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 #ifdef WIN32
  30         #include <windows.h>
  31         #include <wincrypt.h>
  32 #else
  33         #include <time.h>
  34 #endif
  35
  36 #include <stdlib.h>
  37 #include <string.h>
  38 #include <stdio.h>
  39
  40 #include <config.h>
  41
  42 #if USE_SYSTEM_GMP || defined (__ANDROID__) || defined (ANDROID)
  43         #include <gmp.h>
  44 #else
  45         #include <gmp/mini-gmp.h>
  46 #endif
  47
  48 #include <util/sha2.h>
  49
  50 #include "srp.h"
  51 //#define CSRP_USE_SHA1
  52 #define CSRP_USE_SHA256
  53
  54 #define srp_dbg_data(data, datalen, prevtext) ;
  55 /*void srp_dbg_data(unsigned char * data, size_t datalen, char * prevtext)
  56 {
  57         printf(prevtext);
  58         size_t i;
  59         for (i = 0; i < datalen; i++)
  60         {
  61                 printf("%02X", data[i]);
  62         }
  63         printf("\n");
  64 }*/
  65
  66 static int g_initialized = 0;
  67
  68 #define RAND_BUFF_MAX 128
  69 static unsigned int g_rand_idx;
  70 static unsigned char g_rand_buff[RAND_BUFF_MAX];
  71
  72 typedef struct
  73 {
  74         mpz_t N;
  75         mpz_t g;
  76 } NGConstant;
  77
  78 struct NGHex
  79 {
  80         const char* n_hex;
  81         const char* g_hex;
  82 };
  83
  84 /* All constants here were pulled from Appendix A of RFC 5054 */
  85 static struct NGHex global_Ng_constants[] = {
  86         { /* 1024 */
  87         "EEAF0AB9ADB38DD69C33F80AFA8FC5E86072618775FF3C0B9EA2314C9C256576D674DF7496"
  88         "EA81D3383B4813D692C6E0E0D5D8E250B98BE48E495C1D6089DAD15DC7D7B46154D6B6CE8E"
  89         "F4AD69B15D4982559B297BCF1885C529F566660E57EC68EDBC3C05726CC02FD4CBF4976EAA"
  90         "9AFD5138FE8376435B9FC61D2FC0EB06E3",
  91         "2"
  92         },
  93         { /* 2048 */
  94         "AC6BDB41324A9A9BF166DE5E1389582FAF72B6651987EE07FC3192943DB56050A37329CBB4"
  95         "A099ED8193E0757767A13DD52312AB4B03310DCD7F48A9DA04FD50E8083969EDB767B0CF60"
  96         "95179A163AB3661A05FBD5FAAAE82918A9962F0B93B855F97993EC975EEAA80D740ADBF4FF"
  97         "747359D041D5C33EA71D281E446B14773BCA97B43A23FB801676BD207A436C6481F1D2B907"
  98         "8717461A5B9D32E688F87748544523B524B0D57D5EA77A2775D2ECFA032CFBDBF52FB37861"
  99         "60279004E57AE6AF874E7303CE53299CCC041C7BC308D82A5698F3A8D0C38271AE35F8E9DB"
 100         "FBB694B5C803D89F7AE435DE236D525F54759B65E372FCD68EF20FA7111F9E4AFF73",
 101         "2"
 102         },
 103         { /* 4096 */
 104         "FFFFFFFFFFFFFFFFC90FDAA22168C234C4C6628B80DC1CD129024E08"
 105         "8A67CC74020BBEA63B139B22514A08798E3404DDEF9519B3CD3A431B"
 106         "302B0A6DF25F14374FE1356D6D51C245E485B576625E7EC6F44C42E9"
 107         "A637ED6B0BFF5CB6F406B7EDEE386BFB5A899FA5AE9F24117C4B1FE6"
 108         "49286651ECE45B3DC2007CB8A163BF0598DA48361C55D39A69163FA8"
 109         "FD24CF5F83655D23DCA3AD961C62F356208552BB9ED529077096966D"
 110         "670C354E4ABC9804F1746C08CA18217C32905E462E36CE3BE39E772C"
 111         "180E86039B2783A2EC07A28FB5C55DF06F4C52C9DE2BCBF695581718"
 112         "3995497CEA956AE515D2261898FA051015728E5A8AAAC42DAD33170D"
 113         "04507A33A85521ABDF1CBA64ECFB850458DBEF0A8AEA71575D060C7D"
 114         "B3970F85A6E1E4C7ABF5AE8CDB0933D71E8C94E04A25619DCEE3D226"
 115         "1AD2EE6BF12FFA06D98A0864D87602733EC86A64521F2B18177B200C"
 116         "BBE117577A615D6C770988C0BAD946E208E24FA074E5AB3143DB5BFC"
 117         "E0FD108E4B82D120A92108011A723C12A787E6D788719A10BDBA5B26"
 118         "99C327186AF4E23C1A946834B6150BDA2583E9CA2AD44CE8DBBBC2DB"
 119         "04DE8EF92E8EFC141FBECAA6287C59474E6BC05D99B2964FA090C3A2"
 120         "233BA186515BE7ED1F612970CEE2D7AFB81BDD762170481CD0069127"
 121         "D5B05AA993B4EA988D8FDDC186FFB7DC90A6C08F4DF435C934063199"
 122         "FFFFFFFFFFFFFFFF",
 123         "5"
 124         },
 125         { /* 8192 */
 126         "FFFFFFFFFFFFFFFFC90FDAA22168C234C4C6628B80DC1CD129024E08"
 127         "8A67CC74020BBEA63B139B22514A08798E3404DDEF9519B3CD3A431B"
 128         "302B0A6DF25F14374FE1356D6D51C245E485B576625E7EC6F44C42E9"
 129         "A637ED6B0BFF5CB6F406B7EDEE386BFB5A899FA5AE9F24117C4B1FE6"
 130         "49286651ECE45B3DC2007CB8A163BF0598DA48361C55D39A69163FA8"
 131         "FD24CF5F83655D23DCA3AD961C62F356208552BB9ED529077096966D"
 132         "670C354E4ABC9804F1746C08CA18217C32905E462E36CE3BE39E772C"
 133         "180E86039B2783A2EC07A28FB5C55DF06F4C52C9DE2BCBF695581718"
 134         "3995497CEA956AE515D2261898FA051015728E5A8AAAC42DAD33170D"
