Add qemu 2.4.0
[kvmfornfv.git] / qemu / roms / ipxe / src / crypto / hmac_drbg.c
diff --git a/qemu/roms/ipxe/src/crypto/hmac_drbg.c b/qemu/roms/ipxe/src/crypto/hmac_drbg.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..1e5f732
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,359 @@
+/*
+ * Copyright (C) 2012 Michael Brown <mbrown@fensystems.co.uk>.
+ *
+ * This program is free software; you can redistribute it and/or
+ * modify it under the terms of the GNU General Public License as
+ * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
+ * License, or any later version.
+ *
+ * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
+ * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+ * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
+ * General Public License for more details.
+ *
+ * You should have received a copy of the GNU General Public License
+ * along with this program; if not, write to the Free Software
+ * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
+ * 02110-1301, USA.
+ */
+
+FILE_LICENCE ( GPL2_OR_LATER );
+
+/** @file
+ *
+ * HMAC_DRBG algorithm
+ *
+ * This algorithm is designed to comply with ANS X9.82 Part 3-2007
+ * Section 10.2.2.2.  This standard is not freely available, but most
+ * of the text appears to be shared with NIST SP 800-90, which can be
+ * downloaded from
+ *
+ *     http://csrc.nist.gov/publications/nistpubs/800-90/SP800-90revised_March2007.pdf
+ *
+ * Where possible, references are given to both documents.  In the
+ * case of any disagreement, ANS X9.82 takes priority over NIST SP
+ * 800-90.  (In particular, note that some algorithms that are
+ * Approved by NIST SP 800-90 are not Approved by ANS X9.82.)
+ */
+
+#include <stdint.h>
+#include <string.h>
+#include <errno.h>
+#include <assert.h>
+#include <ipxe/crypto.h>
+#include <ipxe/hmac.h>
+#include <ipxe/hmac_drbg.h>
+
+/**
+ * Update the HMAC_DRBG key
+ *
+ * @v hash             Underlying hash algorithm
+ * @v state            HMAC_DRBG internal state
+ * @v data             Provided data
+ * @v len              Length of provided data
+ * @v single           Single byte used in concatenation
+ *
+ * This function carries out the operation
+ *
+ *     K = HMAC ( K, V || single || provided_data )
+ *
+ * as used by hmac_drbg_update()
+ */
+static void hmac_drbg_update_key ( struct digest_algorithm *hash,
+                                  struct hmac_drbg_state *state,
+                                  const void *data, size_t len,
+                                  const uint8_t single ) {
+       uint8_t context[ hash->ctxsize ];
+       size_t out_len = hash->digestsize;
+
+       DBGC ( state, "HMAC_DRBG_%s %p provided data :\n", hash->name, state );
+       DBGC_HDA ( state, 0, data, len );
+
+       /* Sanity checks */
+       assert ( hash != NULL );
+       assert ( state != NULL );
+       assert ( ( data != NULL ) || ( len == 0 ) );
+       assert ( ( single == 0x00 ) || ( single == 0x01 ) );
+
+       /* K = HMAC ( K, V || single || provided_data ) */
+       hmac_init ( hash, context, state->key, &out_len );
+       assert ( out_len == hash->digestsize );
+       hmac_update ( hash, context, state->value, out_len );
+       hmac_update ( hash, context, &single, sizeof ( single ) );
+       hmac_update ( hash, context, data, len );
+       hmac_final ( hash, context, state->key, &out_len, state->key );
+       assert ( out_len == hash->digestsize );
+
+       DBGC ( state, "HMAC_DRBG_%s %p K = HMAC ( K, V || %#02x || "
+              "provided_data ) :\n", hash->name, state, single );
+       DBGC_HDA ( state, 0, state->key, out_len );
+}
+
+/**
+ * Update the HMAC_DRBG value
+ *
+ * @v hash             Underlying hash algorithm
+ * @v state            HMAC_DRBG internal state
+ * @v data             Provided data
+ * @v len              Length of provided data
+ * @v single           Single byte used in concatenation
+ *
+ * This function carries out the operation
+ *
+ *     V = HMAC ( K, V )
+ *
+ * as used by hmac_drbg_update() and hmac_drbg_generate()
+ */
+static void hmac_drbg_update_value ( struct digest_algorithm *hash,
+                                    struct hmac_drbg_state *state ) {
+       uint8_t context[ hash->ctxsize ];
+       size_t out_len = hash->digestsize;
+
+       /* Sanity checks */
+       assert ( hash != NULL );
+       assert ( state != NULL );
+
+       /* V = HMAC ( K, V ) */
+       hmac_init ( hash, context, state->key, &out_len );
+       assert ( out_len == hash->digestsize );
+       hmac_update ( hash, context, state->value, out_len );
+       hmac_final ( hash, context, state->key, &out_len, state->value );
+       assert ( out_len == hash->digestsize );
+
+       DBGC ( state, "HMAC_DRBG_%s %p V = HMAC ( K, V ) :\n",
+              hash->name, state );
+       DBGC_HDA ( state, 0, state->value, out_len );
+}
+
+/**
+ * Update HMAC_DRBG internal state
+ *
+ * @v hash             Underlying hash algorithm
+ * @v state            HMAC_DRBG internal state
+ * @v data             Provided data
+ * @v len              Length of provided data
+ *
+ * This is the HMAC_DRBG_Update function defined in ANS X9.82 Part
+ * 3-2007 Section 10.2.2.2.2 (NIST SP 800-90 Section 10.1.2.2).
