src/util/srp.cpp

   1 /*
   2  * Secure Remote Password 6a implementation
   3  * https://github.com/est31/csrp-gmp
   4  *
   5  * The MIT License (MIT)
   6  *
   7  * Copyright (c) 2010, 2013 Tom Cocagne, 2015 est31 <MTest31@outlook.com>
   8  *
   9  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy of
  10  * this software and associated documentation files (the "Software"), to deal in
  11  * the Software without restriction, including without limitation the rights to
  12  * use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell copies
  13  * of the Software, and to permit persons to whom the Software is furnished to do
  14  * so, subject to the following conditions:
  15  *
  16  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in all
  17  * copies or substantial portions of the Software.
  18  *
  19  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  20  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  21  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
  22  * AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  23  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
  24  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
  25  * SOFTWARE.
  26  *
  27  */
  28
  29 // clang-format off
  30 #ifdef WIN32
  31         #include <windows.h>
  32         #include <wincrypt.h>
  33 #else
  34         #include <ctime>
  35
  36 #endif
  37 // clang-format on
  38
  39 #include <cstdlib>
  40 #include <cstring>
  41 #include <cstdio>
  42
  43 #include <config.h>
  44
  45 #if USE_SYSTEM_GMP || defined (__ANDROID__) || defined (ANDROID)
  46         #include <gmp.h>
  47 #else
  48         #include <mini-gmp.h>
  49 #endif
  50
  51 #include <util/sha2.h>
  52
  53 #include "srp.h"
  54 //#define CSRP_USE_SHA1
  55 #define CSRP_USE_SHA256
  56
  57 #define srp_dbg_data(data, datalen, prevtext) ;
  58 /*void srp_dbg_data(unsigned char * data, size_t datalen, char * prevtext)
  59 {
  60         printf(prevtext);
  61         size_t i;
  62         for (i = 0; i < datalen; i++)
  63         {
  64                 printf("%02X", data[i]);
  65         }
  66         printf("\n");
  67 }*/
  68
  69 static int g_initialized = 0;
  70
  71 #define RAND_BUFF_MAX 128
  72 static unsigned int g_rand_idx;
  73 static unsigned char g_rand_buff[RAND_BUFF_MAX];
  74
  75 void *(*srp_alloc)(size_t) = &malloc;
  76 void *(*srp_realloc)(void *, size_t) = &realloc;
  77 void (*srp_free)(void *) = &free;
  78
  79 // clang-format off
  80 void srp_set_memory_functions(
  81                 void *(*new_srp_alloc)(size_t),
  82                 void *(*new_srp_realloc)(void *, size_t),
  83                 void (*new_srp_free)(void *))
  84 {
  85         srp_alloc = new_srp_alloc;
  86         srp_realloc = new_srp_realloc;
  87         srp_free = new_srp_free;
  88 }
  89 // clang-format on
  90
  91 typedef struct {
  92         mpz_t N;
  93         mpz_t g;
  94 } NGConstant;
  95
  96 struct NGHex {
  97         const char *n_hex;
  98         const char *g_hex;
  99 };
 100
 101 /* All constants here were pulled from Appendix A of RFC 5054 */
 102 static struct NGHex global_Ng_constants[] = {
 103         {/* 1024 */
 104                 "EEAF0AB9ADB38DD69C33F80AFA8FC5E86072618775FF3C0B9EA2314C"
 105                 "9C256576D674DF7496EA81D3383B4813D692C6E0E0D5D8E250B98BE4"
 106                 "8E495C1D6089DAD15DC7D7B46154D6B6CE8EF4AD69B15D4982559B29"
 107                 "7BCF1885C529F566660E57EC68EDBC3C05726CC02FD4CBF4976EAA9A"
 108                 "FD5138FE8376435B9FC61D2FC0EB06E3",
 109                 "2"},
 110         {/* 2048 */
 111                 "AC6BDB41324A9A9BF166DE5E1389582FAF72B6651987EE07FC319294"
 112                 "3DB56050A37329CBB4A099ED8193E0757767A13DD52312AB4B03310D"
 113                 "CD7F48A9DA04FD50E8083969EDB767B0CF6095179A163AB3661A05FB"
 114                 "D5FAAAE82918A9962F0B93B855F97993EC975EEAA80D740ADBF4FF74"
 115                 "7359D041D5C33EA71D281E446B14773BCA97B43A23FB801676BD207A"
 116                 "436C6481F1D2B9078717461A5B9D32E688F87748544523B524B0D57D"
 117                 "5EA77A2775D2ECFA032CFBDBF52FB3786160279004E57AE6AF874E73"
 118                 "03CE53299CCC041C7BC308D82A5698F3A8D0C38271AE35F8E9DBFBB6"
 119                 "94B5C803D89F7AE435DE236D525F54759B65E372FCD68EF20FA7111F"
 120                 "9E4AFF73",
 121                 "2"},
 122         {/* 4096 */
 123                 "FFFFFFFFFFFFFFFFC90FDAA22168C234C4C6628B80DC1CD129024E08"
 124                 "8A67CC74020BBEA63B139B22514A08798E3404DDEF9519B3CD3A431B"
 125                 "302B0A6DF25F14374FE1356D6D51C245E485B576625E7EC6F44C42E9"
 126                 "A637ED6B0BFF5CB6F406B7EDEE386BFB5A899FA5AE9F24117C4B1FE6"
 127                 "49286651ECE45B3DC2007CB8A163BF0598DA48361C55D39A69163FA8"
 128                 "FD24CF5F83655D23DCA3AD961C62F356208552BB9ED529077096966D"
 129                 "670C354E4ABC9804F1746C08CA18217C32905E462E36CE3BE39E772C"
 130                 "180E86039B2783A2EC07A28FB5C55DF06F4C52C9DE2BCBF695581718"