 135         "04507A33A85521ABDF1CBA64ECFB850458DBEF0A8AEA71575D060C7D"
 136         "B3970F85A6E1E4C7ABF5AE8CDB0933D71E8C94E04A25619DCEE3D226"
 137         "1AD2EE6BF12FFA06D98A0864D87602733EC86A64521F2B18177B200C"
 138         "BBE117577A615D6C770988C0BAD946E208E24FA074E5AB3143DB5BFC"
 139         "E0FD108E4B82D120A92108011A723C12A787E6D788719A10BDBA5B26"
 140         "99C327186AF4E23C1A946834B6150BDA2583E9CA2AD44CE8DBBBC2DB"
 141         "04DE8EF92E8EFC141FBECAA6287C59474E6BC05D99B2964FA090C3A2"
 142         "233BA186515BE7ED1F612970CEE2D7AFB81BDD762170481CD0069127"
 143         "D5B05AA993B4EA988D8FDDC186FFB7DC90A6C08F4DF435C934028492"
 144         "36C3FAB4D27C7026C1D4DCB2602646DEC9751E763DBA37BDF8FF9406"
 145         "AD9E530EE5DB382F413001AEB06A53ED9027D831179727B0865A8918"
 146         "DA3EDBEBCF9B14ED44CE6CBACED4BB1BDB7F1447E6CC254B33205151"
 147         "2BD7AF426FB8F401378CD2BF5983CA01C64B92ECF032EA15D1721D03"
 148         "F482D7CE6E74FEF6D55E702F46980C82B5A84031900B1C9E59E7C97F"
 149         "BEC7E8F323A97A7E36CC88BE0F1D45B7FF585AC54BD407B22B4154AA"
 150         "CC8F6D7EBF48E1D814CC5ED20F8037E0A79715EEF29BE32806A1D58B"
 151         "B7C5DA76F550AA3D8A1FBFF0EB19CCB1A313D55CDA56C9EC2EF29632"
 152         "387FE8D76E3C0468043E8F663F4860EE12BF2D5B0B7474D6E694F91E"
 153         "6DBE115974A3926F12FEE5E438777CB6A932DF8CD8BEC4D073B931BA"
 154         "3BC832B68D9DD300741FA7BF8AFC47ED2576F6936BA424663AAB639C"
 155         "5AE4F5683423B4742BF1C978238F16CBE39D652DE3FDB8BEFC848AD9"
 156         "22222E04A4037C0713EB57A81A23F0C73473FC646CEA306B4BCBC886"
 157         "2F8385DDFA9D4B7FA2C087E879683303ED5BDD3A062B3CF5B3A278A6"
 158         "6D2A13F83F44F82DDF310EE074AB6A364597E899A0255DC164F31CC5"
 159         "0846851DF9AB48195DED7EA1B1D510BD7EE74D73FAF36BC31ECFA268"
 160         "359046F4EB879F924009438B481C6CD7889A002ED5EE382BC9190DA6"
 161         "FC026E479558E4475677E9AA9E3050E2765694DFC81F56E880B96E71"
 162         "60C980DD98EDD3DFFFFFFFFFFFFFFFFF",
 163         "13"
 164         },
 165         {0,0} /* null sentinel */
 166 };
 167
 168
 169 static NGConstant *new_ng( SRP_NGType ng_type, const char *n_hex, const char *g_hex )
 170 {
 171         NGConstant *ng = (NGConstant *) malloc(sizeof(NGConstant));
 172         mpz_init(ng->N);
 173         mpz_init(ng->g);
 174
 175         if (!ng)
 176                 return 0;
 177
 178         if (ng_type != SRP_NG_CUSTOM) {
 179                 n_hex = global_Ng_constants[ ng_type ].n_hex;
 180                 g_hex = global_Ng_constants[ ng_type ].g_hex;
 181         }
 182
 183         mpz_set_str(ng->N, n_hex, 16);
 184         mpz_set_str(ng->g, g_hex, 16);
 185
 186         return ng;
 187 }
 188
 189 static void delete_ng( NGConstant *ng )
 190 {
 191         if (ng) {
 192                 mpz_clear(ng->N);
 193                 mpz_clear(ng->g);
 194                 free(ng);
 195         }
 196 }
 197
 198
 199
 200 typedef union
 201 {
 202         SHA_CTX    sha;
 203         SHA256_CTX sha256;
 204         //SHA512_CTX sha512;
 205 } HashCTX;
 206
 207
 208 struct SRPVerifier
 209 {
 210         SRP_HashAlgorithm hash_alg;
 211         NGConstant *ng;
 212
 213         char *username;
 214         unsigned char *bytes_B;
 215         int authenticated;
 216
 217         unsigned char M[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 218         unsigned char H_AMK[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 219         unsigned char session_key[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 220 };
 221
 222
 223 struct SRPUser
 224 {
 225         SRP_HashAlgorithm hash_alg;
 226         NGConstant *ng;
 227
 228         mpz_t a;
 229         mpz_t A;
 230         mpz_t S;
 231
 232         unsigned char *bytes_A;
 233         int authenticated;
 234
 235         char *username;
 236         char *username_verifier;
 237         unsigned char *password;
 238         size_t password_len;
 239
 240         unsigned char M[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 241         unsigned char H_AMK[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 242         unsigned char session_key[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 243 };
 244
 245
 246 static int hash_init(SRP_HashAlgorithm alg, HashCTX *c)
 247 {
 248         switch (alg) {
 249 #ifdef CSRP_USE_SHA1
 250                 case SRP_SHA1: return SHA1_Init(&c->sha);
 251 #endif
 252                 /*case SRP_SHA224: return SHA224_Init(&c->sha256);*/
 253 #ifdef CSRP_USE_SHA256
