, *sigfile = NULL, *passinarg = NULL;
     84     char hexdump = 0, asn1parse = 0, rev = 0, *prog;
     85     unsigned char *buf_in = NULL, *buf_out = NULL, *sig = NULL;
     86     OPTION_CHOICE o;
     87     int buf_inlen = 0, siglen = -1, keyform = FORMAT_PEM, peerform = FORMAT_PEM;
     88     int keysize = -1, pkey_op = EVP_PKEY_OP_SIGN, key_type = KEY_PRIVKEY;
     89     int engine_impl = 0;
     90     int ret = 1, rv = -1;
     91     size_t buf_outlen;
     92     const char *inkey = NULL;
     93     const char *peerkey = NULL;
     94     const char *kdfalg = NULL;
     95     int kdflen = 0;
     96     STACK_OF(OPENSSL_STRING) *pkeyopts = NULL;
     97 
     98     prog = opt_init(argc, argv, pkeyutl_options);
     99     while ((o = opt_next()) != OPT_EOF) {
    100         switch (o) {
    101         case OPT_EOF:
    102         case OPT_ERR:
    103  opthelp:
    104             BIO_printf(bio_err, "%s: Use -help for summary.\n", prog);
    105             goto end;
    106         case OPT_HELP:
    107             opt_help(pkeyutl_options);
    108             ret = 0;
    109             goto end;
    110         case OPT_IN:
    111             infile = opt_arg();
    112             break;
    113         case OPT_OUT:
    114             outfile = opt_arg();
    115             break;
    116         case OPT_SIGFILE:
    117             sigfile = opt_arg();
    118             break;
    119         case OPT_ENGINE_IMPL:
    120             engine_impl = 1;
    121             break;
    122         case OPT_INKEY:
    123             inkey = opt_arg();
    124             break;
    125         case OPT_PEERKEY:
    126             peerkey = opt_arg();
    127             break;
    128         case OPT_PASSIN:
    129             passinarg = opt_arg();
    130             break;
    131         case OPT_PEERFORM:
    132             if (!opt_format(opt_arg(), OPT_FMT_PDE, &peerform))
    133                 goto opthelp;
    134             break;
    135         case OPT_KEYFORM:
    136             if (!opt_format(opt_arg(), OPT_FMT_PDE, &keyform))
    137                 goto opthelp;
    138             break;
    139         case OPT_R_CASES:
    140             if (!opt_rand(o))
    141                 goto end;
    142             break;
    143         case OPT_ENGINE:
    144             e = setup_engine(opt_arg(), 0);
    145             break;
    146         case OPT_PUBIN:
    147             key_type = KEY_PUBKEY;
    148             break;
    149         case OPT_CERTIN:
    150             key_type = KEY_CERT;
    151             break;
    152         case OPT_ASN1PARSE:
    153             asn1parse = 1;
    154             break;
    155         case OPT_HEXDUMP:
    156             hexdump = 1;
    157             break;
    158         case OPT_SIGN:
    159             pkey_op = EVP_PKEY_OP_SIGN;
    160             break;
    161         case OPT_VERIFY:
    162             pkey_op = EVP_PKEY_OP_VERIFY;
    163             break;
    164         case OPT_VERIFYRECOVER:
    165             pkey_op = EVP_PKEY_OP_VERIFYRECOVER;
    166             break;
    167         case OPT_ENCRYPT:
    168             pkey_op = EVP_PKEY_OP_ENCRYPT;
    169             break;
    170         case OPT_DECRYPT:
    171             pkey_op = EVP_PKEY_OP_DECRYPT;
    172             break;
    173         case OPT_DERIVE:
    174             pkey_op = EVP_PKEY_OP_DERIVE;
    175             break;
    176         case OPT_KDF:
    177             pkey_op = EVP_PKEY_OP_DERIVE;
    178             key_type = KEY_NONE;
    179             kdfalg = opt_arg();
    180             break;
    181         case OPT_KDFLEN:
    182             kdflen = atoi(opt_arg());
    183             break;
    184         case OPT_REV:
    185             rev = 1;
    186             break;
    187         case OPT_PKEYOPT:
    188             if ((pkeyopts == NULL &&
    189                  (pkeyopts = sk_OPENSSL_STRING_new_null()) == NULL) ||