 131                 "3995497CEA956AE515D2261898FA051015728E5A8AAAC42DAD33170D"
 132                 "04507A33A85521ABDF1CBA64ECFB850458DBEF0A8AEA71575D060C7D"
 133                 "B3970F85A6E1E4C7ABF5AE8CDB0933D71E8C94E04A25619DCEE3D226"
 134                 "1AD2EE6BF12FFA06D98A0864D87602733EC86A64521F2B18177B200C"
 135                 "BBE117577A615D6C770988C0BAD946E208E24FA074E5AB3143DB5BFC"
 136                 "E0FD108E4B82D120A92108011A723C12A787E6D788719A10BDBA5B26"
 137                 "99C327186AF4E23C1A946834B6150BDA2583E9CA2AD44CE8DBBBC2DB"
 138                 "04DE8EF92E8EFC141FBECAA6287C59474E6BC05D99B2964FA090C3A2"
 139                 "233BA186515BE7ED1F612970CEE2D7AFB81BDD762170481CD0069127"
 140                 "D5B05AA993B4EA988D8FDDC186FFB7DC90A6C08F4DF435C934063199"
 141                 "FFFFFFFFFFFFFFFF",
 142                 "5"},
 143         {/* 8192 */
 144                 "FFFFFFFFFFFFFFFFC90FDAA22168C234C4C6628B80DC1CD129024E08"
 145                 "8A67CC74020BBEA63B139B22514A08798E3404DDEF9519B3CD3A431B"
 146                 "302B0A6DF25F14374FE1356D6D51C245E485B576625E7EC6F44C42E9"
 147                 "A637ED6B0BFF5CB6F406B7EDEE386BFB5A899FA5AE9F24117C4B1FE6"
 148                 "49286651ECE45B3DC2007CB8A163BF0598DA48361C55D39A69163FA8"
 149                 "FD24CF5F83655D23DCA3AD961C62F356208552BB9ED529077096966D"
 150                 "670C354E4ABC9804F1746C08CA18217C32905E462E36CE3BE39E772C"
 151                 "180E86039B2783A2EC07A28FB5C55DF06F4C52C9DE2BCBF695581718"
 152                 "3995497CEA956AE515D2261898FA051015728E5A8AAAC42DAD33170D"
 153                 "04507A33A85521ABDF1CBA64ECFB850458DBEF0A8AEA71575D060C7D"
 154                 "B3970F85A6E1E4C7ABF5AE8CDB0933D71E8C94E04A25619DCEE3D226"
 155                 "1AD2EE6BF12FFA06D98A0864D87602733EC86A64521F2B18177B200C"
 156                 "BBE117577A615D6C770988C0BAD946E208E24FA074E5AB3143DB5BFC"
 157                 "E0FD108E4B82D120A92108011A723C12A787E6D788719A10BDBA5B26"
 158                 "99C327186AF4E23C1A946834B6150BDA2583E9CA2AD44CE8DBBBC2DB"
 159                 "04DE8EF92E8EFC141FBECAA6287C59474E6BC05D99B2964FA090C3A2"
 160                 "233BA186515BE7ED1F612970CEE2D7AFB81BDD762170481CD0069127"
 161                 "D5B05AA993B4EA988D8FDDC186FFB7DC90A6C08F4DF435C934028492"
 162                 "36C3FAB4D27C7026C1D4DCB2602646DEC9751E763DBA37BDF8FF9406"
 163                 "AD9E530EE5DB382F413001AEB06A53ED9027D831179727B0865A8918"
 164                 "DA3EDBEBCF9B14ED44CE6CBACED4BB1BDB7F1447E6CC254B33205151"
 165                 "2BD7AF426FB8F401378CD2BF5983CA01C64B92ECF032EA15D1721D03"
 166                 "F482D7CE6E74FEF6D55E702F46980C82B5A84031900B1C9E59E7C97F"
 167                 "BEC7E8F323A97A7E36CC88BE0F1D45B7FF585AC54BD407B22B4154AA"
 168                 "CC8F6D7EBF48E1D814CC5ED20F8037E0A79715EEF29BE32806A1D58B"
 169                 "B7C5DA76F550AA3D8A1FBFF0EB19CCB1A313D55CDA56C9EC2EF29632"
 170                 "387FE8D76E3C0468043E8F663F4860EE12BF2D5B0B7474D6E694F91E"
 171                 "6DBE115974A3926F12FEE5E438777CB6A932DF8CD8BEC4D073B931BA"
 172                 "3BC832B68D9DD300741FA7BF8AFC47ED2576F6936BA424663AAB639C"
 173                 "5AE4F5683423B4742BF1C978238F16CBE39D652DE3FDB8BEFC848AD9"
 174                 "22222E04A4037C0713EB57A81A23F0C73473FC646CEA306B4BCBC886"
 175                 "2F8385DDFA9D4B7FA2C087E879683303ED5BDD3A062B3CF5B3A278A6"
 176                 "6D2A13F83F44F82DDF310EE074AB6A364597E899A0255DC164F31CC5"
 177                 "0846851DF9AB48195DED7EA1B1D510BD7EE74D73FAF36BC31ECFA268"
 178                 "359046F4EB879F924009438B481C6CD7889A002ED5EE382BC9190DA6"
 179                 "FC026E479558E4475677E9AA9E3050E2765694DFC81F56E880B96E71"
 180                 "60C980DD98EDD3DFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 181                 "13"},
 182         {0, 0} /* null sentinel */
 183 };
 184
 185 static void delete_ng(NGConstant *ng)
 186 {
 187         if (ng) {
 188                 mpz_clear(ng->N);
 189                 mpz_clear(ng->g);
 190                 srp_free(ng);
 191         }
 192 }
 193
 194 static NGConstant *new_ng(SRP_NGType ng_type, const char *n_hex, const char *g_hex)
 195 {
 196         NGConstant *ng = (NGConstant *)srp_alloc(sizeof(NGConstant));
 197
 198         if (!ng) return 0;
 199
 200         mpz_init(ng->N);
 201         mpz_init(ng->g);
 202
 203         if (ng_type != SRP_NG_CUSTOM) {
 204                 n_hex = global_Ng_constants[ng_type].n_hex;
 205                 g_hex = global_Ng_constants[ng_type].g_hex;
 206         }
 207
 208         int rv = 0;
 209         rv = mpz_set_str(ng->N, n_hex, 16);
 210         rv = rv | mpz_set_str(ng->g, g_hex, 16);
 211
 212         if (rv) {
 213                 delete_ng(ng);
 214                 return 0;
 215         }
 216
 217         return ng;
 218 }
 219
 220 typedef union {
 221         SHA_CTX sha;
 222         SHA256_CTX sha256;
 223         // SHA512_CTX sha512;
 224 } HashCTX;
 225
 226 struct SRPVerifier {
 227         SRP_HashAlgorithm hash_alg;