+ *
+ * The key and value are updated in-place within the HMAC_DRBG
+ * internal state.
+ */
+static void hmac_drbg_update ( struct digest_algorithm *hash,
+                              struct hmac_drbg_state *state,
+                              const void *data, size_t len ) {
+
+       DBGC ( state, "HMAC_DRBG_%s %p update\n", hash->name, state );
+
+       /* Sanity checks */
+       assert ( hash != NULL );
+       assert ( state != NULL );
+       assert ( ( data != NULL ) || ( len == 0 ) );
+
+       /* 1.  K = HMAC ( K, V || 0x00 || provided_data ) */
+       hmac_drbg_update_key ( hash, state, data, len, 0x00 );
+
+       /* 2.  V = HMAC ( K, V ) */
+       hmac_drbg_update_value ( hash, state );
+
+       /* 3.  If ( provided_data = Null ), then return K and V */
+       if ( ! len )
+               return;
+
+       /* 4.  K = HMAC ( K, V || 0x01 || provided_data ) */
+       hmac_drbg_update_key ( hash, state, data, len, 0x01 );
+
+       /* 5.  V = HMAC ( K, V ) */
+       hmac_drbg_update_value ( hash, state );
+
+       /* 6.  Return K and V */
+}
+
+/**
+ * Instantiate HMAC_DRBG
+ *
+ * @v hash             Underlying hash algorithm
+ * @v state            HMAC_DRBG internal state to be initialised
+ * @v entropy          Entropy input
+ * @v entropy_len      Length of entropy input
+ * @v personal         Personalisation string
+ * @v personal_len     Length of personalisation string
+ *
+ * This is the HMAC_DRBG_Instantiate_algorithm function defined in ANS
+ * X9.82 Part 3-2007 Section 10.2.2.2.3 (NIST SP 800-90 Section
+ * 10.1.2.3).
+ *
+ * The nonce must be included within the entropy input (i.e. the
+ * entropy input must contain at least 3/2 * security_strength bits of
+ * entropy, as per ANS X9.82 Part 3-2007 Section 8.4.2 (NIST SP 800-90
+ * Section 8.6.7).
+ *
+ * The key, value and reseed counter are updated in-place within the
+ * HMAC_DRBG internal state.
+ */
+void hmac_drbg_instantiate ( struct digest_algorithm *hash,
+                            struct hmac_drbg_state *state,
+                            const void *entropy, size_t entropy_len,
+                            const void *personal, size_t personal_len ){
+       size_t out_len = hash->digestsize;
+
+       DBGC ( state, "HMAC_DRBG_%s %p instantiate\n", hash->name, state );
+
+       /* Sanity checks */
+       assert ( hash != NULL );
+       assert ( state != NULL );
+       assert ( entropy != NULL );
+       assert ( ( personal != NULL ) || ( personal_len == 0 ) );
+
+       /* 1.  seed_material = entropy_input || nonce ||
+        *     personalisation_string
+        */
+
+       /* 2.  Key = 0x00 00..00 */
+       memset ( state->key, 0x00, out_len );
+
+       /* 3.  V = 0x01 01...01 */
+       memset ( state->value, 0x01, out_len );
+
+       /* 4.  ( Key, V ) = HMAC_DBRG_Update ( seed_material, Key, V )
+        * 5.  reseed_counter = 1
+        * 6.  Return V, Key and reseed_counter as the
+        *     initial_working_state
+        */
+       hmac_drbg_reseed ( hash, state, entropy, entropy_len,
+                          personal, personal_len );
+}
+
+/**
+ * Reseed HMAC_DRBG
+ *
+ * @v hash             Underlying hash algorithm
+ * @v state            HMAC_DRBG internal state
+ * @v entropy          Entropy input
+ * @v entropy_len      Length of entropy input
+ * @v additional       Additional input
+ * @v additional_len   Length of additional input
+ *
+ * This is the HMAC_DRBG_Reseed_algorithm function defined in ANS X9.82
+ * Part 3-2007 Section 10.2.2.2.4 (NIST SP 800-90 Section 10.1.2.4).
+ *
+ * The key, value and reseed counter are updated in-place within the
+ * HMAC_DRBG internal state.