 254                 case SRP_SHA256: return SHA256_Init(&c->sha256);
 255 #endif
 256                 /*case SRP_SHA384: return SHA384_Init(&c->sha512);
 257                 case SRP_SHA512: return SHA512_Init(&c->sha512);*/
 258                 default: return -1;
 259         };
 260 }
 261 static int hash_update( SRP_HashAlgorithm alg, HashCTX *c, const void *data, size_t len )
 262 {
 263         switch (alg) {
 264 #ifdef CSRP_USE_SHA1
 265                 case SRP_SHA1: return SHA1_Update(&c->sha, data, len);
 266 #endif
 267                 /*case SRP_SHA224: return SHA224_Update(&c->sha256, data, len);*/
 268 #ifdef CSRP_USE_SHA256
 269                 case SRP_SHA256: return SHA256_Update(&c->sha256, data, len);
 270 #endif
 271                 /*case SRP_SHA384: return SHA384_Update( &c->sha512, data, len );
 272                 case SRP_SHA512: return SHA512_Update( &c->sha512, data, len );*/
 273                 default: return -1;
 274         };
 275 }
 276 static int hash_final( SRP_HashAlgorithm alg, HashCTX *c, unsigned char *md )
 277 {
 278         switch (alg) {
 279 #ifdef CSRP_USE_SHA1
 280                 case SRP_SHA1: return SHA1_Final(md, &c->sha);
 281 #endif
 282                 /*case SRP_SHA224: return SHA224_Final(md, &c->sha256);*/
 283 #ifdef CSRP_USE_SHA256
 284                 case SRP_SHA256: return SHA256_Final(md, &c->sha256);
 285 #endif
 286                 /*case SRP_SHA384: return SHA384_Final(md, &c->sha512);
 287                 case SRP_SHA512: return SHA512_Final(md, &c->sha512);*/
 288                 default: return -1;
 289         };
 290 }
 291 static unsigned char *hash(SRP_HashAlgorithm alg, const unsigned char *d, size_t n, unsigned char *md)
 292 {
 293         switch (alg) {
 294 #ifdef CSRP_USE_SHA1
 295                 case SRP_SHA1: return SHA1(d, n, md);
 296 #endif
 297                 /*case SRP_SHA224: return SHA224( d, n, md );*/
 298 #ifdef CSRP_USE_SHA256
 299                 case SRP_SHA256: return SHA256(d, n, md);
 300 #endif
 301                 /*case SRP_SHA384: return SHA384( d, n, md );
 302                 case SRP_SHA512: return SHA512( d, n, md );*/
 303                 default: return 0;
 304         };
 305 }
 306 static size_t hash_length(SRP_HashAlgorithm alg)
 307 {
 308         switch (alg) {
 309 #ifdef CSRP_USE_SHA1
 310                 case SRP_SHA1: return SHA_DIGEST_LENGTH;
 311 #endif
 312                 /*case SRP_SHA224: return SHA224_DIGEST_LENGTH;*/
 313 #ifdef CSRP_USE_SHA256
 314                 case SRP_SHA256: return SHA256_DIGEST_LENGTH;
 315 #endif
 316                 /*case SRP_SHA384: return SHA384_DIGEST_LENGTH;
 317                 case SRP_SHA512: return SHA512_DIGEST_LENGTH;*/
 318                 default: return -1;
 319         };
 320 }
 321
 322 inline static int mpz_num_bytes(const mpz_t op)
 323 {
 324         return (mpz_sizeinbase (op, 2) + 7) / 8;
 325 }
 326
 327 inline static void mpz_to_bin(const mpz_t op, unsigned char *to)
 328 {
 329         mpz_export(to, NULL, 1, 1, 1, 0, op);
 330 }
 331
 332 inline static void mpz_from_bin(const unsigned char *s, size_t len, mpz_t ret)
 333 {
 334         mpz_import(ret, len, 1, 1, 1, 0, s);
 335 }
 336
 337 // set op to (op1 * op2) mod d, using tmp for the calculation
 338 inline static void mpz_mulm(mpz_t op, const mpz_t op1, const mpz_t op2, const mpz_t d, mpz_t tmp)
 339 {
 340         mpz_mul(tmp, op1, op2);
 341         mpz_mod(op, tmp, d);
 342 }
 343
 344 // set op to (op1 + op2) mod d, using tmp for the calculation
 345 inline static void mpz_addm( mpz_t op, const mpz_t op1, const mpz_t op2, const mpz_t d, mpz_t tmp )
 346 {
 347         mpz_add(tmp, op1, op2);
 348         mpz_mod(op, tmp, d);
 349 }
 350
 351 // set op to (op1 - op2) mod d, using tmp for the calculation
 352 inline static void mpz_subm(mpz_t op, const mpz_t op1, const mpz_t op2, const mpz_t d, mpz_t tmp)
 353 {
 354         mpz_sub(tmp, op1, op2);
 355         mpz_mod(op, tmp, d);
 356 }
 357
 358 static int H_nn(mpz_t result, SRP_HashAlgorithm alg, const mpz_t N, const mpz_t n1, const mpz_t n2)
 359 {
 360         unsigned char buff[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 361         size_t len_N = mpz_num_bytes(N);
 362         size_t len_n1 = mpz_num_bytes(n1);
 363         size_t len_n2 = mpz_num_bytes(n2);
 364         size_t nbytes = len_N + len_N;
 365         unsigned char *bin = (unsigned char *) malloc(nbytes);
 366         if (!bin)
 367                 return 0;
 368         if (len_n1 > len_N || len_n2 > len_N) {
 369                 free(bin);