 228         NGConstant *ng;
 229
 230         char *username;
 231         unsigned char *bytes_B;
 232         int authenticated;
 233
 234         unsigned char M[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 235         unsigned char H_AMK[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 236         unsigned char session_key[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 237 };
 238
 239 struct SRPUser {
 240         SRP_HashAlgorithm hash_alg;
 241         NGConstant *ng;
 242
 243         mpz_t a;
 244         mpz_t A;
 245         mpz_t S;
 246
 247         unsigned char *bytes_A;
 248         int authenticated;
 249
 250         char *username;
 251         char *username_verifier;
 252         unsigned char *password;
 253         size_t password_len;
 254
 255         unsigned char M[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 256         unsigned char H_AMK[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 257         unsigned char session_key[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 258 };
 259
 260 // clang-format off
 261 static int hash_init(SRP_HashAlgorithm alg, HashCTX *c)
 262 {
 263         switch (alg) {
 264 #ifdef CSRP_USE_SHA1
 265                 case SRP_SHA1: return SHA1_Init(&c->sha);
 266 #endif
 267                 /*
 268                 case SRP_SHA224: return SHA224_Init(&c->sha256);
 269                 */
 270 #ifdef CSRP_USE_SHA256
 271                 case SRP_SHA256: return SHA256_Init(&c->sha256);
 272 #endif
 273                 /*
 274                 case SRP_SHA384: return SHA384_Init(&c->sha512);
 275                 case SRP_SHA512: return SHA512_Init(&c->sha512);
 276                 */
 277                 default: return -1;
 278         };
 279 }
 280 static int hash_update( SRP_HashAlgorithm alg, HashCTX *c, const void *data, size_t len )
 281 {
 282         switch (alg) {
 283 #ifdef CSRP_USE_SHA1
 284                 case SRP_SHA1: return SHA1_Update(&c->sha, data, len);
 285 #endif
 286                 /*
 287                 case SRP_SHA224: return SHA224_Update(&c->sha256, data, len);
 288                 */
 289 #ifdef CSRP_USE_SHA256
 290                 case SRP_SHA256: return SHA256_Update(&c->sha256, data, len);
 291 #endif
 292                 /*
 293                 case SRP_SHA384: return SHA384_Update(&c->sha512, data, len);
 294                 case SRP_SHA512: return SHA512_Update(&c->sha512, data, len);
 295                 */
 296                 default: return -1;
 297         };
 298 }
 299 static int hash_final( SRP_HashAlgorithm alg, HashCTX *c, unsigned char *md )
 300 {
 301         switch (alg) {
 302 #ifdef CSRP_USE_SHA1
 303                 case SRP_SHA1: return SHA1_Final(md, &c->sha);
 304 #endif
 305                 /*
 306                 case SRP_SHA224: return SHA224_Final(md, &c->sha256);
 307                 */
 308 #ifdef CSRP_USE_SHA256
 309                 case SRP_SHA256: return SHA256_Final(md, &c->sha256);
 310 #endif
 311                 /*
 312                 case SRP_SHA384: return SHA384_Final(md, &c->sha512);
 313                 case SRP_SHA512: return SHA512_Final(md, &c->sha512);
 314                 */
 315                 default: return -1;
 316         };
 317 }
 318 static unsigned char *hash(SRP_HashAlgorithm alg, const unsigned char *d, size_t n, unsigned char *md)
 319 {
 320         switch (alg) {
 321 #ifdef CSRP_USE_SHA1
 322                 case SRP_SHA1: return SHA1(d, n, md);
 323 #endif
 324                 /*
 325                 case SRP_SHA224: return SHA224( d, n, md );
 326                 */
 327 #ifdef CSRP_USE_SHA256
 328                 case SRP_SHA256: return SHA256(d, n, md);
 329 #endif
 330                 /*
 331                 case SRP_SHA384: return SHA384( d, n, md );
 332                 case SRP_SHA512: return SHA512( d, n, md );
 333                 */
 334                 default: return 0;
 335         };
 336 }
 337 static size_t hash_length(SRP_HashAlgorithm alg)
 338 {
 339         switch (alg) {
 340 #ifdef CSRP_USE_SHA1
 341                 case SRP_SHA1: return SHA_DIGEST_LENGTH;
 342 #endif
 343                 /*
 344                 case SRP_SHA224: return SHA224_DIGEST_LENGTH;
 345                 */
 346 #ifdef CSRP_USE_SHA256
 347                 case SRP_SHA256: return SHA256_DIGEST_LENGTH;
 348 #endif
 349                 /*
 350                 case SRP_SHA384: return SHA384_DIGEST_LENGTH;
 351                 case SRP_SHA512: return SHA512_DIGEST_LENGTH;
 352                 */
 353                 default: return -1;
 354         };
 355 }
 356 // clang-format on
 357
 358 inline static int mpz_num_bytes(const mpz_t op)
 359 {
 360         return (mpz_sizeinbase(op, 2) + 7) / 8;
 361 }
 362
 363 inline static void mpz_to_bin(const mpz_t op, unsigned char *to)
 364 {
 365         mpz_export(to, NULL, 1, 1, 1, 0, op);
 366 }
 367
 368 inline static void mpz_from_bin(const unsigned char *s, size_t len, mpz_t ret)
 369 {
 370         mpz_import(ret, len, 1, 1, 1, 0, s);
 371 }
 372
 373 // set op to (op1 * op2) mod d, using tmp for the calculation