+ */
+void hmac_drbg_reseed ( struct digest_algorithm *hash,
+                       struct hmac_drbg_state *state,
+                       const void *entropy, size_t entropy_len,
+                       const void *additional, size_t additional_len ) {
+       uint8_t seed_material[ entropy_len + additional_len ];
+
+       DBGC ( state, "HMAC_DRBG_%s %p (re)seed\n", hash->name, state );
+
+       /* Sanity checks */
+       assert ( hash != NULL );
+       assert ( state != NULL );
+       assert ( entropy != NULL );
+       assert ( ( additional != NULL ) || ( additional_len == 0 ) );
+
+       /* 1.  seed_material = entropy_input || additional_input */
+       memcpy ( seed_material, entropy, entropy_len );
+       memcpy ( ( seed_material + entropy_len ), additional, additional_len );
+       DBGC ( state, "HMAC_DRBG_%s %p seed material :\n", hash->name, state );
+       DBGC_HDA ( state, 0, seed_material, sizeof ( seed_material ) );
+
+       /* 2.  ( Key, V ) = HMAC_DBRG_Update ( seed_material, Key, V ) */
+       hmac_drbg_update ( hash, state, seed_material,
+                          sizeof ( seed_material ) );
+
+       /* 3.  reseed_counter = 1 */
+       state->reseed_counter = 1;
+
+       /* 4.  Return V, Key and reseed_counter as the new_working_state */
+}
+
+/**
+ * Generate pseudorandom bits using HMAC_DRBG
+ *
+ * @v hash             Underlying hash algorithm
+ * @v state            HMAC_DRBG internal state
+ * @v additional       Additional input
+ * @v additional_len   Length of additional input
+ * @v data             Output buffer
+ * @v len              Length of output buffer
+ * @ret rc             Return status code
+ *
+ * This is the HMAC_DRBG_Generate_algorithm function defined in ANS X9.82
+ * Part 3-2007 Section 10.2.2.2.5 (NIST SP 800-90 Section 10.1.2.5).
+ *
+ * Requests must be for an integral number of bytes.
+ *
+ * The key, value and reseed counter are updated in-place within the
+ * HMAC_DRBG internal state.
+ *
+ * Note that the only permitted error is "reseed required".
+ */
+int hmac_drbg_generate ( struct digest_algorithm *hash,
+                        struct hmac_drbg_state *state,
+                        const void *additional, size_t additional_len,
+                        void *data, size_t len ) {
+       size_t out_len = hash->digestsize;
+       void *orig_data = data;
+       size_t orig_len = len;
+       size_t frag_len;
+
+       DBGC ( state, "HMAC_DRBG_%s %p generate\n", hash->name, state );
+
+       /* Sanity checks */
+       assert ( hash != NULL );
+       assert ( state != NULL );
+       assert ( data != NULL );
+       assert ( ( additional != NULL ) || ( additional_len == 0 ) );
+
+       /* 1.  If reseed_counter > reseed_interval, then return an
+        *     indication that a reseed is required
+        */
+       if ( state->reseed_counter > HMAC_DRBG_RESEED_INTERVAL ) {
+               DBGC ( state, "HMAC_DRBG_%s %p reseed interval exceeded\n",
+                      hash->name, state );
+               return -ESTALE;
+       }
+
+       /* 2.  If additional_input != Null, then
+        *     ( Key, V ) = HMAC_DRBG_Update ( additional_input, Key, V )
+        */
+       if ( additional_len )
+               hmac_drbg_update ( hash, state, additional, additional_len );
+
+       /* 3.  temp = Null
+        * 4.  While ( len ( temp ) < requested_number_of_bits ) do:
+        */
+       while ( len ) {
+
+               /* 4.1  V = HMAC ( Key, V ) */
+               hmac_drbg_update_value ( hash, state );
+
+               /* 4.2.  temp = temp || V
+                * 5.    returned_bits = Leftmost requested_number_of_bits
+                *       of temp
+                */
+               frag_len = len;
+               if ( frag_len > out_len )
+                       frag_len = out_len;
+               memcpy ( data, state->value, frag_len );
+               data += frag_len;
+               len -= frag_len;
+       }
+
+       /* 6.  ( Key, V ) = HMAC_DRBG_Update ( additional_input, Key, V ) */
+       hmac_drbg_update ( hash, state, additional, additional_len );
+
+       /* 7.  reseed_counter = reseed_counter + 1 */
+       state->reseed_counter++;
+
+       DBGC ( state, "HMAC_DRBG_%s %p generated :\n", hash->name, state );
+       DBGC_HDA ( state, 0, orig_data, orig_len );
+
+       /* 8.  Return SUCCESS, returned_bits, and the new values of
+        *     Key, V and reseed_counter as the new_working_state
+        */
+       return 0;
+}