 370                 return 0;
 371         }
 372         memset(bin, 0, nbytes);
 373         mpz_to_bin(n1, bin + (len_N - len_n1));
 374         mpz_to_bin(n2, bin + (len_N + len_N - len_n2));
 375         hash( alg, bin, nbytes, buff );
 376         free(bin);
 377         mpz_from_bin(buff, hash_length(alg), result);
 378         return 1;
 379 }
 380
 381 static int H_ns(mpz_t result, SRP_HashAlgorithm alg, const unsigned char *n, size_t len_n, const unsigned char *bytes, size_t len_bytes)
 382 {
 383         unsigned char buff[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 384         size_t nbytes = len_n + len_bytes;
 385         unsigned char *bin = (unsigned char *) malloc(nbytes);
 386         if (!bin)
 387                 return 0;
 388         memcpy(bin, n, len_n);
 389         memcpy(bin + len_n, bytes, len_bytes);
 390         hash(alg, bin, nbytes, buff);
 391         free(bin);
 392         mpz_from_bin(buff, hash_length(alg), result);
 393         return 1;
 394 }
 395
 396 static int calculate_x(mpz_t result, SRP_HashAlgorithm alg, const unsigned char *salt, size_t salt_len, const char *username, const unsigned char *password, size_t password_len)
 397 {
 398         unsigned char ucp_hash[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 399         HashCTX ctx;
 400         hash_init(alg, &ctx);
 401
 402         srp_dbg_data((char*) username, strlen(username), "Username for x: ");
 403         srp_dbg_data((char*) password, password_len, "Password for x: ");
 404         hash_update(alg, &ctx, username, strlen(username));
 405         hash_update(alg, &ctx, ":", 1);
 406         hash_update(alg, &ctx, password, password_len);
 407
 408         hash_final(alg, &ctx, ucp_hash);
 409
 410         return H_ns(result, alg, salt, salt_len, ucp_hash, hash_length(alg));
 411 }
 412
 413 static void update_hash_n(SRP_HashAlgorithm alg, HashCTX *ctx, const mpz_t n)
 414 {
 415         size_t len = mpz_num_bytes(n);
 416         unsigned char* n_bytes = (unsigned char *) malloc(len);
 417         if (!n_bytes)
 418                 return;
 419         mpz_to_bin(n, n_bytes);
 420         hash_update(alg, ctx, n_bytes, len);
 421         free(n_bytes);
 422 }
 423
 424 static void hash_num( SRP_HashAlgorithm alg, const mpz_t n, unsigned char *dest )
 425 {
 426         int nbytes = mpz_num_bytes(n);
 427         unsigned char *bin = (unsigned char *) malloc(nbytes);
 428         if(!bin)
 429                 return;
 430         mpz_to_bin(n, bin);
 431         hash(alg, bin, nbytes, dest);
 432         free(bin);
 433 }
 434
 435 static void calculate_M(SRP_HashAlgorithm alg, NGConstant *ng, unsigned char *dest,
 436         const char *I, const unsigned char *s_bytes, size_t s_len,
 437         const mpz_t A, const mpz_t B, const unsigned char *K)
 438 {
 439         unsigned char H_N[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 440         unsigned char H_g[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 441         unsigned char H_I[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 442         unsigned char H_xor[SHA512_DIGEST_LENGTH];
 443         HashCTX ctx;
 444         size_t i = 0;
 445         size_t hash_len = hash_length(alg);
 446
 447         hash_num(alg, ng->N, H_N);
 448         hash_num(alg, ng->g, H_g);
 449
 450         hash(alg, (const unsigned char *)I, strlen(I), H_I);
 451
 452
 453         for (i = 0; i < hash_len; i++ )
 454                 H_xor[i] = H_N[i] ^ H_g[i];
 455
 456         hash_init(alg, &ctx);
 457
 458         hash_update(alg, &ctx, H_xor, hash_len);
 459         hash_update(alg, &ctx, H_I, hash_len);
 460         hash_update(alg, &ctx, s_bytes, s_len);
 461         update_hash_n(alg, &ctx, A);
 462         update_hash_n(alg, &ctx, B);
 463         hash_update(alg, &ctx, K, hash_len);
 464
 465         hash_final(alg, &ctx, dest);
 466 }
 467
 468 static void calculate_H_AMK(SRP_HashAlgorithm alg, unsigned char *dest, const mpz_t A, const unsigned char *M, const unsigned char *K)
 469 {
 470         HashCTX ctx;
 471
 472         hash_init(alg, &ctx);
 473
 474         update_hash_n(alg, &ctx, A);
 475         hash_update(alg, &ctx, M, hash_length(alg));
 476         hash_update(alg, &ctx, K, hash_length(alg));
 477
 478         hash_final(alg, &ctx, dest);
 479 }
 480
 481
 482 struct srp_pcgrandom {
 483         unsigned long long int m_state;
 484         unsigned long long int m_inc;
 485 }; typedef struct srp_pcgrandom srp_pcgrandom;
 486