 374 inline static void mpz_mulm(
 375         mpz_t op, const mpz_t op1, const mpz_t op2, const mpz_t d, mpz_t tmp)
 376 {
 377         mpz_mul(tmp, op1, op2);
 378         mpz_mod(op, tmp, d);
 379 }
 380
 381 // set op to (op1 + op2) mod d, using tmp for the calculation
 382 inline static void mpz_addm(
 383         mpz_t op, const mpz_t op1, const mpz_t op2, const mpz_t d, mpz_t tmp)
 384 {
 385         mpz_add(tmp, op1, op2);
 386         mpz_mod(op, tmp, d);
 387 }
 388
 389 // set op to (op1 - op2) mod d, using tmp for the calculation
 390 inline static void mpz_subm(
 391         mpz_t op, const mpz_t op1, const mpz_t op2, const mpz_t d, mpz_t tmp)
 392 {
 393         mpz_sub(tmp, op1, op2);
 394         mpz_mod(op, tmp, d);
 395 }
 396
 397 static SRP_Result H_nn(
 398         mpz_t result, SRP_HashAlgorithm alg, const mpz_t N, const mpz_t n1, const mpz_t n2)
 399 {
 400         unsigned char buff[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 401         size_t len_N = mpz_num_bytes(N);
 402         size_t len_n1 = mpz_num_bytes(n1);
 403         size_t len_n2 = mpz_num_bytes(n2);
 404         size_t nbytes = len_N + len_N;
 405         unsigned char *bin = (unsigned char *)srp_alloc(nbytes);
 406         if (!bin) return SRP_ERR;
 407         if (len_n1 > len_N || len_n2 > len_N) {
 408                 srp_free(bin);
 409                 return SRP_ERR;
 410         }
 411         memset(bin, 0, nbytes);
 412         mpz_to_bin(n1, bin + (len_N - len_n1));
 413         mpz_to_bin(n2, bin + (len_N + len_N - len_n2));
 414         hash(alg, bin, nbytes, buff);
 415         srp_free(bin);
 416         mpz_from_bin(buff, hash_length(alg), result);
 417         return SRP_OK;
 418 }
 419
 420 static SRP_Result H_ns(mpz_t result, SRP_HashAlgorithm alg, const unsigned char *n,
 421         size_t len_n, const unsigned char *bytes, size_t len_bytes)
 422 {
 423         unsigned char buff[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 424         size_t nbytes = len_n + len_bytes;
 425         unsigned char *bin = (unsigned char *)srp_alloc(nbytes);
 426         if (!bin) return SRP_ERR;
 427         memcpy(bin, n, len_n);
 428         memcpy(bin + len_n, bytes, len_bytes);
 429         hash(alg, bin, nbytes, buff);
 430         srp_free(bin);
 431         mpz_from_bin(buff, hash_length(alg), result);
 432         return SRP_OK;
 433 }
 434
 435 static int calculate_x(mpz_t result, SRP_HashAlgorithm alg, const unsigned char *salt,
 436         size_t salt_len, const char *username, const unsigned char *password,
 437         size_t password_len)
 438 {
 439         unsigned char ucp_hash[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 440         HashCTX ctx;
 441         hash_init(alg, &ctx);
 442
 443         srp_dbg_data((char *)username, strlen(username), "Username for x: ");
 444         srp_dbg_data((char *)password, password_len, "Password for x: ");
 445         hash_update(alg, &ctx, username, strlen(username));
 446         hash_update(alg, &ctx, ":", 1);
 447         hash_update(alg, &ctx, password, password_len);
 448
 449         hash_final(alg, &ctx, ucp_hash);
 450
 451         return H_ns(result, alg, salt, salt_len, ucp_hash, hash_length(alg));
 452 }
 453
 454 static SRP_Result update_hash_n(SRP_HashAlgorithm alg, HashCTX *ctx, const mpz_t n)
 455 {
 456         size_t len = mpz_num_bytes(n);
 457         unsigned char *n_bytes = (unsigned char *)srp_alloc(len);
 458         if (!n_bytes) return SRP_ERR;
 459         mpz_to_bin(n, n_bytes);
 460         hash_update(alg, ctx, n_bytes, len);
 461         srp_free(n_bytes);
 462         return SRP_OK;
 463 }
 464
 465 static SRP_Result hash_num(SRP_HashAlgorithm alg, const mpz_t n, unsigned char *dest)
 466 {
 467         int nbytes = mpz_num_bytes(n);
 468         unsigned char *bin = (unsigned char *)srp_alloc(nbytes);
 469         if (!bin) return SRP_ERR;
 470         mpz_to_bin(n, bin);
 471         hash(alg, bin, nbytes, dest);
 472         srp_free(bin);
 473         return SRP_OK;
 474 }
 475
 476 static SRP_Result calculate_M(SRP_HashAlgorithm alg, NGConstant *ng, unsigned char *dest,
 477         const char *I, const unsigned char *s_bytes, size_t s_len, const mpz_t A,
 478         const mpz_t B, const unsigned char *K)
 479 {
 480         unsigned char H_N[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 481         unsigned char H_g[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 482         unsigned char H_I[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 483         unsigned char H_xor[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 484         HashCTX ctx;
 485         size_t i = 0;
 486         size_t hash_len = hash_length(alg);
 487
 488         if (!hash_num(alg, ng->N, H_N)) return SRP_ERR;
 489         if (!hash_num(alg, ng->g, H_g)) return SRP_ERR;
 490
 491         hash(alg, (const unsigned char *)I, strlen(I), H_I);
 492
 493         for (i = 0; i < hash_len; i++)
 494                 H_xor[i] = H_N[i] ^ H_g[i];
 495
 496         hash_init(alg, &ctx);