    190                 sk_OPENSSL_STRING_push(pkeyopts, opt_arg()) == 0) {
    191                 BIO_puts(bio_err, "out of memory\n");
    192                 goto end;
    193             }
    194             break;
    195         }
    196     }
    197     argc = opt_num_rest();
    198     if (argc != 0)
    199         goto opthelp;
    200 
    201     if (kdfalg != NULL) {
    202         if (kdflen == 0) {
    203             BIO_printf(bio_err,
    204                        "%s: no KDF length given (-kdflen parameter).\n", prog);
    205             goto opthelp;
    206         }
    207     } else if (inkey == NULL) {
    208         BIO_printf(bio_err,
    209                    "%s: no private key given (-inkey parameter).\n", prog);
    210         goto opthelp;
    211     } else if (peerkey != NULL && pkey_op != EVP_PKEY_OP_DERIVE) {
    212         BIO_printf(bio_err,
    213                    "%s: no peer key given (-peerkey parameter).\n", prog);
    214         goto opthelp;
    215     }
    216     ctx = init_ctx(kdfalg, &keysize, inkey, keyform, key_type,
    217                    passinarg, pkey_op, e, engine_impl);
    218     if (ctx == NULL) {
    219         BIO_printf(bio_err, "%s: Error initializing context\n", prog);
    220         ERR_print_errors(bio_err);
    221         goto end;
    222     }
    223     if (peerkey != NULL && !setup_peer(ctx, peerform, peerkey, e)) {
    224         BIO_printf(bio_err, "%s: Error setting up peer key\n", prog);
    225         ERR_print_errors(bio_err);
    226         goto end;
    227     }
    228     if (pkeyopts != NULL) {
    229         int num = sk_OPENSSL_STRING_num(pkeyopts);
    230         int i;
    231 
    232         for (i = 0; i < num; ++i) {
    233             const char *opt = sk_OPENSSL_STRING_value(pkeyopts, i);
    234 
    235             if (pkey_ctrl_string(ctx, opt) <= 0) {
    236                 BIO_printf(bio_err, "%s: Can't set parameter \"%s\":\n",
    237                            prog, opt);
    238                 ERR_print_errors(bio_err);
    239                 goto end;
    240             }
    241         }
    242     }
    243 
    244     if (sigfile != NULL && (pkey_op != EVP_PKEY_OP_VERIFY)) {
    245         BIO_printf(bio_err,
    246                    "%s: Signature file specified for non verify\n", prog);
    247         goto end;
    248     }
    249 
    250     if (sigfile == NULL && (pkey_op == EVP_PKEY_OP_VERIFY)) {
    251         BIO_printf(bio_err,
    252                    "%s: No signature file specified for verify\n", prog);
    253         goto end;
    254     }
    255 
    256     if (pkey_op != EVP_PKEY_OP_DERIVE) {
    257         in = bio_open_default(infile, 'r', FORMAT_BINARY);
    258         if (in == NULL)
    259             goto end;
    260     }
    261     out = bio_open_default(outfile, 'w', FORMAT_BINARY);
    262     if (out == NULL)
    263         goto end;
    264 
    265     if (sigfile != NULL) {
    266         BIO *sigbio = BIO_new_file(sigfile, "rb");
    267 
    268         if (sigbio == NULL) {
    269             BIO_printf(bio_err, "Can't open signature file %s\n", sigfile);
    270             goto end;
    271         }
    272         siglen = bio_to_mem(&sig, keysize * 10, sigbio);
    273         BIO_free(sigbio);
    274         if (siglen < 0) {
    275             BIO_printf(bio_err, "Error reading signature data\n");
    276             goto end;
    277         }
    278     }
    279 
    280     if (in != NULL) {
    281         /* Read the input data */
    282         buf_inlen = bio_to_mem(&buf_in, keysize * 10, in);
    283         if (buf_inlen < 0) {
    284             BIO_printf(bio_err, "Error reading input Data\n");
    285             goto end;
    286         }
    287         if (rev) {
    288             size_t i;
    289             unsigned char ctmp;
    290             size_t l = (size_t)buf_inlen;