 487 static unsigned long int srp_pcgrandom_next(srp_pcgrandom *r)
 488 {
 489         unsigned long long int oldstate = r->m_state;
 490         r->m_state = oldstate * 6364136223846793005ULL + r->m_inc;
 491
 492         unsigned long int xorshifted = ((oldstate >> 18u) ^ oldstate) >> 27u;
 493         unsigned long int rot = oldstate >> 59u;
 494         return (xorshifted >> rot) | (xorshifted << ((-rot) & 31));
 495 }
 496
 497 static void srp_pcgrandom_seed(srp_pcgrandom *r, unsigned long long int state,
 498         unsigned long long int  seq)
 499 {
 500         r->m_state = 0U;
 501         r->m_inc = (seq << 1u) | 1u;
 502         srp_pcgrandom_next(r);
 503         r->m_state += state;
 504         srp_pcgrandom_next(r);
 505 }
 506
 507
 508 static int fill_buff()
 509 {
 510         g_rand_idx = 0;
 511
 512 #ifdef WIN32
 513         HCRYPTPROV wctx;
 514 #else
 515         FILE *fp = 0;
 516 #endif
 517
 518 #ifdef WIN32
 519
 520         CryptAcquireContext(&wctx, NULL, NULL, PROV_RSA_FULL, CRYPT_VERIFYCONTEXT);
 521         CryptGenRandom(wctx, sizeof(g_rand_buff), (BYTE*) g_rand_buff);
 522         CryptReleaseContext(wctx, 0);
 523
 524         return 1;
 525
 526 #else
 527         fp = fopen("/dev/urandom", "r");
 528
 529         if (fp) {
 530                 fread(g_rand_buff, sizeof(g_rand_buff), 1, fp);
 531                 fclose(fp);
 532         } else {
 533                 srp_pcgrandom *r = (srp_pcgrandom *) malloc(sizeof(srp_pcgrandom));
 534                 srp_pcgrandom_seed(r, time(NULL) ^ clock(), 0xda3e39cb94b95bdbULL);
 535                 size_t i = 0;
 536                 for (i = 0; i < RAND_BUFF_MAX; i++) {
 537                         g_rand_buff[i] = srp_pcgrandom_next(r);
 538                 }
 539         }
 540 #endif
 541         return 1;
 542 }
 543
 544 static void mpz_fill_random(mpz_t num)
 545 {
 546         // was call: BN_rand(num, 256, -1, 0);
 547         if (RAND_BUFF_MAX - g_rand_idx < 32)
 548                 fill_buff();
 549         mpz_from_bin((const unsigned char *) (&g_rand_buff[g_rand_idx]), 32, num);
 550         g_rand_idx += 32;
 551 }
 552
 553 static void init_random()
 554 {
 555         if (g_initialized)
 556                 return;
 557         g_initialized = fill_buff();
 558 }
 559
 560 #define srp_dbg_num(num, text) ;
 561 /*void srp_dbg_num(mpz_t num, char * prevtext)
 562 {
 563         int len_num = mpz_num_bytes(num);
 564         char *bytes_num = (char*) malloc(len_num);
 565         mpz_to_bin(num, (unsigned char *) bytes_num);
 566         srp_dbg_data(bytes_num, len_num, prevtext);
 567         free(bytes_num);
 568
 569 }*/
 570
 571 /***********************************************************************************************************
 572  *
 573  *  Exported Functions
 574  *
 575  ***********************************************************************************************************/
 576
 577 void srp_create_salted_verification_key( SRP_HashAlgorithm alg,
 578         SRP_NGType ng_type, const char *username_for_verifier,
 579         const unsigned char *password, size_t len_password,
 580         unsigned char **bytes_s,  size_t *len_s,
 581         unsigned char **bytes_v, size_t *len_v,
 582         const char *n_hex, const char *g_hex )
 583 {
 584         mpz_t v; mpz_init(v);
 585         mpz_t x; mpz_init(x);
 586         NGConstant *ng = new_ng(ng_type, n_hex, g_hex);
 587
 588         if(!ng)
 589                 goto cleanup_and_exit;
 590
 591         if (*bytes_s == NULL) {
 592                 *len_s = 16;
 593                 if (RAND_BUFF_MAX - g_rand_idx < 16)
 594                         fill_buff();
 595                 *bytes_s = (unsigned char*)malloc(sizeof(char) * 16);
 596                 memcpy(*bytes_s, &g_rand_buff + g_rand_idx, sizeof(char) * 16);
 597                 g_rand_idx += 16;
 598         }
 599
 600
 601         if (!calculate_x(x, alg, *bytes_s, *len_s, username_for_verifier,
 602                         password, len_password))
 603                 goto cleanup_and_exit;
 604
 605         srp_dbg_num(x, "Server calculated x: ");
 606
 607         mpz_powm(v, ng->g, x, ng->N);
 608
 609         *len_v = mpz_num_bytes(v);
 610
 611         *bytes_v = (unsigned char*)malloc(*len_v);
 612
 613         if (!bytes_v)
 614                 goto cleanup_and_exit;
 615
 616         mpz_to_bin(v, *bytes_v);
 617
 618 cleanup_and_exit:
 619         delete_ng( ng );
 620         mpz_clear(v);
 621         mpz_clear(x);
 622 }
 623
 624
 625
 626 /* Out: bytes_B, len_B.