 497
 498         hash_update(alg, &ctx, H_xor, hash_len);
 499         hash_update(alg, &ctx, H_I, hash_len);
 500         hash_update(alg, &ctx, s_bytes, s_len);
 501         if (!update_hash_n(alg, &ctx, A)) return SRP_ERR;
 502         if (!update_hash_n(alg, &ctx, B)) return SRP_ERR;
 503         hash_update(alg, &ctx, K, hash_len);
 504
 505         hash_final(alg, &ctx, dest);
 506         return SRP_OK;
 507 }
 508
 509 static SRP_Result calculate_H_AMK(SRP_HashAlgorithm alg, unsigned char *dest,
 510         const mpz_t A, const unsigned char *M, const unsigned char *K)
 511 {
 512         HashCTX ctx;
 513
 514         hash_init(alg, &ctx);
 515
 516         if (!update_hash_n(alg, &ctx, A)) return SRP_ERR;
 517         hash_update(alg, &ctx, M, hash_length(alg));
 518         hash_update(alg, &ctx, K, hash_length(alg));
 519
 520         hash_final(alg, &ctx, dest);
 521         return SRP_OK;
 522 }
 523
 524 static SRP_Result fill_buff()
 525 {
 526         g_rand_idx = 0;
 527
 528 #ifdef WIN32
 529         HCRYPTPROV wctx;
 530 #else
 531         FILE *fp = 0;
 532 #endif
 533
 534 #ifdef WIN32
 535
 536         if (!CryptAcquireContext(&wctx, NULL, NULL, PROV_RSA_FULL, CRYPT_VERIFYCONTEXT))
 537                 return SRP_ERR;
 538         if (!CryptGenRandom(wctx, sizeof(g_rand_buff), (BYTE *)g_rand_buff)) return SRP_ERR;
 539         if (!CryptReleaseContext(wctx, 0)) return SRP_ERR;
 540
 541 #else
 542         fp = fopen("/dev/urandom", "r");
 543
 544         if (!fp) return SRP_ERR;
 545
 546         if (fread(g_rand_buff, sizeof(g_rand_buff), 1, fp) != 1) { fclose(fp); return SRP_ERR; }
 547         if (fclose(fp)) return SRP_ERR;
 548 #endif
 549         return SRP_OK;
 550 }
 551
 552 static SRP_Result mpz_fill_random(mpz_t num)
 553 {
 554         // was call: BN_rand(num, 256, -1, 0);
 555         if (RAND_BUFF_MAX - g_rand_idx < 32)
 556                 if (fill_buff() != SRP_OK) return SRP_ERR;
 557         mpz_from_bin((const unsigned char *)(&g_rand_buff[g_rand_idx]), 32, num);
 558         g_rand_idx += 32;
 559         return SRP_OK;
 560 }
 561
 562 static SRP_Result init_random()
 563 {
 564         if (g_initialized) return SRP_OK;
 565         SRP_Result ret = fill_buff();
 566         g_initialized = (ret == SRP_OK);
 567         return ret;
 568 }
 569
 570 #define srp_dbg_num(num, text) ;
 571 /*void srp_dbg_num(mpz_t num, char * prevtext)
 572 {
 573         int len_num = mpz_num_bytes(num);
 574         char *bytes_num = (char*) srp_alloc(len_num);
 575         mpz_to_bin(num, (unsigned char *) bytes_num);
 576         srp_dbg_data(bytes_num, len_num, prevtext);
 577         srp_free(bytes_num);
 578
 579 }*/
 580
 581 /***********************************************************************************************************
 582  *
 583  *  Exported Functions
 584  *
 585  ***********************************************************************************************************/
 586
 587 // clang-format off
 588 SRP_Result srp_create_salted_verification_key( SRP_HashAlgorithm alg,
 589         SRP_NGType ng_type, const char *username_for_verifier,
 590         const unsigned char *password, size_t len_password,
 591         unsigned char **bytes_s,  size_t *len_s,
 592         unsigned char **bytes_v, size_t *len_v,
 593         const char *n_hex, const char *g_hex )
 594 {
 595         SRP_Result ret = SRP_OK;
 596
 597         mpz_t v; mpz_init(v);
 598         mpz_t x; mpz_init(x);
 599         // clang-format on
 600
 601         NGConstant *ng = new_ng(ng_type, n_hex, g_hex);
 602
 603         if (!ng) goto error_and_exit;
 604
 605         if (init_random() != SRP_OK) /* Only happens once */
 606                 goto error_and_exit;
 607
 608         if (*bytes_s == NULL) {
 609                 size_t size_to_fill = 16;
 610                 *len_s = size_to_fill;
 611                 if (RAND_BUFF_MAX - g_rand_idx < size_to_fill)
 612                         if (fill_buff() != SRP_OK) goto error_and_exit;
 613                 *bytes_s = (unsigned char *)srp_alloc(size_to_fill);
 614                 if (!*bytes_s) goto error_and_exit;
 615                 memcpy(*bytes_s, &g_rand_buff + g_rand_idx, size_to_fill);
 616                 g_rand_idx += size_to_fill;
 617         }
 618
 619         if (!calculate_x(
 620                         x, alg, *bytes_s, *len_s, username_for_verifier, password, len_password))
 621                 goto error_and_exit;
 622
 623         srp_dbg_num(x, "Server calculated x: ");
 624
 625         mpz_powm(v, ng->g, x, ng->N);
 626
 627         *len_v = mpz_num_bytes(v);
 628
 629         *bytes_v = (unsigned char *)srp_alloc(*len_v);
 630
 631         if (!*bytes_v) goto error_and_exit;
 632
 633         mpz_to_bin(v, *bytes_v);
 634
 635 cleanup_and_exit:
 636         delete_ng(ng);
 637         mpz_clear(v);
 638         mpz_clear(x);
 639         return ret;
 640 error_and_exit:
 641         ret = SRP_ERR;
 642         goto cleanup_and_exit;
 643 }
 644
 645 // clang-format off
 646
 647 /* Out: bytes_B, len_B.