    291             for (i = 0; i < l / 2; i++) {
    292                 ctmp = buf_in[i];
    293                 buf_in[i] = buf_in[l - 1 - i];
    294                 buf_in[l - 1 - i] = ctmp;
    295             }
    296         }
    297     }
    298 
    299     /* Sanity check the input */
    300     if (buf_inlen > EVP_MAX_MD_SIZE
    301             && (pkey_op == EVP_PKEY_OP_SIGN
    302                 || pkey_op == EVP_PKEY_OP_VERIFY)) {
    303         BIO_printf(bio_err,
    304                    "Error: The input data looks too long to be a hash\n");
    305         goto end;
    306     }
    307 
    308     if (pkey_op == EVP_PKEY_OP_VERIFY) {
    309         rv = EVP_PKEY_verify(ctx, sig, (size_t)siglen,
    310                              buf_in, (size_t)buf_inlen);
    311         if (rv == 1) {
    312             BIO_puts(out, "Signature Verified Successfully\n");
    313             ret = 0;
    314         } else {
    315             BIO_puts(out, "Signature Verification Failure\n");
    316         }
    317         goto end;
    318     }
    319     if (kdflen != 0) {
    320         buf_outlen = kdflen;
    321         rv = 1;
    322     } else {
    323         rv = do_keyop(ctx, pkey_op, NULL, (size_t *)&buf_outlen,
    324                       buf_in, (size_t)buf_inlen);
    325     }
    326     if (rv > 0 && buf_outlen != 0) {
    327         buf_out = app_malloc(buf_outlen, "buffer output");
    328         rv = do_keyop(ctx, pkey_op,
    329                       buf_out, (size_t *)&buf_outlen,
    330                       buf_in, (size_t)buf_inlen);
    331     }
    332     if (rv <= 0) {
    333         if (pkey_op != EVP_PKEY_OP_DERIVE) {
    334             BIO_puts(bio_err, "Public Key operation error\n");
    335         } else {
    336             BIO_puts(bio_err, "Key derivation failed\n");
    337         }
    338         ERR_print_errors(bio_err);
    339         goto end;
    340     }
    341     ret = 0;
    342 
    343     if (asn1parse) {
    344         if (!ASN1_parse_dump(out, buf_out, buf_outlen, 1, -1))
    345             ERR_print_errors(bio_err);
    346     } else if (hexdump) {
    347         BIO_dump(out, (char *)buf_out, buf_outlen);
    348     } else {
    349         BIO_write(out, buf_out, buf_outlen);
    350     }
    351 
    352  end:
    353     EVP_PKEY_CTX_free(ctx);
    354     release_engine(e);
    355     BIO_free(in);
    356     BIO_free_all(out);
    357     OPENSSL_free(buf_in);
    358     OPENSSL_free(buf_out);
    359     OPENSSL_free(sig);
    360     sk_OPENSSL_STRING_free(pkeyopts);
    361     return ret;
    362 }
    363 
    364 static EVP_PKEY_CTX *init_ctx(const char *kdfalg, int *pkeysize,
    365                               const char *keyfile, int keyform, int key_type,
    366                               char *passinarg, int pkey_op, ENGINE *e,
    367                               const int engine_impl)
    368 {
    369     EVP_PKEY *pkey = NULL;
    370     EVP_PKEY_CTX *ctx = NULL;
    371     ENGINE *impl = NULL;
    372     char *passin = NULL;
    373     int rv = -1;
    374     X509 *x;
    375     if (((pkey_op == EVP_PKEY_OP_SIGN) || (pkey_op == EVP_PKEY_OP_DECRYPT)
    376          || (pkey_op == EVP_PKEY_OP_DERIVE))
    377         && (key_type != KEY_PRIVKEY && kdfalg == NULL)) {
    378         BIO_printf(bio_err, "A private key is needed for this operation\n");
    379         goto end;
    380     }
    381     if (!app_passwd(passinarg, NULL, &passin, NULL)) {
    382         BIO_printf(bio_err, "Error getting password\n");
    383         goto end;
    384     }
    385     switch (key_type) {
    386     case KEY_PRIVKEY:
    387         pkey = load_key(keyfile, keyform, 0, passin, e, "Private Key");
    388         break;
    389 
    390     case KEY_PUBKEY:
    391         pkey = load_pubkey(keyfile, keyform, 0, NULL, e, "Public Key");
    392         break;
    393 