 627  *
 628  * On failure, bytes_B will be set to NULL and len_B will be set to 0
 629  */
 630 struct SRPVerifier *srp_verifier_new(SRP_HashAlgorithm alg,
 631         SRP_NGType ng_type, const char *username,
 632         const unsigned char *bytes_s, size_t len_s,
 633         const unsigned char *bytes_v, size_t len_v,
 634         const unsigned char *bytes_A, size_t len_A,
 635         const unsigned char *bytes_b, size_t len_b,
 636         unsigned char **bytes_B, size_t *len_B,
 637         const char *n_hex, const char *g_hex )
 638 {
 639         mpz_t v; mpz_init(v); mpz_from_bin(bytes_v, len_v, v);
 640         mpz_t A; mpz_init(A); mpz_from_bin(bytes_A, len_A, A);
 641         mpz_t u; mpz_init(u);
 642         mpz_t B; mpz_init(B);
 643         mpz_t S; mpz_init(S);
 644         mpz_t b; mpz_init(b);
 645         mpz_t k; mpz_init(k);
 646         mpz_t tmp1; mpz_init(tmp1);
 647         mpz_t tmp2; mpz_init(tmp2);
 648         mpz_t tmp3; mpz_init(tmp3);
 649         size_t ulen = strlen(username) + 1;
 650         NGConstant *ng = new_ng(ng_type, n_hex, g_hex);
 651         struct SRPVerifier *ver = 0;
 652
 653         *len_B = 0;
 654         *bytes_B = 0;
 655
 656         if (!ng)
 657                 goto cleanup_and_exit;
 658
 659         ver = (struct SRPVerifier *) malloc( sizeof(struct SRPVerifier) );
 660
 661         if (!ver)
 662                 goto cleanup_and_exit;
 663
 664         init_random(); /* Only happens once */
 665
 666         ver->username = (char *) malloc(ulen);
 667         ver->hash_alg = alg;
 668         ver->ng = ng;
 669
 670         if (!ver->username) {
 671                 free(ver);
 672                 ver = 0;
 673                 goto cleanup_and_exit;
 674         }
 675
 676         memcpy((char*)ver->username, username, ulen);
 677
 678         ver->authenticated = 0;
 679
 680         /* SRP-6a safety check */
 681         mpz_mod(tmp1, A, ng->N);
 682         if (mpz_sgn(tmp1) != 0) {
 683                 if (bytes_b) {
 684                         mpz_from_bin(bytes_b, len_b, b);
 685                 } else {
 686                         mpz_fill_random(b);
 687                 }
 688
 689                 if (!H_nn(k, alg, ng->N, ng->N, ng->g)) {
 690                         free(ver);
 691                         ver = 0;
 692                         goto cleanup_and_exit;
 693                 }
 694
 695                 /* B = kv + g^b */
 696                 mpz_mulm(tmp1, k, v, ng->N, tmp3);
 697                 mpz_powm(tmp2, ng->g, b, ng->N);
 698                 mpz_addm(B, tmp1, tmp2, ng->N, tmp3);
 699
 700                 if (!H_nn(u, alg, ng->N, A, B)) {
 701                         free(ver);
 702                         ver = 0;
 703                         goto cleanup_and_exit;
 704                 }
 705
 706                 srp_dbg_num(u, "Server calculated u: ");
 707
 708                 /* S = (A *(v^u)) ^ b */
 709                 mpz_powm(tmp1, v, u, ng->N);
 710                 mpz_mulm(tmp2, A, tmp1, ng->N, tmp3);
 711                 mpz_powm(S, tmp2, b, ng->N);
 712
 713                 hash_num(alg, S, ver->session_key);
 714
 715                 calculate_M(alg, ng, ver->M, username, bytes_s, len_s, A, B, ver->session_key);
 716                 calculate_H_AMK(alg, ver->H_AMK, A, ver->M, ver->session_key);
 717
 718                 *len_B = mpz_num_bytes(B);
 719                 *bytes_B = (unsigned char*)malloc(*len_B);
 720
 721                 if (!*bytes_B) {
 722                         free(ver->username);
 723                         free(ver);
 724                         ver = 0;
 725                         *len_B = 0;
 726                         goto cleanup_and_exit;
 727                 }
 728
 729                 mpz_to_bin(B, *bytes_B);
 730
 731                 ver->bytes_B = *bytes_B;
 732         } else {
 733                 free(ver);
 734                 ver = 0;
 735         }
 736
 737 cleanup_and_exit:
 738         mpz_clear(v);
 739         mpz_clear(A);
 740         mpz_clear(u);
 741         mpz_clear(k);
 742         mpz_clear(B);
 743         mpz_clear(S);
 744         mpz_clear(b);
 745         mpz_clear(tmp1);
 746         mpz_clear(tmp2);
 747         mpz_clear(tmp3);
 748         return ver;
 749 }
 750
 751
 752
 753
 754 void srp_verifier_delete(struct SRPVerifier *ver)
 755 {
 756         if (ver) {
 757                 delete_ng(ver->ng);