 648  *
 649  * On failure, bytes_B will be set to NULL and len_B will be set to 0
 650  */
 651 struct SRPVerifier *srp_verifier_new(SRP_HashAlgorithm alg,
 652         SRP_NGType ng_type, const char *username,
 653         const unsigned char *bytes_s, size_t len_s,
 654         const unsigned char *bytes_v, size_t len_v,
 655         const unsigned char *bytes_A, size_t len_A,
 656         const unsigned char *bytes_b, size_t len_b,
 657         unsigned char **bytes_B, size_t *len_B,
 658         const char *n_hex, const char *g_hex )
 659 {
 660         mpz_t v; mpz_init(v); mpz_from_bin(bytes_v, len_v, v);
 661         mpz_t A; mpz_init(A); mpz_from_bin(bytes_A, len_A, A);
 662         mpz_t u; mpz_init(u);
 663         mpz_t B; mpz_init(B);
 664         mpz_t S; mpz_init(S);
 665         mpz_t b; mpz_init(b);
 666         mpz_t k; mpz_init(k);
 667         mpz_t tmp1; mpz_init(tmp1);
 668         mpz_t tmp2; mpz_init(tmp2);
 669         mpz_t tmp3; mpz_init(tmp3);
 670         // clang-format on
 671         size_t ulen = strlen(username) + 1;
 672         NGConstant *ng = new_ng(ng_type, n_hex, g_hex);
 673         struct SRPVerifier *ver = 0;
 674
 675         *len_B = 0;
 676         *bytes_B = 0;
 677
 678         if (!ng) goto cleanup_and_exit;
 679
 680         ver = (struct SRPVerifier *)srp_alloc(sizeof(struct SRPVerifier));
 681
 682         if (!ver) goto cleanup_and_exit;
 683
 684         if (init_random() != SRP_OK) { /* Only happens once */
 685                 srp_free(ver);
 686                 ver = 0;
 687                 goto cleanup_and_exit;
 688         }
 689
 690         ver->username = (char *)srp_alloc(ulen);
 691         ver->hash_alg = alg;
 692         ver->ng = ng;
 693
 694         if (!ver->username) {
 695                 srp_free(ver);
 696                 ver = 0;
 697                 goto cleanup_and_exit;
 698         }
 699
 700         memcpy(ver->username, username, ulen);
 701
 702         ver->authenticated = 0;
 703
 704         /* SRP-6a safety check */
 705         mpz_mod(tmp1, A, ng->N);
 706         if (mpz_sgn(tmp1) != 0) {
 707                 if (bytes_b) {
 708                         mpz_from_bin(bytes_b, len_b, b);
 709                 } else {
 710                         if (!mpz_fill_random(b)) goto ver_cleanup_and_exit;
 711                 }
 712
 713                 if (!H_nn(k, alg, ng->N, ng->N, ng->g)) goto ver_cleanup_and_exit;
 714
 715                 /* B = kv + g^b */
 716                 mpz_mulm(tmp1, k, v, ng->N, tmp3);
 717                 mpz_powm(tmp2, ng->g, b, ng->N);
 718                 mpz_addm(B, tmp1, tmp2, ng->N, tmp3);
 719
 720                 if (!H_nn(u, alg, ng->N, A, B)) goto ver_cleanup_and_exit;
 721
 722                 srp_dbg_num(u, "Server calculated u: ");
 723
 724                 /* S = (A *(v^u)) ^ b */
 725                 mpz_powm(tmp1, v, u, ng->N);
 726                 mpz_mulm(tmp2, A, tmp1, ng->N, tmp3);
 727                 mpz_powm(S, tmp2, b, ng->N);
 728
 729                 if (!hash_num(alg, S, ver->session_key)) goto ver_cleanup_and_exit;
 730
 731                 if (!calculate_M(
 732                                 alg, ng, ver->M, username, bytes_s, len_s, A, B, ver->session_key)) {
 733                         goto ver_cleanup_and_exit;
 734                 }
 735                 if (!calculate_H_AMK(alg, ver->H_AMK, A, ver->M, ver->session_key)) {
 736                         goto ver_cleanup_and_exit;
 737                 }
 738
 739                 *len_B = mpz_num_bytes(B);
 740                 *bytes_B = (unsigned char *)srp_alloc(*len_B);
 741
 742                 if (!*bytes_B) {
 743                         *len_B = 0;
 744                         goto ver_cleanup_and_exit;
 745                 }
 746
 747                 mpz_to_bin(B, *bytes_B);
 748
 749                 ver->bytes_B = *bytes_B;
 750         } else {
 751                 srp_free(ver);
 752                 ver = 0;
 753         }
 754
 755 cleanup_and_exit:
 756         mpz_clear(v);
 757         mpz_clear(A);
 758         mpz_clear(u);
 759         mpz_clear(k);
 760         mpz_clear(B);
 761         mpz_clear(S);
 762         mpz_clear(b);
 763         mpz_clear(tmp1);
 764         mpz_clear(tmp2);
 765         mpz_clear(tmp3);
 766         return ver;
 767 ver_cleanup_and_exit:
 768         srp_free(ver->username);
 769         srp_free(ver);
 770         ver = 0;
 771         goto cleanup_and_exit;
 772 }
 773
 774 void srp_verifier_delete(struct SRPVerifier *ver)
 775 {
 776         if (ver) {