    394     case KEY_CERT:
    395         x = load_cert(keyfile, keyform, "Certificate");
    396         if (x) {
    397             pkey = X509_get_pubkey(x);
    398             X509_free(x);
    399         }
    400         break;
    401 
    402     case KEY_NONE:
    403         break;
    404 
    405     }
    406 
    407 #ifndef OPENSSL_NO_ENGINE
    408     if (engine_impl)
    409         impl = e;
    410 #endif
    411 
    412     if (kdfalg != NULL) {
    413         int kdfnid = OBJ_sn2nid(kdfalg);
    414 
    415         if (kdfnid == NID_undef) {
    416             kdfnid = OBJ_ln2nid(kdfalg);
    417             if (kdfnid == NID_undef) {
    418                 BIO_printf(bio_err, "The given KDF \"%s\" is unknown.\n",
    419                            kdfalg);
    420                 goto end;
    421             }
    422         }
    423         ctx = EVP_PKEY_CTX_new_id(kdfnid, impl);
    424     } else {
    425         if (pkey == NULL)
    426             goto end;
    427         *pkeysize = EVP_PKEY_size(pkey);
    428         ctx = EVP_PKEY_CTX_new(pkey, impl);
    429         EVP_PKEY_free(pkey);
    430     }
    431 
    432     if (ctx == NULL)
    433         goto end;
    434 
    435     switch (pkey_op) {
    436     case EVP_PKEY_OP_SIGN:
    437         rv = EVP_PKEY_sign_init(ctx);
    438         break;
    439 
    440     case EVP_PKEY_OP_VERIFY:
    441         rv = EVP_PKEY_verify_init(ctx);
    442         break;
    443 
    444     case EVP_PKEY_OP_VERIFYRECOVER:
    445         rv = EVP_PKEY_verify_recover_init(ctx);
    446         break;
    447 
    448     case EVP_PKEY_OP_ENCRYPT:
    449         rv = EVP_PKEY_encrypt_init(ctx);
    450         break;
    451 
    452     case EVP_PKEY_OP_DECRYPT:
    453         rv = EVP_PKEY_decrypt_init(ctx);
    454         break;
    455 
    456     case EVP_PKEY_OP_DERIVE:
    457         rv = EVP_PKEY_derive_init(ctx);
    458         break;
    459     }
    460 
    461     if (rv <= 0) {
    462         EVP_PKEY_CTX_free(ctx);
    463         ctx = NULL;
    464     }
    465 
    466  end:
    467     OPENSSL_free(passin);
    468     return ctx;
    469 
    470 }
    471 
    472 static int setup_peer(EVP_PKEY_CTX *ctx, int peerform, const char *file,
    473                       ENGINE *e)
    474 {
    475     EVP_PKEY *peer = NULL;
    476     ENGINE *engine = NULL;
    477     int ret;
    478 
    479     if (peerform == FORMAT_ENGINE)
    480         engine = e;
    481     peer = load_pubkey(file, peerform, 0, NULL, engine, "Peer Key");
    482     if (peer == NULL) {
    483         BIO_printf(bio_err, "Error reading peer key %s\n", file);
    484         ERR_print_errors(bio_err);
    485         return 0;
    486     }
    487 
    488     ret = EVP_PKEY_derive_set_peer(ctx, peer);
    489 
    490     EVP_PKEY_free(peer);
    491     if (ret <= 0)
    492         ERR_print_errors(bio_err);
    493     return ret;
    494 }
    495 
    496 static int do_keyop(EVP_PKEY_CTX *ctx, int pkey_op,
    497                     unsigned char *out, size_t *poutlen,
    498                     const unsigned char *in, size_t inlen)
    499 {
    500     int rv = 0;
    501     switch (pkey_op) {
    502     case EVP_PKEY_OP_VERIFYRECOVER:
    503         rv = EVP_PKEY_verify_recover(ctx, out, poutlen, in, inlen);
    504         break;
    505 
    506     case EVP_PKEY_OP_SIGN:
    507         rv = EVP_PKEY_sign(ctx, out, poutlen, in, inlen);
    508         break;
    509 
    510     case EVP_PKEY_OP_ENCRYPT:
    511         rv = EVP_PKEY_encrypt(ctx, out, poutlen, in, inlen);
    512         break;
    513 
    514     case EVP_PKEY_OP_DECRYPT:
    515         rv = EVP_PKEY_decrypt(ctx, out, poutlen, in, inlen);
    516         break;
    517 
    518     case EVP_PKEY_OP_DERIVE:
    519         rv = EVP_PKEY_derive(ctx, out, poutlen);
    520         break;
    521 
    522     }
    523     return rv;
    524 }
    525