 758                 free(ver->username);
 759                 free(ver->bytes_B);
 760                 memset(ver, 0, sizeof(*ver));
 761                 free(ver);
 762         }
 763 }
 764
 765
 766
 767 int srp_verifier_is_authenticated(struct SRPVerifier *ver)
 768 {
 769         return ver->authenticated;
 770 }
 771
 772
 773 const char *srp_verifier_get_username(struct SRPVerifier *ver)
 774 {
 775         return ver->username;
 776 }
 777
 778
 779 const unsigned char *srp_verifier_get_session_key(struct SRPVerifier *ver, size_t *key_length)
 780 {
 781         if (key_length)
 782                 *key_length = hash_length(ver->hash_alg);
 783         return ver->session_key;
 784 }
 785
 786
 787 size_t srp_verifier_get_session_key_length(struct SRPVerifier *ver)
 788 {
 789         return hash_length(ver->hash_alg);
 790 }
 791
 792
 793 /* user_M must be exactly SHA512_DIGEST_LENGTH bytes in size */
 794 void srp_verifier_verify_session(struct SRPVerifier *ver, const unsigned char *user_M, unsigned char **bytes_HAMK)
 795 {
 796         if (memcmp(ver->M, user_M, hash_length(ver->hash_alg)) == 0) {
 797                 ver->authenticated = 1;
 798                 *bytes_HAMK = ver->H_AMK;
 799         } else
 800                 *bytes_HAMK = NULL;
 801 }
 802
 803 /*******************************************************************************/
 804
 805 struct SRPUser *srp_user_new(SRP_HashAlgorithm alg, SRP_NGType ng_type,
 806         const char *username, const char *username_for_verifier,
 807         const unsigned char *bytes_password, size_t len_password,
 808         const char *n_hex, const char *g_hex)
 809 {
 810         struct SRPUser *usr = (struct SRPUser *) malloc(sizeof(struct SRPUser));
 811         size_t ulen  = strlen(username) + 1;
 812         size_t uvlen = strlen(username_for_verifier) + 1;
 813
 814         if (!usr)
 815                 goto err_exit;
 816
 817         init_random(); /* Only happens once */
 818
 819         usr->hash_alg = alg;
 820         usr->ng = new_ng(ng_type, n_hex, g_hex);
 821
 822         mpz_init(usr->a);
 823         mpz_init(usr->A);
 824         mpz_init(usr->S);
 825
 826         if (!usr->ng)
 827                 goto err_exit;
 828
 829         usr->username = (char*)malloc(ulen);
 830         usr->username_verifier = (char*)malloc(uvlen);
 831         usr->password = (unsigned char*)malloc(len_password);
 832         usr->password_len = len_password;
 833
 834         if (!usr->username || !usr->password)
 835                 goto err_exit;
 836
 837         memcpy(usr->username, username, ulen);
 838         memcpy(usr->username_verifier, username_for_verifier, uvlen);
 839         memcpy(usr->password, bytes_password, len_password);
 840
 841         usr->authenticated = 0;
 842
 843         usr->bytes_A = 0;
 844
 845         return usr;
 846
 847 err_exit:
 848         if (usr) {
 849                 mpz_clear(usr->a);
 850                 mpz_clear(usr->A);
 851                 mpz_clear(usr->S);
 852                 if (usr->username)
 853                         free(usr->username);
 854                 if (usr->username_verifier)
 855                         free(usr->username_verifier);
 856                 if (usr->password) {
 857                         memset(usr->password, 0, usr->password_len);
 858                         free(usr->password);
 859                 }
 860                 free(usr);
 861         }
 862
 863         return 0;
 864 }
 865
 866
 867
 868 void srp_user_delete(struct SRPUser *usr)
 869 {
 870         if(usr) {
 871                 mpz_clear(usr->a);
 872                 mpz_clear(usr->A);
 873                 mpz_clear(usr->S);
 874
 875                 delete_ng(usr->ng);
 876
 877                 memset(usr->password, 0, usr->password_len);
 878
 879                 free(usr->username);
 880                 free(usr->username_verifier);
 881                 free(usr->password);
 882
 883                 if (usr->bytes_A)
 884                         free(usr->bytes_A);
 885
 886                 memset(usr, 0, sizeof(*usr));
 887                 free(usr);
 888         }
 889 }
 890
 891
 892
 893 int srp_user_is_authenticated(struct SRPUser *usr)
 894 {
 895         return usr->authenticated;
 896 }
 897
 898
 899 const char *srp_user_get_username(struct SRPUser *usr)
 900 {
 901         return usr->username;
 902 }
 903
 904
 905 const unsigned char* srp_user_get_session_key(struct SRPUser* usr, size_t* key_length)