 777                 delete_ng(ver->ng);
 778                 srp_free(ver->username);
 779                 srp_free(ver->bytes_B);
 780                 memset(ver, 0, sizeof(*ver));
 781                 srp_free(ver);
 782         }
 783 }
 784
 785 int srp_verifier_is_authenticated(struct SRPVerifier *ver)
 786 {
 787         return ver->authenticated;
 788 }
 789
 790 const char *srp_verifier_get_username(struct SRPVerifier *ver)
 791 {
 792         return ver->username;
 793 }
 794
 795 const unsigned char *srp_verifier_get_session_key(
 796         struct SRPVerifier *ver, size_t *key_length)
 797 {
 798         if (key_length) *key_length = hash_length(ver->hash_alg);
 799         return ver->session_key;
 800 }
 801
 802 size_t srp_verifier_get_session_key_length(struct SRPVerifier *ver)
 803 {
 804         return hash_length(ver->hash_alg);
 805 }
 806
 807 /* user_M must be exactly SHA512_DIGEST_LENGTH bytes in size */
 808 void srp_verifier_verify_session(
 809         struct SRPVerifier *ver, const unsigned char *user_M, unsigned char **bytes_HAMK)
 810 {
 811         if (memcmp(ver->M, user_M, hash_length(ver->hash_alg)) == 0) {
 812                 ver->authenticated = 1;
 813                 *bytes_HAMK = ver->H_AMK;
 814         } else
 815                 *bytes_HAMK = NULL;
 816 }
 817
 818 /*******************************************************************************/
 819
 820 struct SRPUser *srp_user_new(SRP_HashAlgorithm alg, SRP_NGType ng_type,
 821         const char *username, const char *username_for_verifier,
 822         const unsigned char *bytes_password, size_t len_password, const char *n_hex,
 823         const char *g_hex)
 824 {
 825         struct SRPUser *usr = (struct SRPUser *)srp_alloc(sizeof(struct SRPUser));
 826         size_t ulen = strlen(username) + 1;
 827         size_t uvlen = strlen(username_for_verifier) + 1;
 828
 829         if (!usr) goto err_exit;
 830
 831         if (init_random() != SRP_OK) /* Only happens once */
 832                 goto err_exit;
 833
 834         usr->hash_alg = alg;
 835         usr->ng = new_ng(ng_type, n_hex, g_hex);
 836
 837         mpz_init(usr->a);
 838         mpz_init(usr->A);
 839         mpz_init(usr->S);
 840
 841         if (!usr->ng) goto err_exit;
 842
 843         usr->username = (char *)srp_alloc(ulen);
 844         usr->username_verifier = (char *)srp_alloc(uvlen);
 845         usr->password = (unsigned char *)srp_alloc(len_password);
 846         usr->password_len = len_password;
 847
 848         if (!usr->username || !usr->password || !usr->username_verifier) goto err_exit;
 849
 850         memcpy(usr->username, username, ulen);
 851         memcpy(usr->username_verifier, username_for_verifier, uvlen);
 852         memcpy(usr->password, bytes_password, len_password);
 853
 854         usr->authenticated = 0;
 855
 856         usr->bytes_A = 0;
 857
 858         return usr;
 859
 860 err_exit:
 861         if (usr) {
 862                 mpz_clear(usr->a);
 863                 mpz_clear(usr->A);
 864                 mpz_clear(usr->S);
 865                 delete_ng(usr->ng);
 866                 srp_free(usr->username);
 867                 srp_free(usr->username_verifier);
 868                 if (usr->password) {
 869                         memset(usr->password, 0, usr->password_len);
 870                         srp_free(usr->password);
 871                 }
 872                 srp_free(usr);
 873         }
 874
 875         return 0;
 876 }
 877
 878 void srp_user_delete(struct SRPUser *usr)
 879 {
 880         if (usr) {
 881                 mpz_clear(usr->a);
 882                 mpz_clear(usr->A);
 883                 mpz_clear(usr->S);
 884
 885                 delete_ng(usr->ng);
 886
 887                 memset(usr->password, 0, usr->password_len);
 888
 889                 srp_free(usr->username);
 890                 srp_free(usr->username_verifier);
 891                 srp_free(usr->password);
 892
 893                 if (usr->bytes_A) srp_free(usr->bytes_A);
 894
 895                 memset(usr, 0, sizeof(*usr));
 896                 srp_free(usr);
 897         }
 898 }
 899
 900 int srp_user_is_authenticated(struct SRPUser *usr)
 901 {
 902         return usr->authenticated;
 903 }
 904
 905 const char *srp_user_get_username(struct SRPUser *usr)
 906 {
 907         return usr->username;
 908 }
 909
 910 const unsigned char *srp_user_get_session_key(struct SRPUser *usr, size_t *key_length)
 911 {
 912         if (key_length) *key_length = hash_length(usr->hash_alg);
 913         return usr->session_key;
 914 }