 906 {
 907         if (key_length)
 908                 *key_length = hash_length(usr->hash_alg);
 909         return usr->session_key;
 910 }
 911
 912
 913 size_t srp_user_get_session_key_length(struct SRPUser *usr)
 914 {
 915         return hash_length(usr->hash_alg);
 916 }
 917
 918
 919 /* Output: username, bytes_A, len_A */
 920 void srp_user_start_authentication(struct SRPUser *usr, char **username,
 921         const unsigned char *bytes_a, size_t len_a,
 922         unsigned char **bytes_A, size_t *len_A)
 923 {
 924         if (bytes_a) {
 925                 mpz_from_bin(bytes_a, len_a, usr->a);
 926         } else {
 927                 mpz_fill_random(usr->a);
 928         }
 929
 930         mpz_powm(usr->A, usr->ng->g, usr->a, usr->ng->N);
 931
 932         *len_A = mpz_num_bytes(usr->A);
 933         *bytes_A = (unsigned char*)malloc(*len_A);
 934
 935         if (!*bytes_A) {
 936                 *len_A = 0;
 937                 *bytes_A = 0;
 938                 *username = 0;
 939                 return;
 940         }
 941
 942         mpz_to_bin(usr->A, *bytes_A);
 943
 944         usr->bytes_A = *bytes_A;
 945         if (username)
 946                 *username = usr->username;
 947 }
 948
 949
 950 /* Output: bytes_M. Buffer length is SHA512_DIGEST_LENGTH */
 951 void  srp_user_process_challenge(struct SRPUser *usr,
 952         const unsigned char *bytes_s, size_t len_s,
 953         const unsigned char *bytes_B, size_t len_B,
 954         unsigned char **bytes_M, size_t *len_M)
 955 {
 956         mpz_t B; mpz_init(B); mpz_from_bin(bytes_B, len_B, B);
 957         mpz_t u; mpz_init(u);
 958         mpz_t x; mpz_init(x);
 959         mpz_t k; mpz_init(k);
 960         mpz_t v; mpz_init(v);
 961         mpz_t tmp1; mpz_init(tmp1);
 962         mpz_t tmp2; mpz_init(tmp2);
 963         mpz_t tmp3; mpz_init(tmp3);
 964         mpz_t tmp4; mpz_init(tmp4);
 965
 966         *len_M = 0;
 967         *bytes_M = 0;
 968
 969         if (!H_nn(u, usr->hash_alg, usr->ng->N, usr->A, B))
 970                 goto cleanup_and_exit;
 971
 972         srp_dbg_num(u, "Client calculated u: ");
 973
 974         if (!calculate_x(x, usr->hash_alg, bytes_s, len_s,
 975                         usr->username_verifier, usr->password, usr->password_len))
 976                 goto cleanup_and_exit;
 977
 978         srp_dbg_num(x, "Client calculated x: ");
 979
 980         if (!H_nn(k, usr->hash_alg, usr->ng->N, usr->ng->N, usr->ng->g))
 981                 goto cleanup_and_exit;
 982
 983         /* SRP-6a safety check */
 984         if ( mpz_sgn(B) != 0 && mpz_sgn(u) != 0 ) {
 985                 mpz_powm(v, usr->ng->g, x, usr->ng->N);
 986
 987                 srp_dbg_num(v, "Client calculated v: ");
 988
 989                 /* S = (B - k*(g^x)) ^ (a + ux) */
 990                 mpz_mul(tmp1, u, x);
 991                 mpz_add(tmp2, usr->a, tmp1);               /* tmp2 = (a + ux)      */
 992                 mpz_powm(tmp1, usr->ng->g, x, usr->ng->N); /* tmp1 = g^x           */
 993                 mpz_mulm(tmp3, k, tmp1, usr->ng->N, tmp4); /* tmp3 = k*(g^x)       */
 994                 mpz_subm(tmp1, B, tmp3, usr->ng->N, tmp4); /* tmp1 = (B - K*(g^x)) */
 995                 mpz_powm(usr->S, tmp1, tmp2, usr->ng->N);
 996
 997                 hash_num(usr->hash_alg, usr->S, usr->session_key);
 998
 999                 calculate_M( usr->hash_alg, usr->ng, usr->M, usr->username, bytes_s, len_s, usr->A,B, usr->session_key );
1000                 calculate_H_AMK( usr->hash_alg, usr->H_AMK, usr->A, usr->M, usr->session_key );
1001
1002                 *bytes_M = usr->M;
1003                 if (len_M)
1004                         *len_M = hash_length( usr->hash_alg );
1005         } else {
1006                 *bytes_M = NULL;
1007                 if (len_M)
1008                         *len_M   = 0;
1009         }
1010
1011 cleanup_and_exit:
1012
1013         mpz_clear(B);
1014         mpz_clear(u);
1015         mpz_clear(x);
1016         mpz_clear(k);
1017         mpz_clear(v);
1018         mpz_clear(tmp1);
1019         mpz_clear(tmp2);
1020         mpz_clear(tmp3);
1021         mpz_clear(tmp4);
1022 }
1023
1024
1025 void srp_user_verify_session(struct SRPUser *usr, const unsigned char *bytes_HAMK)
1026 {
1027         if (memcmp(usr->H_AMK, bytes_HAMK, hash_length(usr->hash_alg)) == 0)
1028                 usr->authenticated = 1;
1029 }