 915
 916 size_t srp_user_get_session_key_length(struct SRPUser *usr)
 917 {
 918         return hash_length(usr->hash_alg);
 919 }
 920
 921 // clang-format off
 922 /* Output: username, bytes_A, len_A */
 923 SRP_Result srp_user_start_authentication(struct SRPUser *usr, char **username,
 924         const unsigned char *bytes_a, size_t len_a,
 925         unsigned char **bytes_A, size_t *len_A)
 926 {
 927         // clang-format on
 928         if (bytes_a) {
 929                 mpz_from_bin(bytes_a, len_a, usr->a);
 930         } else {
 931                 if (!mpz_fill_random(usr->a)) goto error_and_exit;
 932         }
 933
 934         mpz_powm(usr->A, usr->ng->g, usr->a, usr->ng->N);
 935
 936         *len_A = mpz_num_bytes(usr->A);
 937         *bytes_A = (unsigned char *)srp_alloc(*len_A);
 938
 939         if (!*bytes_A) goto error_and_exit;
 940
 941         mpz_to_bin(usr->A, *bytes_A);
 942
 943         usr->bytes_A = *bytes_A;
 944         if (username) *username = usr->username;
 945
 946         return SRP_OK;
 947
 948 error_and_exit:
 949         *len_A = 0;
 950         *bytes_A = 0;
 951         *username = 0;
 952         return SRP_ERR;
 953 }
 954
 955 // clang-format off
 956 /* Output: bytes_M. Buffer length is SHA512_DIGEST_LENGTH */
 957 void  srp_user_process_challenge(struct SRPUser *usr,
 958         const unsigned char *bytes_s, size_t len_s,
 959         const unsigned char *bytes_B, size_t len_B,
 960         unsigned char **bytes_M, size_t *len_M)
 961 {
 962         mpz_t B; mpz_init(B); mpz_from_bin(bytes_B, len_B, B);
 963         mpz_t u; mpz_init(u);
 964         mpz_t x; mpz_init(x);
 965         mpz_t k; mpz_init(k);
 966         mpz_t v; mpz_init(v);
 967         mpz_t tmp1; mpz_init(tmp1);
 968         mpz_t tmp2; mpz_init(tmp2);
 969         mpz_t tmp3; mpz_init(tmp3);
 970         mpz_t tmp4; mpz_init(tmp4);
 971         // clang-format on
 972
 973         *len_M = 0;
 974         *bytes_M = 0;
 975
 976         if (!H_nn(u, usr->hash_alg, usr->ng->N, usr->A, B)) goto cleanup_and_exit;
 977
 978         srp_dbg_num(u, "Client calculated u: ");
 979
 980         if (!calculate_x(x, usr->hash_alg, bytes_s, len_s, usr->username_verifier,
 981                         usr->password, usr->password_len))
 982                 goto cleanup_and_exit;
 983
 984         srp_dbg_num(x, "Client calculated x: ");
 985
 986         if (!H_nn(k, usr->hash_alg, usr->ng->N, usr->ng->N, usr->ng->g))
 987                 goto cleanup_and_exit;
 988
 989         /* SRP-6a safety check */
 990         if (mpz_sgn(B) != 0 && mpz_sgn(u) != 0) {
 991                 mpz_powm(v, usr->ng->g, x, usr->ng->N);
 992
 993                 srp_dbg_num(v, "Client calculated v: ");
 994
 995                 // clang-format off
 996                 /* S = (B - k*(g^x)) ^ (a + ux) */
 997                 mpz_mul(tmp1, u, x);
 998                 mpz_add(tmp2, usr->a, tmp1);               /* tmp2 = (a + ux)      */
 999                 mpz_powm(tmp1, usr->ng->g, x, usr->ng->N); /* tmp1 = g^x           */
1000                 mpz_mulm(tmp3, k, tmp1, usr->ng->N, tmp4); /* tmp3 = k*(g^x)       */
1001                 mpz_subm(tmp1, B, tmp3, usr->ng->N, tmp4); /* tmp1 = (B - K*(g^x)) */
1002                 mpz_powm(usr->S, tmp1, tmp2, usr->ng->N);
1003                 // clang-format on
1004
1005                 if (!hash_num(usr->hash_alg, usr->S, usr->session_key)) goto cleanup_and_exit;
1006
1007                 if (!calculate_M(usr->hash_alg, usr->ng, usr->M, usr->username, bytes_s, len_s,
1008                                 usr->A, B, usr->session_key))
1009                         goto cleanup_and_exit;
1010                 if (!calculate_H_AMK(usr->hash_alg, usr->H_AMK, usr->A, usr->M, usr->session_key))
1011                         goto cleanup_and_exit;
1012
1013                 *bytes_M = usr->M;
1014                 if (len_M) *len_M = hash_length(usr->hash_alg);
1015         } else {
1016                 *bytes_M = NULL;
1017                 if (len_M) *len_M = 0;
1018         }
1019
1020 cleanup_and_exit:
1021         mpz_clear(B);
1022         mpz_clear(u);
1023         mpz_clear(x);
1024         mpz_clear(k);
1025         mpz_clear(v);
1026         mpz_clear(tmp1);
1027         mpz_clear(tmp2);
1028         mpz_clear(tmp3);
1029         mpz_clear(tmp4);
1030 }
1031
1032 void srp_user_verify_session(struct SRPUser *usr, const unsigned char *bytes_HAMK)
1033 {
1034         if (memcmp(usr->H_AMK, bytes_HAMK, hash_length(usr->hash_alg)) == 0)
1035                 usr->authenticated = 1;
1036 }